Question

14．如圖所示，電源電壓恒定，R₁=30Ω，R₂=60Ω．當(dāng)開關(guān)S撥向2，S₃斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A．
（1）求電源電壓；
（2）當(dāng)開關(guān)S₃閉合，開關(guān)S撥向1時(shí)，求電流表的示數(shù)、電路消耗的總功率和通電1min電流對(duì)R₁做的功．

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，畫出關(guān)S撥向2，S₃斷開時(shí)的等效電路圖，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律求出電源電壓；
（2）畫出開關(guān)S₃閉合，開關(guān)S撥向1時(shí)的等效電路圖，由歐姆定律及并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出電流表的示數(shù)；由P=UI求出電路消耗的總功率；由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出電阻R₁通電一分鐘電流所做的功．

解答 解：（1）開關(guān)S撥向2，S₃斷開時(shí)的等效電路圖如圖1所示，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電源電壓：U=I（R₁+R₂）=0.1A×（30Ω+60Ω）=9V；
（2）開關(guān)S₃閉合，開關(guān)S撥向1時(shí)，等效電路圖如圖2所示，
電路電流，即電流表示數(shù)I′=I₁+I₂=$\frac{U}{{R}_{1}}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{9V}{30Ω}$+$\frac{9V}{60Ω}$=0.45A；
電路消耗的總功率P=UI′=9V×0.45A=4.05W；
通電一分鐘電流對(duì)R₁所做的功W₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（9V）^{2}}{30Ω}$×60s=162J；
答：（1）電源電壓為9V；
（2）當(dāng)開關(guān)S₃閉合，開關(guān)S撥向1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.45A，電路消耗的總功率為4.05W，通電1min電流對(duì)R₁做的功為162J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電源電壓、電路電流、電路消耗的功率及電流做的功等問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、畫出等效電路圖是正確解題的前提，掌握串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功及電功率公式是正確解題的關(guān)鍵．