Question

6．如圖所示的電路中，電源電壓若保持不變．R₁=4Ω，R₂=6Ω．
（1）如果開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A，那么電源電壓多大？
（2）如果開S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2A，那么R₃的阻值是多大？
（3）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，1min電路消耗多少電能？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，R₃被斷路，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，已知電阻R₁和R₂的阻值，則由歐姆定律可得出電源電壓．
（2）當(dāng)開關(guān)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₂被短路，R₁與R₃并聯(lián)，電流表測(cè)量的是干路中的總電流，已知電源電壓和R₁的阻值，由歐姆定律可求得流過(guò)R₁的電流，再由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可求得流過(guò)R₃的電流，最后利用公式R=$\frac{U}{I}$可求得R₃的阻值．
（3）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，R₃被斷路，R₂被短路，由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t計(jì)算1min電路消耗電能．

解答 解：
（1）由圖知當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，電阻R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流I=0.6A，
此時(shí)電路中的總電阻為：R=R₁+R₂=4Ω+6Ω=10Ω，
則電源電壓為：U=IR=0.6A×10Ω=6V．
（2）當(dāng)開關(guān)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₂被短路，R₁與R₃并聯(lián)，
則兩電阻兩端的電壓均為6V，由歐姆定律得：
通過(guò)R₁中的電流為：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{4Ω}$=1.5A，
而干路中的總電流為I_并=2A，
則通過(guò)R₃的電流為：I₃=I_并-I₁=2A-1.5A=0.5A，
所以R₃的阻值為：R₃=$\frac{U}{{I}_{3}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω．
（3）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，R₃被斷路，R₂被短路，只有R₁連入電路中，
所以1min電路消耗電能：
W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（6V）^{2}}{4Ω}$×60s=540J．
答：（1）電源電壓為6V；（2）R₃的阻值是12Ω；（3）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，1min電路消耗電能540J．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查歐姆定律的理解和應(yīng)用及電能的計(jì)算．解題時(shí)首先要看清電路及其變化，然后運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點(diǎn)求解．