解题思路:先画出两种情况的等效电路图:(1)根据P=I2R表示出P1与PA的比值,然后化简即可求出R1和RA的比值;(2)先根据U1与U2比值以及U2的值求出U1的值,然后根据欧姆定律的应用求出R1、R2的比值,再结合串联电路电压的规律以及功率的计算公式即可求出电阻R1的阻值.
当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,等效电路如图甲所示:
当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,等效电路如图乙所示:
(1)已知:I1:I2=3:5,P1:PA=27:25,
由P=I2R可得,
P1
PA=
I21R1
I22RA
[27/25]=[9/25]×
R1
RA
R1
RA=[3/1];
(2)已知U2=10V,由U1:U2=3:2可得,U1=15V;
根据图乙可得:U2+UA=U1,UA=U1-U2=15V-10V=5V;
由图乙可得,
U2
UA=
R2
RA
即
R2
RA=
U2
UA=[10V/5V]=[2/1];
由
R1
RA=[3/1]和
R2
RA=[2/1]可得,
R1
R2=[3/2];
由图甲可得,U1′=[3/5]U1=[3/5]×15V=9V,
由P=
U2
R可得,R1=
U1′2
P1=
(9V)2
9W=9Ω.
答:(1)R1和RA的比值为3:1;
(2)电阻R1的阻值为9Ω.
点评:
本题考点: 电路的简化与计算.
考点点评: 此题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目,难度较大.在解题过程中,注意电路的分析,根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图,同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系,结合题目中给出的已知条件进行解决.