Question

如图所示，R₁=10Ω，且电源电压恒定．当开关S 闭合时，电压表V₂的示数为6V，V₁的示数为3V，求：
（1）有关于R₂的三个物理量．
（2）增设一个条件，并用两种方法求出电路中消耗的总电能是多少？

Answer 1

（1）∵串联电路中各处的电路相等，
∴根据欧姆定律可得，通过R₂的电流：
I₂=I=I₁=

U1

I1

=

3V

10Ω

=0.3A，
R₂的阻值：
R₂=

U2

I

=

6V

0.3A

=20Ω，
R₂的电功率：
P₂=U₂I=6V×0.3A=1.8W；
（2）设通电时间t=1s，则
方法一：
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压：
U=U₁+U₂=3V+6V=9V，
电路中消耗的总电能：
W=UIt=9V×0.3A×1s=2.7J；
方法二：
两电阻1s内消耗的电能分别为：
W₂=U₂It=6V×0.3A×1s=1.8J，W₁=U₁It=3V×0.3A×1s=0.9J，
电路中消耗的总电能：
W_总=W₂+W₂=1.8J+0.9J=2.7J．
答：（1）通过R₂的电流为0.3A，R₂的阻值为20Ω，R₂的电功率为1.8W；
（2）设通电时间t=1s，则电路中消耗的总电能为2.7J，方法如上所示．