物理兴趣小组的同学们设计了一个饮水机模型,其电路实物连接示意图如图所示.电路中电源电压为12V,且保持不变,R
1是供加热的电阻丝,R
2是一个定值电阻.当开关S
1、S
2都闭合时,电流表示数为0.8A;当开关S
1闭合、S
2断开时,电压表示数为7.5V.求:
(l)电阻丝R
1的阻值.
(2)开关S
1闭合、S
2断开时,电流表的示数及R
2的阻值.
(3)开关S
1、S
2都闭合时,这个模型处于加热状态还是保温状态?请算出此状态下它的功率.
答案:
分析:(1)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电源电压加在R1两端,根据欧姆定律可计算电阻丝R1的阻值.
(2)开关S1闭合、S2断开时,R1和R2串联,串联电路各处电流都相等.电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律可计算通过电路的电流,根据串联电路电压特点可计算R2两端的电压,进一步计算R2的阻值.
(3)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路电阻最小,电流最大,功率最大,所以这个模型处于加热状态.根据电功率公式计算此状态下它的功率.
解答:解:(1)
答:电阻丝R1的阻值为15Ω.
(2)I=
U2=U-U1=12V-7.5V=4.5V
答:电流表的示数为0.5A,R2的阻值为9Ω.
(3)当开关S1、S2都闭合时,这个模型处于加热状态.
P=
答:此状态下它的功率为9.6W.