Question

15．小明在探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”時，將記錄整理的實驗數據繪制成如圖所示的I-U關系圖象，則將甲、乙兩個電阻串聯在電路中，電流為0.2A，則它們兩端的總電壓為3V，電路消耗的總功率為0.6W；將甲、乙兩個電阻并聯后接在2V的電源兩端，通過干路的電流為0.6A，電路消耗的總功率為1.2W．

Answer 1

分析 從圖象上讀出一組電壓值和電流值，根據R=$\frac{U}{I}$即可求出甲和乙的阻值；
（1）根據串聯電路總電阻和分電阻的關系即可求出總電阻，知道串聯時電路中的電流，利用U=IR求總電壓，利用P=I²R求總功率；
（2）求出并聯后的總電阻，知道并聯電路兩端的電壓，利用I=$\frac{U}{R}$即可求出電路中的電流；再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求電路消耗的總功率．

解答 解：
由圖知，當U=3V時，I_甲=0.3A，I_乙=0.6A，
則R_甲=$\frac{U}{{R}_{甲}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
R_乙=$\frac{U}{{R}_{乙}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω．
（1）兩電阻串聯時：
R_串=R_甲+R_乙=10Ω+5Ω=15Ω，
I_串=0.2A，
串聯電阻兩端的總電壓：
U_總=I_串R_串=0.2A×15Ω=3V；
總功率：
P_串=$\frac{{U}_{總}^{2}}{{R}_{串}}$=$\frac{（3V）^{2}}{15Ω}$=0.6W；
（2）兩電阻串聯時，由$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{甲}}$+$\frac{1}{{R}_{乙}}$得：
R_并=$\frac{{R}_{甲}{R}_{乙}}{{R}_{甲}{+R}_{乙}}$=$\frac{5Ω×10Ω}{5Ω+10Ω}$=$\frac{10}{3}$Ω，
U_并=2V，
干路電流：
I_并=$\frac{{U}_{并}}{{R}_{并}}$=$\frac{2V}{\frac{10}{3}Ω}$=0.6A，
總功率：
P_并=U_并I_并=2V×0.6A=1.2W．
故答案為：3V；0.6W；0.6A；1.2W．

點評 本題考查了串并聯電路的電流、電壓和電阻特點以及歐姆定律的應用，利用好電功率的公式是關鍵．