Question

如圖所示的電路，R₁=20Ω，當(dāng)開關(guān)S₂閉合時，電流表示數(shù)0.3A，S₂斷開時，電路中的電流強度為0.1A．
（1）當(dāng)開關(guān)S₂閉合時，如圖的電路可畫成怎樣？（請畫出其等效電路圖）
（2）電源電壓多大？
（3）R₂的電阻是多少？
（4）S₂斷開時，電阻R₁和R₂在1min內(nèi)消耗的電能之和是多少？

Answer 1

解：（1）開關(guān)S₂閉合時，電阻R₂被短路，只有電阻R₁接在電路中，等效電路圖如圖所示．
故答案為：等效電路圖如圖所示．
（2）當(dāng)開關(guān)S₂閉合時，由電路圖可知，電源電壓U=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V；
答：電源電壓是6V．
（3）當(dāng)開關(guān)S₂斷開時，R₁、R₂串聯(lián)，電路電流I₁′=I₂=0.1A，
電阻R₁的電壓U₁=I₂R₁=0.1A×20Ω=2V，
電阻R₂的電壓U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
電阻R₂阻值R₂===40Ω，
答：R₂的電阻是40Ω．
（4）當(dāng)開關(guān)S₂斷開時，R₁和R₂消耗的電能之和W_總=UI₂t=6V×0.1A×60s=36J，
答：S₂斷開時，電阻R₁和R₂在1min內(nèi)消耗的電能之和是36J．
分析：（1）開關(guān)S₂閉合時，電阻R₂被短路，只有電阻R₁接在電路中，據(jù)此畫出等效電路圖；
（2）開關(guān)S₂閉合，電阻R₁接在電源兩端，電阻R₁兩端電壓等于電源電壓；已知電阻R₁阻值，流過電阻R₁的電流，
由歐姆定律可求出電阻兩端電壓，即電源電壓；
（3）開關(guān)S₂斷開時，R₁、R₂串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點求出電阻R₂兩端的電壓，然后由歐姆定律求出電阻的阻值；
（4）由W=UIt可求出電阻消耗的電能．
點評：本題的綜合性較強，不僅考查電流表的讀數(shù)方法，還考查歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和功率的計算．解答此類題目首先要明確電路的結(jié)構(gòu)類型，再根據(jù)不同電路的不同規(guī)律利用歐姆定律求解即可．