Question

13．如图所示，电源电压不变．电阻R₁的阻值为20Ω，电阻R₂的阻值为30Ω，开关S断开时，电流表的示数为0.3A，求：
（1）电源电压U；
（2）闭合开关S后，干路中的电流I；
（3）保持开关S闭合，通电10s电路消耗的电能是多少J．

Answer 1

分析 （1）由图知，当S断开时，电路是R₁的简单电路，由欧姆定律计算电源电压；
（2）闭合S后，两电阻并联，电流表测R₁支路的电流，由并联电路特点和欧姆定律计算干路电流；
（3）由W=UIt计算电路消耗的电能．

解答 解：
（1）由电路图可知，当S断开时，电路是R₁的简单电路，电流表测电路中电流，
由I=$\frac{U}{R}$可得电源电压：
U=U₁=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V；
（2）由图可知，当闭合S后，两电阻并联，电流表测R₁支路的电流，
并联电路各支路互不影响，所以R₁支路的电流不变，
并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等，
R₂的电流：I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
并联电路中电流等于各支路电流之和，所以干路中的电流：
I=I₁+I₂=0.3A+0.2A=0.5A；
（3）保持开关S闭合，通电l0s电路消耗的电能：
W=UIt=6V×0.5A×10s=30J．
答：（1）电源电压为6V；
（2）闭合开关S后，干路中的电流为0.5A；
（3）保持开关S闭合，通电10s电路消耗的电能是30J．

点评 本题考查并联电路特点和欧姆定律的应用，分清开关闭合前后电路的变化是关键．