Question

物理興趣小組的同學們設計了一個飲水機模型，其電路實物連接示意圖如圖所示．電路中電源電壓為12V，且保持不變，R₁是供加熱的電阻絲，R₂是一個定值電阻．當開關S₁、S₂都閉合時，電流表示數(shù)為0.8A；當開關S₁閉合、S₂斷開時，電壓表示數(shù)為7.5V．求：
（l）電阻絲R₁的阻值．
（2）開關S₁閉合、S₂斷開時，電流表的示數(shù)及R₂的阻值．
（3）開關S₁、S₂都閉合時，這個模型處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？請算出此狀態(tài)下它的功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）當開關S₁、S₂都閉合時，R₂被短路，電源電壓加在R₁兩端，根據(jù)歐姆定律可計算電阻絲R₁的阻值．
（2）開關S₁閉合、S₂斷開時，R₁和R₂串聯(lián)，串聯(lián)電路各處電流都相等．電壓表測R₁兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可計算通過電路的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可計算R₂兩端的電壓，進一步計算R₂的阻值．
（3）當開關S₁、S₂都閉合時，R₂被短路，電路電阻最小，電流最大，功率最大，所以這個模型處于加熱狀態(tài)．根據(jù)電功率公式計算此狀態(tài)下它的功率．
解答：解：（1）
答：電阻絲R₁的阻值為15Ω．
（2）I=
U₂=U-U₁=12V-7.5V=4.5V

答：電流表的示數(shù)為0.5A，R₂的阻值為9Ω．
（3）當開關S₁、S₂都閉合時，這個模型處于加熱狀態(tài)．
P=
答：此狀態(tài)下它的功率為9.6W．
點評：學生應根據(jù)開關的斷開與閉合正確分析電路的連接方式后結合串聯(lián)電路電流和電壓特點與歐姆定律計算相應的物理量．