Question

物理电学题牛人来~~~~

Answer 1

读题、看图知：
1）中断开S3时。意思是闭合S1、S2。发现R1、R2被
S1短接。因电压表与R1、R2并联。所以，电压表也被短接，没有示数。
电路中只有灯L。且灯正常。
所以，U源＝UL额电流表测灯的正常
工做电流。示数为I。
2）只合S2时，是灯、R1、R2组成的串联电路。电压表测R1、R2的串联电压。示数是U1。灯的两端电压为UL。则U源＝UL+U1.
电流表测串联电路的电流。示数是I'＝0.4安。
3）只断开S1。意思是闭合S2、S3。
此时，灯被
S3短接。是R1与R2/2的串联电路。
电压表测它们的串联电压，即电源电压。示数是U2。即U源＝U2。
电流表测它们的串联电流。示数是I"。
题中给出I：I"=2:1。其中，I是灯的正常工作电流；I"是R1与R2/2的串联电流。
因是同一电源。所以，电流与电阻成反比。
即(R1+R2/2):RL=2:1
(1)
又给出：U1：U2＝7：10。得U1＝7U2/10=7/10*U源。
其中，U1是灯与R1、R2串联时，R1、R2的串联电压。U2是电路中只有R1与R2/2串联时的串联电压，即电源电压。
也就是U源=U2=U1+UL。所以，UL＝U源-U1＝U源-7/10*U源＝3/10U源。
所以，UL：U1＝3/10*U源：7/10*U源＝3：7.
所以，UL：U1＝I'RL：I'(R1+R2)。
即RL：（R1+R2）＝3：7.
（2）
整理方程（1）和（2）。得R2＝6欧。代入（2）得RL＝9欧。
灯与R1、R2串联时的总电阻R串＝R1+R2+RL＝15+6+9＝30欧。
而此时电流是0.4安。
所以，电源电压：U源＝I'R串＝0.4*30＝12伏。
只断开S1时，总电阻R串"=R1+R2/2=15+3=18欧。
串联电流I"=U源/R串"=12/18=2/3安。
所以变阻箱占有电压：U'2＝I"R2/2=2/3*6/2=2伏。
所以，灯的额定功率PL额＝U源I＝U源^2/RL＝12*12/9＝16瓦。