答案:
分析:先由实物图画出原理图,可知当只有S1闭合时,三个电阻串联,电压表测R2与R3两端的电压;当开关全闭合时,R1与R2串联,电压表测R2上的电压.电流表测总电流.
(1)题目中告诉了R2两次所消耗的功率之比,则可由功率公式表达出功率值,则由I2与I1的比值可求得I2的数值;
(2)题目中已求得电流,故可由电压之比求得电阻R2,再由欧姆定律即可求得电压值;
(3)由以上求得的电流值及电阻值,利用焦耳定律可求得热量.
解答:解:当只闭合开关S1时,等效电路如图甲所示:当开关全闭合时,等效电路如图乙所示:
(1)只闭合开关S1时,由功率公式可得:R1=;
由图甲、乙得:
===,即=;
故I2=2I1=2A;
(2)由欧姆定律得:U=IR
则:=;
则解得:R3=3R2;
因电源两端的电压不变,由甲乙可得:
I1(R1+R2+R3)=I2(R1+R2)
则可解得:R2=2Ω;
电源电压U=I(R1+R2)=2A×(4Ω+2Ω)=12V.
(3)由图乙可得:电阻R2产生的热量:
Q=I22R2t=(2A)2×2Ω×5×60s=2400J.
答:(1)电流表示数I2为2A; (2)电源电压为12V:(3)电阻R2产生的热量为2400J.