Question

18．如图所示电路，电源电压保持不变．在甲图中，闭合开关S，电压表示数为4V，电流表示数为0.2A；乙图中，闭合开关S，电压表示数为6V．求：

（1）电阻R₁和R₂的阻值和电源电压；
（2）甲图中电阻R₁的电功率；
（3）甲图中，工作10min，整个电路消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）在甲图中，R₁、R₂串联，电压表测量的是电阻R₁两端的电压，电流表测量总电流，根据欧姆定律可求R₁的阻值，在乙图中已经测量出电源电压，电源电压减去电阻R₁两端的电压就是R₂两端的电压，根据欧姆定律可求R₂的阻值；
（2）由P=UI求甲图中电阻R₁的电功率；
（3）根据W=UIt求工作10min整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）在甲图中，由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
图乙中，电压表示数即电源电压U=6V，由串联电路电压的规律，
R₂两端的电压：
U₂=U-U₁=6V-4V=2V，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
（2）甲图中电阻R₁的电功率：
P₁=U₁I=4V×0.2A=0.8W；
（3）甲图中，工作10min，整个电路消耗的电能：
W=UIt=6V×0.2A×10×60s=720J
答：（1）R₁、R₂的阻值分别为20Ω、10Ω，电源电压为6V．
（2）甲图中电阻R₁的电功率为0.8W；
（3）甲图中，工作10min，整个电路消耗的电能为720J．

点评 本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是搞清两个图物理量的联系．