Question

2．如圖所示電路，已知R₁=12Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為0.5A；當(dāng)開關(guān)閉合時，電流表的讀數(shù)為1.5A．求：
（1）電源電壓U；
（2）R₂的阻值．　
（3）當(dāng)開關(guān)閉合時，電路在1min內(nèi)消耗的總電能是多少J？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，電路為R₁的簡單電路，電流表測通過R₁的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當(dāng)開關(guān)閉合時，兩燈泡串并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過R₁支路的電流不變，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₂的電流，利用并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出R₂的阻值；
（3）當(dāng)開關(guān)閉合時，根據(jù)W=UIt求出電路在1min內(nèi)消耗的總電能．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，電路為R₁的簡單電路，電流表測通過R₁的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₁R₁=0.5A×12Ω=6V；
（2）當(dāng)開關(guān)閉合時，兩燈泡串并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，開關(guān)閉合前后，通過R₁支路的電流不變，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₂的電流：
I_L=I-I₁=1.5A-0.5A=1A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，R₂的阻值：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
（3）當(dāng)開關(guān)閉合時，電路在1min內(nèi)消耗的總電能：
W=UIt=6V×1.5A×60s=540J．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）R₂的阻值為6Ω；
（3）當(dāng)開關(guān)閉合時，電路在1min內(nèi)消耗的總電能是540J．

點(diǎn)評 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的靈活運(yùn)用，要注意并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響的特點(diǎn)．