Question

14．如图所示，电源电压恒定，R₁=30Ω，R₂=60Ω．当开关S拨向2，S₃断开时，电流表的示数为0.1A．
（1）求电源电压；
（2）当开关S₃闭合，开关S拨向1时，求电流表的示数、电路消耗的总功率和通电1min电流对R₁做的功．

Answer 1

分析 （1）分析电路结构，画出关S拨向2，S₃断开时的等效电路图，由串联电路的特点及欧姆定律求出电源电压；
（2）画出开关S₃闭合，开关S拨向1时的等效电路图，由欧姆定律及并联电路的特点求出电流表的示数；由P=UI求出电路消耗的总功率；由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出电阻R₁通电一分钟电流所做的功．

解答 解：（1）开关S拨向2，S₃断开时的等效电路图如图1所示，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电源电压：U=I（R₁+R₂）=0.1A×（30Ω+60Ω）=9V；
（2）开关S₃闭合，开关S拨向1时，等效电路图如图2所示，
电路电流，即电流表示数I′=I₁+I₂=$\frac{U}{{R}_{1}}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{9V}{30Ω}$+$\frac{9V}{60Ω}$=0.45A；
电路消耗的总功率P=UI′=9V×0.45A=4.05W；
通电一分钟电流对R₁所做的功W₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（9V）^{2}}{30Ω}$×60s=162J；
答：（1）电源电压为9V；
（2）当开关S₃闭合，开关S拨向1时，电流表的示数为0.45A，电路消耗的总功率为4.05W，通电1min电流对R₁做的功为162J．

点评 本题考查了求电源电压、电路电流、电路消耗的功率及电流做的功等问题，分析清楚电路结构、画出等效电路图是正确解题的前提，掌握串联电路特点、欧姆定律、电功及电功率公式是正确解题的关键．