Question

5．如圖所示，電源電壓保持12V不變，R₁=2R₀，R₂=2R₁，當(dāng)開關(guān)接a點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；若R₀=20Ω，當(dāng)開關(guān)接b點(diǎn)時(shí)，通過電路中的電流是0.12A，此時(shí)R₀在1min內(nèi)消耗17.28J的電能．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)接a點(diǎn)時(shí)，R₀與R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（2）當(dāng)開關(guān)接b點(diǎn)時(shí)，R₀與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)W=UIt=I²Rt求出R₀在1min內(nèi)消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)接a點(diǎn)時(shí)，R₀與R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電壓之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{U}{{R}_{0}+2{R}_{0}}$=$\frac{U}{3{R}_{0}}$，
電壓表的示數(shù)：
U₀=IR₀=$\frac{U}{3{R}_{0}}$×R₀=$\frac{U}{3}$=$\frac{12V}{3}$=4V；
（2）當(dāng)開關(guān)接b點(diǎn)時(shí)，R₀與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，
此時(shí)R₀=20Ω，R₂=2R₁=2×2R₀=2×2×20Ω=80Ω，
通過電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{20Ω+80Ω}$=0.12A，
R₀在1min內(nèi)消耗的電能：
W₀=U₀I₀t=（I′）²R₀t=（0.12A）²×20Ω×60s=17.28J．
答案為：4；0.12；17.28．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，是一道較為簡單的應(yīng)用題．