在圖所示的電路中,電源電壓不變,當開關S1、S2都閉合時,電壓表V1、V2的示數之比爲5:3,當開關S1閉合,S2斷開時

題目:

在圖所示的電路中,電源電壓不變,當開關S1、S2都閉合時,電壓表V1、V2的示數之比爲5:3,當開關S1閉合,S2斷開時,電壓表V1、V2的示數之比爲3:2,在後一種情況下,全部通電時間內,電阻R1與R3產生的熱量之比爲(  )
A. 2:3
B. 1:3
C. 3:2
D. 2:1

解答:

當開關S1、S2都閉合時,R3被短路,R1與R2串聯,電壓表V1測的是電源電壓,電壓表V2測的是R2兩端的電壓;
因爲電壓表V1、V2示數之比爲5:3,根據串聯分壓原理可知:R1:R2=2:3…①;
當開關S1閉合,S2斷開時,三個電阻串聯,此時電壓表V1測的仍是電源電壓,電壓表V2測的是R2和R3的總電壓;
因爲兩表示數之比爲3:2,所以(R2+R3):R1=2:1…②;
①②聯立可解得:R1:R3=2:1.
根據Q=I2Rt可知,當電流、通電時間相同時,產生的熱量Q與電阻R成正比,
所以當R1與R3串聯時,產生的熱量Q1:Q3=R1:R3=2:1.
故選D.

試題解析:

首先根據兩個開關的斷開、閉合分析電路的連接情況,並判斷兩個電壓表所測範圍,結合串聯分壓原理可以得出電阻之間的比值,然後根據焦耳定律分析串聯電路中熱量與電阻之間的關係,就可以得出熱量之比.

名師點評:

本題考點: 焦耳定律的計算公式及其應用;歐姆定律的應用.
考點點評: 該題考查了歐姆定律及串聯電路電壓與電阻的關係,以及焦耳定律的應用,具有一定的難度,解題的關鍵是找到R1與R3之間的比值關係.

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