Question

7．运用知识解决问题：
（1）用电高峰时，居民楼的总电闸经常“跳闸”，这是为什么？
答：在家庭电路中，由于电压是不变的，用电高峰时，居民楼上各家很多用电器同时使用，使得用电器的总功率过大，电路中的总电流过大，导致“跳闸”．
（2）根据小磁针静止时的指向，在图中标出通电縲线管的N、S极和电源的正、负极．
（3）将电阻R₁和R₂串联在电源两端，已知总电阻为R，R₁两端的电压为U₁，R₂两端的电压为U₂，则R₁=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{1}+{U}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）家庭电路中总功率过大是造成跳闸的主要原因之一，据此分析；
（2）根据磁极间的相互作用先判断螺线管的极性，再根据安培定则可判断电流的方向和电源的正负极；
（3）利用欧姆定律及其变形可推导得出电阻R₁的大小．

解答 解：（1）在家庭电路中，由于电压是不变的，用电高峰时，居民楼上各家很多用电器同时使用，使得用电器的总功率过大，由公式P=UI可知，此时，电路中的总电流过大，导致“跳闸”．
（2）根据磁极间的相互作用可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；根据安培定则，用右手握住螺线管，使大拇指指向N极，则四指环绕的方向为电流的方向，则电流从螺线管的左端流入，右端流出，即电源的左端为正极，右端为负极．如图所示．

（3）两电阻串联，由串联分压可知，
电源电压U=U₁+U₂，且串联电路中各处电流相等，
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{1}+{U}_{2}}{R}}$=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{1}+{U}_{2}}$．
故答案为：（1）电压；总功率；过大；
（2）见上图；
（3）$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{1}+{U}_{2}}$．

点评 本题考查了电路中电流过大的分析，通电螺线管磁场的判断，欧姆定律的推导与应用等，综合性强，难度适中．