Question

13．如圖所示，電源電壓為3V，R₁=10Ω，R₂=10Ω，R₃=20Ω．只閉合S₃，電流表的示數為0.15A，電壓表的示數為1.5V；只閉合S₁、S₂、S₃，電流表示數為0.45A；要使電路消托的電功率最小，應只閉合開關S₄．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，只閉合S₃，電阻R₁、R₂串聯，由串聯電路特點及歐姆定律可以求出電流和電壓表示數．
（2）由電路圖可知，只閉合S₁、S₂、S₃，電阻R₁、R₃并聯，電流表測量干路電流，由歐姆定律分別求出R₁、R₃的電流，然后即可求出電流表示數．
（3）根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知在電壓相同的條件下，電阻越大電功率就越小，所以根據串并聯電路的電阻特點即可判斷出電路中電阻最大的連接方式，然后即可得出各開關的關閉狀態．

解答 解：（1）由電路圖可知，只閉合S₃，電阻R₁、R₂串聯，
則R_總=R₁+R₂=10Ω+10Ω=20Ω，
所以，電流表示數為I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，
由I=$\frac{U}{R}$得：電壓表示數為U₂=IR₂=0.15A×10Ω=1.5V；
（2）由電路圖可知，只閉合S₁、S₂、S₃，電阻R₁、R₃并聯，電流表測量干路電流，
則I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
I₃=$\frac{U}{{R}_{3}}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，
所以電流表示數I′=I₁+I₃=0.3A+0.15A=0.45A；
（3）根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知在電壓相同的條件下，電阻越大電功率就越小；根據串并聯電路的電阻特點可知電阻R₁、R₂、R₃串聯時電阻最大，所以只閉合S₄時．
故答案為：0.15；1.5；0.45；S₄．

點評 本題考查了求電源電壓、電路電流、電阻等問題，分析清楚電路結構是正確解題的前提與關鍵；應用歐姆定律、并聯電路特點，即可正確解題．