Question

5．如图所示电路，已知R₁=20Ω，R₂=40Ω．闭合开关S，电压表的示数为4V．求：
（1）求电源电压；
（2）电阻R₁消耗的电功率；
（3）0.5min内通过R₂的电流产生的热量．

Answer 1

分析 由电路图可知，开关闭合时，两电阻串联，电压表测R₂两端的电压．
（1）根据欧姆定律求出通过R₂的电流和R₁两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）根据P=UI求出电阻R₁消耗的电功率；
（3）根据Q=I²Rt求出1min内通过R₂的电流产生的热量．

解答 解：由电路图可知，开关闭合时，两电阻串联，电压表测R₂两端的电压．
（1）通过R₂的电流：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{40Ω}$=0.1A；
由欧姆定律可得：R₁两端的电压U₁=IR₁=0.1A×20Ω=2V，
根据串联电路的电压特点可知：电源电压U=U₁+U₂=2V+4V=6V；
（2）电阻R₁消耗的电功率：
P₁=U₁I₁=2V×0.1A=0.2W；
（3）0.5min内通过R₂的电流产生的热量：
Q₂=I²R₂t=（0.1A）²×40Ω×30s=12J．
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R₁消耗的电功率为0.2W；
（3）0.5min内通过R₂的电流产生的热量为12J．

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