(2008•延庆县一模)如图所示电路.当开关S1、S2都断开时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1;当开关S1、S2

(2008•延庆县一模)如图所示电路.当开关S1、S2都断开时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I2,电压表的示数为U2;当开关S1闭合,S2断开时,电路的功率为3W.已知I1:I2=1:6、U1:U2=1:2.求:开关S1、S2闭合与断开的各种情况下,电路的最大电功率.
bat432897 1年前 已收到1个回答 举报

hh好女人 幼苗

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解题思路:先画出三种情况的等效电路图:
(1)由图2可知此时电压表的示数等于电源的电压,从而得出图1中电压表的示数和电源电压之间的关系,根据欧姆定律分别表示出图1和图2中通过R2的电流得出电流关系,根据并联电路的电流特点求出图2中两支路的电流关系;
(2)根据P=
U2
R
可知,开关S1、S2闭合与断开的各种情况下,图2中的电阻最大,电路的电功率最大,根据P=UI分别表示出图2和图3中电路的总功率,结合两者的关系即可求出电路的最大电功率.

当开关S1、S2都断开时,等效电路图如图1所示;当开关S1、S2都闭合时,等效电路图如图2所示;当开关S1闭合,S2断开时,等效电路图如图3所示.

由图2可知,电源的电压U=U2
∵U1:U2=1:2,
∴U1=[U/2],
图2中,通过R2的电流为I2′,通过R3的电流为I3
∵并联电路中各支路两端的电压相等,

I1

I′2=

U1
R2

U
R2=
U1
U=[1/2],
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且I1:I2=1:6,


I′2

I′3=

I′2
I2−
I′2=
2I1
6I1−2I1=[1/4],
根据P=
U2
R可知,开关S1、S2闭合与断开的各种情况下,图2中的电阻最大,电路的电功率最大,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴图2和图3中R2的电流相等,消耗的电功率相等,
P=UI2′=U×2I1=2UI1=3W,即UI1=1.5W,
Pmax=UI2=U×6I1=6UI1=6×1.5W=9W.
答:开关S1、S2闭合与断开的各种情况下,电路的最大电功率为9W.

点评:
本题考点: 电功率的计算;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电路的动态分析.

考点点评: 本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用,关键是画出三种情况的等效电路图,难点是电压关系和电流关系的确定并会确定电路的最大电功率.

1年前

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