Question

3．如圖甲所示，是某興趣小組在“伏安法測電阻”實驗中分別作出R₁、R₂的U-I圖象．小明利用R₁、R₂兩個電阻設計了如圖乙所示的實驗電路，閉合開關后電流表示數為0.6A．

（1）由圖甲可知R₁的阻值為10Ω．圖乙的實驗中R₂的阻值為12Ω．
（2）圖乙的電路中，通電1min，R₁、R₂消耗的電能之和是多少？
（3）如果小紅將R₁、R₂串聯，接入6V的電源兩端，則R₂的功率多大？

Answer 1

分析 （1）分析圖象可知，當電流為0.6A時，對應電壓的大小，根據歐姆定律求出電阻R₁的阻值；R₁、R₂并聯，兩端電壓相等，通過甲圖可以看出通過R₂的電流；根據歐姆定律求出電阻R₂的阻值；
（2）知道通過兩電阻的電流，能進一步求出電路總電流，根據公式W=UIt可求此電路1分鐘內R₁、R₂消耗的電能之和；
（3）R₁、R₂串聯，接入6V的電源兩端，R₁、R₂中的電流相等，R₁、R₂分得的電壓和應為6V，從圖象上找出符合條件的即可．

解答 解：
（1）由圖乙知，兩電阻并聯，電流表測通過R₁的電流，電壓表測電源電壓．
由圖象知，當通過R₁的電流I₁=0.6A時，R₁兩端的電壓為6V，
由I=$\frac{U}{R}$可得：R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
由并聯電路電壓特點知，圖乙的實驗中，U₁=U₂=U=6V
由圖象知，當R₂兩端的電壓為6V時，通過R₂的電流I₂=0.5A，
所以R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（2）由并聯電路電流特點知，電路總電流：
I=I₁+I₂=0.6A+0.5A=1.1A，
所以電路1分鐘內R₁、R₂消耗的電能之和：
W=UIt=6V×1.1A×60s=396J；
（3）串聯電路中電流處處相等，由圖甲可知，當通過兩電阻的電流為0.4A時，U₁=4V，U₂=2V，
此時R₁、R₂兩端電壓U₁+U₂=6V，
所以，P₂=U₂ I₂′=2V×0.4A=0.8W．
答：（1）10；12；
（2）圖乙的電路中，通電1min，R₁、R₂消耗的電能之和是396J；
（3）如果將R₁、R₂串聯，接入6V的電源兩端，則R₂的功率為0.8W．

點評 本題考查電流、電阻、電能的計算，關鍵是公式及其變形的靈活應用，難點是通過圖象分析，得出有用的數據．