Question

10．运用知识解决问题：
（1）如图1电路电路，闭合开关，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，鼓槌下移敲击铃碗发声，但同时A和B分离，电路断开，电磁铁失去磁性，B与A接触，又将电路接通．如此反复，电铃持续发声．
（2）请你根据如图2实物电路，在图3方框内画出电路图．
（3）在图4电路中，电阻R₁大小为20Ω，此时R₁消耗的功率为0.8W，电流表A₁示数为0.3A，则电流表A₂示数I₂=0.1A，R₂=40Ω．请你写出求解R₂的思路．

Answer 1

分析 （1）电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，电铃就是利用电磁铁的这个特性工作的；通电时，电磁铁吸引衔铁，鼓槌打击铃碗发出声音，同时衔铁与螺钉分离，鼓槌被弹回，电路重新接通，不断重复上面的过程．
（2）首先对电路进行分析，明确灯泡的连接关系及开关的控制作用，然后根据灯泡连接关系及开关位置画出电路图．
（3）知道电阻R₁大小和R₁消耗的功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₁两端的电压，即电源电压、R₂两端的电压，利用P=UI求通过R₁的电流；知道电流表A₁示数，即干路电流，根据并联电路的电流关系可求通过R₂的电流，即电流表A₂示数，再利用欧姆定律求R₂的大小．

解答 解：
（1）闭合开关，电磁铁有电流通过，电磁铁具有了磁性，衔铁被吸引过来，使鼓槌打击铃碗发出声音，同时衔铁B与螺钉A分离，电路断开，电磁铁失去了磁性，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A接触，电路闭合，不断重复，电铃持续发声．
（2）由实物图知：电流从电源正极出发，通过开关S后分为两支：一支经灯泡L₁；另一支经开关S₁、灯泡L₂，然后共同回到电源负极．所以两只灯泡并联，开关S在干路上，电路图如下：

（3）解题思路：知道电阻R₁的大小和R₁消耗的功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₁两端的电压，即电源电压、R₂两端的电压，利用P=UI求出通过R₁的电流；知道电流表A₁示数，即干路电流，根据并联电路的电流关系可求通过R₂的电流，即电流表A₂示数，再利用欧姆定律求R₂的大小．
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得R₁两端的电压：
U₁=$\sqrt{{P}_{1}{R}_{1}}$=$\sqrt{0.8W×20Ω}$=4V，
因为R₁、R₂并联，所以U=U₂=U₁=4V，
由P=UI可得通过R₁的电流：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{0.8W}{4V}$=0.2A；
由题知电流表A₁示数为0.3A，即干路电流I=0.3A，
所以通过R₂的电流：I₂=I-I₁=0.3A-0.2A=0.1A，即电流表A₂示数为0.1A，
由欧姆定律可得R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω．
故答案为：
（1）A；
（2）如图所示；
（3）0.1；40；
解题思路：知道电阻R₁的大小和R₁消耗的功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₁两端的电压，即电源电压、R₂两端的电压，利用P=UI求通过R₁的电流；知道电流表A₁示数，即干路电流，根据并联电路的电流关系可求通过R₂的电流，即电流表A₂示数，再利用欧姆定律求R₂的大小．

点评 本题为电磁综合题，考查了电磁铁的应用、电路图的画法、并联电路的特点和欧姆定律的运用，知识点多、综合性强，属于难题！