Question

如圖所示，閉合開關S₁和S₂，當電阻箱的阻值調節到如圖所示位置時，電流表示數為0.3A；斷開S₂，調節電阻箱的阻值至8Ω，電流表示數變為0.25A．

求：（1）電源電壓和電阻R₂的阻值；
（2）S₁閉合S₂斷開時，10s內電阻R₂放出的熱量；
（3）連接電路，在閉合開關前應如何調節電阻箱的阻值？

Answer 1

解：（1）電箱的電阻值為：R₁=5×1Ω+1×10Ω=15Ω
由歐姆定律得：
U=I₁R₁=0.3A×15Ω=4.5V；
S₁閉合S₂斷開時，總電阻R_總===18Ω，
則R₂=R_總-R₁=18Ω-8Ω=10Ω；
（2）由焦耳定律可求得10s內R₂所放出的熱量：
Q=I²Rt=（0.25A）²×10Ω×10s=6.25J；
（3）為保證安全，在連接電路時應讓電阻箱阻值應調至最大值．
答：（1）電源電壓為4.5V，R₂的阻值為10Ω；（2）10s內R₂所放出的熱量為6.25J； （3）應讓電阻箱阻值調至最大值．
分析：（1）兩開關都閉合時，R₂被短路，只R₁接入電路，由電阻箱可讀出電阻值，則由歐姆定律可求得電壓；S₁閉合S₂斷開時，兩電阻串聯，則可由歐姆定律求得總電阻，由串聯電路的規律可求得R₂的阻值；
（2）S₁閉合S₂斷開時，兩電阻串聯，則可由歐姆定律求得電流，由焦耳定律求得10s內產生的電熱；
（3）在連接電路時，應保證安全，故應將電阻箱的阻值調至最大．
點評：本題考查電阻箱的讀數及歐姆定律的應用，注意開關的通斷對電路的影響．