Question

如图1所示的电路中，电源电压恒定不变，R2=30Ω，通过R1的电流随它两端电压变化关系如图2所示，求：（1）

如图1所示的电路中，电源电压恒定不变，R2=30Ω，通过R1的电流随它两端电压变化关系如图2所示，求：（1）R1的阻值大小？（2）当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为0.5A，电源电压？（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.15A，R3消耗的功率？1分钟时间R3产生的热量？

Answer 1

（1）根据图2可知，当U₁=2V时，I₁=0.1A，
由欧姆定律得：R₁=

U1

I1

=

2V

0.1A

=20Ω；
（2）当S₁、S₂、S₃均闭合时，R₁、R₂并联，
根据电阻并联的特点得：
R_并=

R1R2

R1+R2

=

20Ω×30Ω

20Ω+30Ω

=12Ω，
由欧姆定律得：U=IR_并=0.5A×12Ω=6V；
（3）当S₁闭合，S₂、S₃断开时，
由欧姆定律得：U₂=I′R₂=0.15A×30Ω=4.5V；
∵串联电路两端的电压等于各分电阻两端电压之和，
∴R₃两端的电压U₃=U-U₂=6V-4.5V=1.5V，
功率P₃=U₃I′=1.5V×0.15A=0.225W．
R₃产生的热量Q=W₃=P₃t=0.225W×60s=13.5J；
答：（1）R₁的阻值为20Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）R₃消耗的功率0.225W，1分钟时间R₃产生的热量是13.5J．