Question

5．如圖所示，R₁的電阻為10Ω，當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為2V；當(dāng)閉合開關(guān)S₁，斷開S₂時(shí)，電壓表示數(shù)為6V，求：
（1）電源電壓；
（2）R_x的阻值；
（3）當(dāng)閉合開關(guān)S₁、斷開S₂時(shí)，電路消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)閉合開關(guān)S₁，斷開S₂時(shí)，R₁被短路，電路為R_x的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，根據(jù)電壓表的示數(shù)得出電源的電壓；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，R₁與R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R_x的阻值；
（3）根據(jù)P=UI求出當(dāng)閉合開關(guān)S₁、斷開S₂時(shí)電路消耗的電功率．

解答 解：（1）當(dāng)閉合開關(guān)S₁，斷開S₂時(shí)，電路為R_x的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，則電源的電壓U=6V；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，R₁與R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端的電壓，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端的電壓：
U₁=U-U_x=6V-2V=4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{4V}{10Ω}$=0.4A，
則R_x的阻值：
R_x=$\frac{{U}_{x}}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（3）當(dāng)閉合開關(guān)S₁、斷開S₂時(shí)電路消耗的電功率：
P=UI=6V×0.4A=2.4W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）R_x的阻值為5Ω；
（3）當(dāng)閉合開關(guān)S₁、斷開S₂時(shí)，電路消耗的電功率為2.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，是一道較為簡(jiǎn)單的題目．