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在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I和它两端的电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.02A/V3),R2是普通电阻,阻值为24Ω,遵循欧姆定律,电源电动势E=6V,闭合开关S后,电流表的示数为0.16A.试求:
(1)R1两端的电压;
(2)电源的内电阻r;
(3)R1、R2和r上消耗的电功率P1、P2和Pr
分析:(1)根据通过R1的电流I和它两端的电压U遵循I=kU3的规律,求出R1两端的电压.
(2)根据欧姆定律求出R2的电压,从而得出内电压,根据r=
U
I
求出内电阻.
(3)根据P1=U1I求出R1上的电功率,根据P2=I2R2,Pr=I2r求出R2和r上消耗的电功率.
解答:解:(1)由I=kU3
U=
3
I
K
=
0.16
0.02
v=2V
故R1两端的电压为2V.
(2)根据闭合电路的欧姆定律有
  E=U+IR2+Ir
r=
E-U-IR2
I
=
E-U
I
-R2=
6-2
0.16
Ω-24Ω=1Ω
故内阻r为1Ω.
(3)P1=IU=0.16×2W=0.32W
P2=I2R2=0.162×24W=0.61W
Pr=I2r=0.162×1W=0.026W
故R1、R2和r上消耗的电功率P1、P2和Pr分别为0.32W,0.61W,0.026W.
点评:解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律,以及知道欧姆定律的适用范围.
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