解:當開關S
1閉合S
2斷開時,電路如圖1所示;當開關S
1、S
2都閉合時,電路如圖2所示;
(1)由圖1和圖2可得:
∵1.6W=I
12R
1,3.6W=I
22R
1,
∴
=
∵U
1:U
2=10:9,且U
1=I
1(R
2+R
3),U
2=I
2R
3∴
=
,
∵電源的電壓不變,
∴I
1(R
1+R
2+R
3)=I
2(R
1+R
3)
解得:
=
,
∵串聯電路各處的電流相等,
∴圖1中,
=
,U
0=
×24V=
×24V=4V,
∵
=1.6W,
∴R
1=
=10Ω,
R
3=3R
1=30Ω,
I
1=
=
=0.4A;
(2)圖2中,3.6W=I
22R
1,
R
3的電功率:
P
3=I
22R
3=
×3.6W=10.8W,
電流通過電阻R
3產生的熱量:
Q=W=P
3t=10.8W×60s=648J.
答:(1)當開關S
1閉合S
2斷開時,電流表的示數為0.4A;
(2)當開關S
1、S
2都閉合時,1分鐘內,電流通過電阻R
3產生的熱量為648J.
分析:先畫出兩種情況的等效電路圖.
(1)根據P=I
2R表示出圖1和圖2中電阻R
1的功率,據此求出兩電路中的電流之比;根據歐姆定律表示出電壓表的示數,進一步求出R
2和R
3之間的關系;根據電源的電壓不變,利用電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓并求出R
1和R
3之間的關系;根據串聯電路的分壓特點求出圖1中R
1兩端的電壓,根據P=
求出R
1的阻值,進一步求出R
3的阻值;利用歐姆定律求出電流表的示數.
(2)串聯電路中各用電器消耗的電功率與自身的比值成正比,據此求出圖2中R
3的電功率,再根據Q=W=Pt求出1分鐘內電流通過電阻R
3產生的熱量.
點評:本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率、電功的計算,關鍵是開關閉合、斷開時電路的辨別.本題難點在于很多同學無法將電壓表的示數和電功率關系聯系在一起,無法找到突破口,解答此類問題時,可將每一種情況中的已知量和未知量都找出來,仔細分析找出各情況中的關聯,即可列出等式求解.