Question

3．兩電阻a、b各自的電流與兩端電壓的關(guān)系圖線如圖所示，
（1）電阻a的阻值多大？
（2）如果把a(bǔ)、b兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電路時(shí)，通過(guò)的電流為0.2A，a、b在1min內(nèi)消耗的總電能是多少焦？
（3）如果將a、b兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，通過(guò)a電阻的電流為0.2A時(shí)，b電阻功率是多少瓦？

Answer 1

分析 （1）由坐標(biāo)圖可知橫坐標(biāo)表示電流和對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)表示電壓，選取一組數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電阻a的阻值；
（2）兩電阻串聯(lián)時(shí)通過(guò)兩電阻的電流相等，根據(jù)圖象讀出兩電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出總電壓，利用W=UIt求出a、b在1min內(nèi)消耗的總電能；
（3）兩電阻并聯(lián)時(shí)它們兩端的電壓相等，根據(jù)圖象讀出通過(guò)a電阻的電流為0.2A時(shí)兩端的電壓即為b電阻兩端的電壓，根據(jù)圖象讀出通過(guò)的電流，根據(jù)P=UI求出b電阻的功率．

解答 解：（1）由圖知，U_a=2.0V，I_a=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻a的阻值：
R_a=$\frac{{U}_{a}}{{I}_{a}}$=$\frac{2.0V}{0.2A}$=10Ω；
（2）把a(bǔ)、b兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電路時(shí)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，I_a=I_b=I=0.2A，
由圖象可知，對(duì)應(yīng)電阻兩端的電壓U_a=2.0V，U_b=1.0V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，總電壓：
U=U_a+U_b=2.0V+1.0V=3.0V，
a、b在1min內(nèi)消耗的總電能：
W=UIt=3.0V×0.2A×60s=36J；
（3）將a、b兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，通過(guò)a電阻的電流為0.2A時(shí)，U_a=2.0V，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，U_b′=U_a=2.0V，
此時(shí)通過(guò)b的電流I_b′=0.4A，
則電阻b的電功率：
P_b=U_b′I_b′=2.0V×0.4A=0.8W．
答：（1）電阻a的阻值為10Ω；
（2）如果把a(bǔ)、b兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電路時(shí)，通過(guò)的電流為0.2A，a、b在1min內(nèi)消耗的總電能是36J；
（3）如果將a、b兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，通過(guò)a電阻的電流為0.2A時(shí)，b電阻功率是0.8W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式、電功公式的靈活運(yùn)用，側(cè)重考查了學(xué)生的讀圖能力同時(shí)結(jié)合電路特點(diǎn)運(yùn)用歐姆定律計(jì)算相關(guān)的物理量．