Question

【題目】如圖甲所示的部分電路中，電源電壓U保持不變，a、b、c為三個(gè)接線柱，現(xiàn)備有三個(gè)電阻：R 1 =9 Ω，R 2 =6 Ω，R 3 =3 Ω

(1)若只在a、c間接入R 1 ，則閉合開(kāi)關(guān)S后，在1 min內(nèi)R 1 上產(chǎn)生的電能是240 J，求電源電壓U；

(2)若要從R 1 、R 2 、R 3 中選取兩個(gè)電阻，連入圖中的虛線框內(nèi)，使得S閉合時(shí)電路消耗的總功率是S斷開(kāi)時(shí)電路消耗總功率的3倍，請(qǐng)你在圖乙中畫出兩種連接電路(每個(gè)電路都應(yīng)有兩個(gè)電阻)，并在連入電阻的上方標(biāo)出該電阻的阻值或符號(hào)；

(3)在(2)中的兩種連接電路中任選一種，計(jì)算出S斷開(kāi)和閉合兩種狀態(tài)下電路的總功率。

Answer 1

【答案】 6 V 見(jiàn)解析 4 W、12 W或6 W、18 W

【解析】（1）根據(jù)Q＝W＝t得：電源電壓U＝＝6V；（2）∵根據(jù)題意知：S閉合時(shí)電路消耗的總功率是S斷開(kāi)時(shí)電路消耗總功率的3倍，即P閉合：P斷開(kāi)＝3：1，∴在電源電壓一定的情況下，根據(jù)P＝可知：R閉合：R斷開(kāi)＝1：3，所以選取電阻R2＝6Ω，R3＝3Ω，兩個(gè)電阻的連接方式要么串聯(lián)，要么并聯(lián)；在串聯(lián)電路中，開(kāi)關(guān)要么控制整個(gè)電路，要么和其中的一個(gè)電阻并聯(lián)；在并聯(lián)電路中，開(kāi)關(guān)要么位于干路，要么位于其中一個(gè)支路，據(jù)此畫出可能的連接電路；

故方式一：

故方式二：

（3）以方式一為例，則當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R2和R3串聯(lián)連入，所以P斷開(kāi)＝＝4W；當(dāng)S閉合時(shí)，只有電阻R3連入，所以P閉合＝＝12W；以方式二為例，則當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，只有電阻R2連入，所以P斷開(kāi)＝＝6W；當(dāng)S閉合時(shí)，電阻R2和R3并聯(lián)連入，所以P閉合＝＝18W．