题目
5.如图所示,电源两端电压为12V并保持不变,电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时,电压表-|||-示数为4V.求:-|||-(2)电阻R1消耗的电功率P1。-|||-(1)电阻R2的阻值;-|||-R R.-|||-v-|||-S

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查串联电路的电压、电流规律及电功率的计算。
解题思路:
- 确定电路结构:根据题意和常规电路图推断,R₁与R₂应为串联关系,电压表测R₂两端电压。
- 应用串联电路规律:总电压等于各分电压之和,通过已知电源电压和R₂的电压求出R₁的电压。
- 欧姆定律与电功率公式:利用欧姆定律求电流,再结合电功率公式计算R₁的功率。
关键点:
- 串联电路的分压关系是破题核心。
- 电功率公式的选择需根据已知条件灵活应用(如$P=I^2R$或$P=\frac{U^2}{R}$)。
第(1)题:求电阻R₂的阻值
步骤1:确定分电压
串联电路中总电压等于各分电压之和,已知电源电压$U=12\text{V}$,电压表测R₂两端电压$U_2=4\text{V}$,因此R₁两端电压为:
$U_1 = U - U_2 = 12\text{V} - 4\text{V} = 8\text{V}.$
步骤2:求电路电流
根据欧姆定律$I = \frac{U_1}{R_1}$,代入$R_1=8\Omega$:
$I = \frac{8\text{V}}{8\Omega} = 1\text{A}.$
步骤3:求R₂的阻值
R₂两端电压为$U_2=4\text{V}$,电流$I=1\text{A}$,由欧姆定律得:
$R_2 = \frac{U_2}{I} = \frac{4\text{V}}{1\text{A}} = 4\Omega.$
第(2)题:求电阻R₁消耗的电功率P₁
方法1:直接应用公式$P = \frac{U^2}{R}$
已知$U_1=8\text{V}$,$R_1=8\Omega$,代入公式:
$P_1 = \frac{U_1^2}{R_1} = \frac{(8\text{V})^2}{8\Omega} = 8\text{W}.$
方法2:通过电流计算$P = I^2R$
已知$I=1\text{A}$,$R_1=8\Omega$,代入公式:
$P_1 = I^2 R_1 = (1\text{A})^2 \cdot 8\Omega = 8\text{W}.$