Question

12．如圖所示的電路中，R₁=40Ω，R₃=20Ω，電源電壓U=12V且保持不變，當(dāng)S₁、S₂斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A；求：
（1）R₂的阻值． 
（2）S₁、S₂均斷開，R₂的電功率．
（3）S₁、S₂閉合時(shí)通電10分鐘R₂消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）S₁、S₂都斷開時(shí)，R₂與R₃串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值；
（2）S₁、S₂都斷開時(shí)，R₂與R₃串聯(lián)，根據(jù)P=I²R可求得R₂的電功率
（3）S₁、S₂都閉合，R₁與R₂并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求得流經(jīng)R2的電流，利用W=UIt求出R₂消耗的電能．

解答 解：（1）S₁、S₂都斷開時(shí)，R₂與R₃串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$，可得，
電路中的總電阻：
R_串=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{0.1A}$=120Ω，
因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以R₂的阻值：
R₂=R_串-R₃=120Ω-20Ω=100Ω；
（2）S₁、S₂都斷開時(shí)，R₂與R₃串聯(lián)，R₂的電功率
P₂=I²R₂=（0.1A）²×100Ω=1W；
（3）S₁、S₂閉合，R₂、R₁并聯(lián)，R₃短路；
I₂=$\frac{{{U_2}_總}(cāng)}{R_2}$=$\frac{{{12V}_總}(cāng)}{100Ω}$=0.12A
W₂=UI₂t=12V×0.12A×600s=864J．
答：（1）R₂的阻值為100Ω． 
（2）S₁、S₂均斷開，R₂的電功率為1W．
（3）S₁、S₂閉合時(shí)通電10分鐘R₂消耗的電能為864J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路串并聯(lián)的辨別．