Question

14．如圖所示，電源電壓恒定，R₂=4Ω，當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，A示數(shù)為1.5A，當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，A的示數(shù)為0.6A；則求：
（1）電源電壓
（2）R₁的阻值
（3）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，R₁兩端的電壓
（4）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s電流流經(jīng)R₁所做的功
（5）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s電流流經(jīng)R₂所做的功
（6）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s整個(gè)電路電流所做的總功
（要求：分別畫(huà)出兩種情況下的等效電路，詳細(xì)寫(xiě)公式等過(guò)程）
解：畫(huà)出當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)的等效電路；
畫(huà)出當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)的等效電路．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，分析電路的連接，根據(jù)歐姆定律求電源電壓；
（2）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，分析電路的連接，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律求電路的總電阻，根據(jù)歐姆定律求R₁；
（3）根據(jù)歐姆定律 求R₁兩端的電壓；
（4）根據(jù)W₁=U₁I₁t電流流經(jīng)R₁所做的功；
（5）根據(jù)W₂=U₂I₂t求電流經(jīng)R₂所做的功；
（6）根據(jù)W=W₁+W₂求10s整個(gè)電路電流所做的總功．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，R₁短路，A示數(shù)為I′₁=1.5A，電路中只有R₂，如下面的左圖所示，電源電壓即R₂的電壓；

電源電壓U=U₂=I′₁R₂=1.5A×4Ω=6V；
（2）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，A的示數(shù)為I=0.6A，兩電阻串聯(lián)，如上面的右圖所示，根據(jù)歐姆定律，電路的總電阻
R=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律，R₁=10Ω-4Ω=6Ω；
（3）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，電路圖如上面的右圖，根據(jù)歐姆定律，R₁兩端的電壓U₁=I₁R₁=0.6A×6Ω=3.6V；
（4）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s電流流經(jīng)R₁所做的功W₁=U_II₁t=3.6V×0.6A×10s=21.6J；
（5）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電壓的規(guī)律，R₂的電壓U₂=6V-3.6V=2.4V，10s電流流經(jīng)R₂所做的功W₂=U₂I₂t=2.4V×0.6A×10s=14.4J；
（6）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s整個(gè)電路電流所做的總功W=W₁+W₂=21.6J+14.4J=36J．
答：（1）電源電壓為6V
（2）R₁的阻值為6Ω
（3）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，R₁兩端的電壓為3.6V
（4）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s電流流經(jīng)R₁所做的功21.6J
（5）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s電流流經(jīng)R₂所做的功14.4J
（6）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，10s整個(gè)電路電流所做的總功36J

點(diǎn)評(píng) 本題 考查歐姆定律、串聯(lián)電阻的規(guī)律及電功的計(jì)算，最后一問(wèn)也可根據(jù)W=UIt=6V×0.6A×10s=36J求解，屬于基本題．