Question

如图所示的电路，R₁=20Ω，当开关S₂闭合时，电流表示数0.3A，S₂断开时，电路中的电流强度为0.1A．
（1）当开关S₂闭合时，如图的电路可画成怎样？（请画出其等效电路图）
（2）电源电压多大？
（3）R₂的电阻是多少？
（4）S₂断开时，电阻R₁和R₂在1min内消耗的电能之和是多少？

Answer

（1）开关S2闭合时，电阻R2被短路，只有电阻R1接在电路中，据此画出等效电路图；
（2）开关S2闭合，电阻R1接在电源两端，电阻R1两端电压等于电源电压；已知电阻R1阻值，流过电阻R1的电流，
由欧姆定律可求出电阻两端电压，即电源电压；
（3）开关S2断开时，R1、R2串联，由串联电路特点求出电阻R2两端的电压，然后由欧姆定律求出电阻的阻值；
（4）由W=UIt可求出电阻消耗的电能．
【解析】
（1）开关S2闭合时，电阻R2被短路，只有电阻R1接在电路中，等效电路图如图所示．
故答案为：等效电路图如图所示．
（2）当开关S2闭合时，由电路图可知，电源电压U=I1R1=0.3A×20Ω=6V；
答：电源电压是6V．
（3）当开关S2断开时，R1、R2串联，电路电流I1′=I2=0.1A，
电阻R1的电压U1=I2R1=0.1A×20Ω=2V，
电阻R2的电压U2=U-U1=6V-2V=4V，
电阻R2阻值R2===40Ω，
答：R2的电阻是40Ω．
（4）当开关S2断开时，R1和R2消耗的电能之和W总=UI2t=6V×0.1A×60s=36J，
答：S2断开时，电阻R1和R2在1min内消耗的电能之和是36J．