Question

【題目】如圖所示電路，R1=20Ω，R2=10Ω，電源電壓保持不變，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A．
①求電源電壓；
②當(dāng)S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，求電流表的示數(shù)；
③電路如何連接時(shí)，電路消耗的電功率最小？并求出該最小值．

Answer 1

【答案】解：①由電路圖知，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，只有R2連入電路中，電流表測(cè)R2的電流，
由I= 可得電源電壓：
U=U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V；
②由電路圖知，當(dāng)S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知：U=U1=U2=6V，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和I= 可得，電流表示數(shù)：
I′=I1+I2= +I2= +0.6A=0.9A；
③電源電壓保持不變，由P= 可知當(dāng)電路中電阻最大時(shí)功率最小，
由圖知，當(dāng)只閉合S2時(shí)兩電阻串聯(lián)，電路中電阻最大，
所以電路消耗的最小功率為：
P最小= = =1.2W．
答：①電源電壓為6V；②當(dāng)S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.9A；
③當(dāng)只閉合S2時(shí)，電路消耗的電功率最小，最小值為1.2W．
【解析】①當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，只有R2連入電路中，由歐姆定律計(jì)算電源電壓；②當(dāng)S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，由并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電流表示數(shù)；③電源電壓一定，由P= 分析判斷并計(jì)算電路的最小功率．
本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用，正確分析電路結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．