Question

如圖所示，電源電壓保持不變，電阻R₁=30Ω，開關(guān)S斷開，電流表A₂的示數(shù)為0.4A；開關(guān)S閉合，A₁的示數(shù)為1.2A．
求：
（1）電源電壓和R₂的阻值各為多少？
（2）開關(guān)S閉合時，通電1min電路消耗的電能是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時電路為R₂的簡單電路，當(dāng)開關(guān)S閉合時兩電阻串聯(lián)、A₁測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路獨立工作、互不影響可知開關(guān)閉合前后通過R₂的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知通過R₁支路的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓，再根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出R₂的阻值；
（2）根據(jù)W=UIt求出開關(guān)S閉合時通電1min電路消耗的電能．
解答：解：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，等效電路圖如圖1所示；當(dāng)開關(guān)S閉合時，等效電路圖如圖2所示．

∵并聯(lián)電路獨立工作、互不影響，
∴開關(guān)閉合前后，通過R₂的電流不變，即I₂=0.4A，
通過R₁的電流I₁=I-I₂=1.2A-0.4A=0.8A，
電源的電壓U=U₂=U₁=I₁R₁=0.8A×30Ω=24V，
R₂的阻值R₂===60Ω；
（2）開關(guān)S閉合時通電1min電路消耗的電能：
W=UIt=24V×1.2A×60s=1728J．
答：（1）電源電壓為24V，R₂的阻值為60Ω；
（2）開關(guān)S閉合時，通電1min電路消耗的電能是1782J．
點評：本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功公式的靈活運用，關(guān)鍵是根據(jù)開關(guān)閉合前后兩電流表的示數(shù)確定通過R₁的電流．