Question

5．如圖所示電路，已知R₁=20Ω，R₂=40Ω．閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為4V．求：
（1）求電源電壓；
（2）電阻R₁消耗的電功率；
（3）0.5min內(nèi)通過R₂的電流產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 由電路圖可知，開關(guān)閉合時，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓．
（1）根據(jù)歐姆定律求出通過R₂的電流和R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源電壓；
（2）根據(jù)P=UI求出電阻R₁消耗的電功率；
（3）根據(jù)Q=I²Rt求出1min內(nèi)通過R₂的電流產(chǎn)生的熱量．

解答 解：由電路圖可知，開關(guān)閉合時，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓．
（1）通過R₂的電流：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{40Ω}$=0.1A；
由歐姆定律可得：R₁兩端的電壓U₁=IR₁=0.1A×20Ω=2V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知：電源電壓U=U₁+U₂=2V+4V=6V；
（2）電阻R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I₁=2V×0.1A=0.2W；
（3）0.5min內(nèi)通過R₂的電流產(chǎn)生的熱量：
Q₂=I²R₂t=（0.1A）²×40Ω×30s=12J．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）電阻R₁消耗的電功率為0.2W；
（3）0.5min內(nèi)通過R₂的電流產(chǎn)生的熱量為12J．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的靈活應(yīng)用，是一道較為簡單的應(yīng)用題．