Question

6．次仁扎西同学在科技制作比赛中，设计了一个简易的电热装置，电路原理如图所示，其中U=20V，R₁=25?，R₂=15?．求：
（1）当开关S₁、S₂都闭合时，电流表的示数为多少？
（2）当开关S₁闭合，S₂断开时，电流表的示数为多少？
（3）当开关S₁闭合，S₂断开时，R₁消耗的电功率是多少？通电1min，整个电路消耗的电能为多少？

Answer 1

分析 （1）当开关S₁、S₂都闭合时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电流表的示数；
（2）当开关S₁闭合，S₂断开时，两电阻串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中电流表的示数；
（3）根据P=I²R求出当开关S₁闭合、S₂断开时R₁消耗的电功率，根据W=UIt求出通电1min整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）当开关S₁、S₂都闭合时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，
则电流表的示数：
I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{20V}{25Ω}$=0.8A；
（2）当开关S₁闭合，S₂断开时，两电阻串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中电流表的示数：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{20V}{25Ω+15Ω}$=0.5A；
（3）当开关S₁闭合、S₂断开时，R₁消耗的电功率：
P₁=（I′）²R₁=（0.5A）²×25Ω=6.25W，
通电1min整个电路消耗的电能：
W=UI′t=20V×0.5A×60s=600J．
答：（1）当开关S₁、S₂都闭合时，电流表的示数为0.8A；
（2）当开关S₁闭合，S₂断开时，电流表的示数为0.5A；
（3）当开关S₁闭合，S₂断开时，R₁消耗的电功率是6.25W；通电1min，整个电路消耗的电能为600J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，是一道较为简单的应用题．