问题补充:
如图所示的电路中,电源电压保持12V不变,开关S闭合时,电阻R2被短路,电流表A的示数为0.3A;?开关S断开时,电流表A的示数为0.1A.
求:(1)R1和R2的阻值.
(2)开关S断开时,电阻R1在1min内产生的热量.
(本题解答要求:要写出依据的主要公式或变形公式,要有数据代入和运算结果.)
答案:
解:(1)从图可知,当开关S闭合时,电路中只有电阻R1,R1两端的电压等于电源电压,电流表测量的是通过电阻R1的电流,
∵U1=U=12V,I1=0.3A,
∴电阻R1的阻值为:R1===40Ω;
当开关S断开时,电阻R1R2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,
∵I=0.1A,
∴电路中的总电阻为:R===120Ω,
电阻R2的阻值为:R2=R-R1=120Ω-40Ω=80Ω.
(2)当开关S断开时,I=0.1A,R1=40Ω,t=1min-60s,
∴电阻R1产生的热量为:
Q=I2R1t=(0.1A)2×40Ω×60s=24J.
答:(1)R1和R2的阻值分别为40Ω和80Ω.
(2)开关S断开时,电阻R1在1min内产生的热量为24J.
解析分析:(1)当开关S闭合时,电阻R2被短路不连入电路,电路中只有电阻R1,R1两端的电压等于电源电压,电流表测量的是通过电阻R1的电流,可利用公式R=计算电阻R1的阻值;当开关S断开时,电阻R1R2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,知道电源电压和电路中的电流,可利用欧姆定律计算出总电阻,又知道电阻R1的阻值,根据串联电路的电阻特点计算出电阻R2的阻值.(2)知道开关S断开时,电阻R1的阻值、电路中的电流和通电时间,可利用公式Q=I2Rt计算电阻R1在1min内产生的热量.
点评:本题考查了学生对欧姆定律、焦耳定律、串联电路电流和电压特点的掌握和运用,分析电路图确定开关闭合(电路中只有电阻R1)和断开时(R1R2串联)的电路组成是本题的关键.
如图所示的电路中 电源电压保持12V不变 开关S闭合时 电阻R2被短路 电流表A的示数为0.3A;?开关S断开时 电流表A的示数为0.1A.求:(1)R1和R2的阻值