Question

6．實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有電源、電流表、電壓表各一只，定值電阻R₁=6Ω，R₂=4Ω各一只．

（1）請(qǐng)你任選其中三件器材用符號(hào)表示填入圖中，組成甲、乙、丙、丁四個(gè)不同的電路，要求組成電路的各元件均能正常工作且各個(gè)電路消耗的電功率P_甲＞P_乙＞P_丙＞P_丁．
（2）若電源電壓為6V，求甲圖電路的總功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電阻的串并聯(lián)特點(diǎn)可知：R₁、R₂串聯(lián)時(shí)電阻最大；R₁、R₂并聯(lián)時(shí)電阻最��；即R_串＞R₁＞R₂＞R_并；根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：P_并＞R₂＞R₁＞R_串；根據(jù)題目中所給的實(shí)驗(yàn)器材，任選其中三件器材，組成電路的各元件均能正常工作，即可畫出符合要求的四個(gè)不同電路圖．
（2）由甲圖可知：R₁、R₂并聯(lián)，先求總電阻，再根據(jù)P$\frac{{U}^{2}}{R}$求出總功率．

解答 解：（1）由電阻的串并聯(lián)特點(diǎn)可知：
電阻R₁、R₂組合得到的電阻值關(guān)系為：
R_串＞R₁＞R₂＞R_并，
在電壓不變時(shí)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：
P_并＞P₂＞P₁＞P_串，
由題意可知：P_甲＞P_乙＞P_丙＞P_丁，
則圖甲所示電路為兩電阻并聯(lián)電路，圖乙所示電路為電阻R₂組成的電路，
丙所示電路為電阻R₁組成的電路，圖丁為兩電阻串聯(lián)組成的電路．
所以符合題中要求的電路圖如右圖．
（2）根據(jù)$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{1}}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$得：
R_總=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6Ω×4Ω}{6Ω+4Ω}$=2.4Ω；
消耗的電功率：P_甲=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{（6V）^{2}}{2.4Ω}$=15W；
答：（1）符合要求的四個(gè)不同電路圖如上圖所示；
（2）甲圖電路的總功率為15W．

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵：一是根據(jù)要求找到電功率最大時(shí)和最小時(shí)的電路圖，二是歐姆定律和電功率公式的靈活應(yīng)用．