Question

求物理题详解！！！

如图,电路中电源电压不变,当开关S闭合时,通过R1的电流为3A,当开关S断开时,R1两端电压为5V,R2的电功率为10W,已知R2=2R1,求电源电压U和R1、R2的阻值
题中的R2=2R1如果未知还能不能解？

Answer 1

设R1电压为U1，R2电压U2
S断开时，R1、R2串联，R1分压5V，又知道R2=2R1
所以R1/R2=U1/U2
转化成R1/（2R1）=5V/U2，得U2=10V，电源电压U=U1+U2=15V
S闭合时，只有R1接入电路，则R1=U/I=15V/3A=5Ω
R2=2R1=10Ω

去掉一个条件，其他的就得全用上了：
S闭合时I=P2/U2=10W/U2=10W/（U-5V），R1=U1/I=5V/【10W/（U-5V）】=（U-5）/2
S断开时R1=U/I=U/3V
两式联立：（U-5）/2=R1=U/3，解得U=15V
这样R1=U/I=15V/3V=5Ω
又U/（R1+R2）=I=10W/（U-5V）
转化成：15/（5+R2）=10/（15-5）
解得R2=10Ω

Answer 2

电源电压15V R1=5Ω R2=10Ω
过程如下：
设R1电压为U1，R2电压U2
S断开时，R1、R2串联，所以经过R1、R2的电流相同：
U1/R1=U2/R2，（U1=5V，R2=2R1，代入）
5/R1=U2/2R1
U2=2U1=10V
电源电压U=U1+U2=15V
S闭合时，R2已被短路，不起作用，只有R1接入电路，则R1=U/I=15V/3A=5Ω
R2=2R1=10Ω
题中的R2=2R1如果未知，则不能解

Answer 3

开关S闭合时，R1的电压等于电源电压U，所以此时有 3安＝U /R1；
当开关S断开时，两个电阻串联，电路的电流是 I＝U /(R1+R2)=U /(3*R1) ，
所以这时有 5伏＝I *R1＝U /3 ，得 电源电压是U＝15伏特
由 P2＝I＾2*R2 得 P2＝[U /(3*R1)]^2*R2＝2*U＾2 /(9*R1)
即 10＝2*15＾2/(9*R1) ，得 R1＝5欧，R2＝2*R1＝10欧

Answer 4

S断开时，R1两端电压为5V，R2=2R1，根据串联电路分压原理，R2两端电压为U2=10V
所以U2^2/R2=10W，R2=10Ω，
所以R1=5Ω ，干路电流I‘=U2/R2=1A,
电源电压不变，所以电源无内阻，U=I’*（R1+R2）=15V