分析 (1)當S1、S3斷開,S2閉合時,R1和R2組成的是一個串聯(lián)電路,電壓表測量的是R1兩端的電壓,電流表測量的是整個電路中的電流,因此可利用歐姆定律的變形公式計算電阻.
(2)已知電阻和電流,可利用公式U=IR計算電壓.
(3)當S2斷開,S1、S3閉合時,R1和R2組成的是一個并聯(lián)電路,利用P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{\;}}$計算出各電阻的功率,再求出總功率,利用W=Pt計算消耗的電能.
解答 解:(1)當S1、S3斷開,S2閉合時,R1和R2串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓,
由I=$\frac{U}{R}$得:R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω.
(2)由串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和得:
R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω;
由I=$\frac{U}{R}$得:U=IR=0.3A×40Ω=12V.
(4)當S2斷開,S1、S3閉合時,R1和R2組成的是一個并聯(lián)電路,
則P1=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{(12{V)}^{2}}{10Ω}$=14.4W,
P2=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{{(12V)}^{2}}{30Ω}$=4.8W,
則P=P1+P2=14.4W+4.8W=19.2W,
1min內(nèi)電路消耗的電能W=Pt=19.2W×60s=1152J.
答:(1)R1的電阻值為10Ω;
(2)電源電壓為12V;
(3)當S2斷開,S1、S3閉合時,1min內(nèi)電阻消耗的電能為1152J.
點評 本題考查電阻、電流、電壓和功率的計算,難點是明白開關(guān)斷開與閉合時電路的連接情況,還要知道串、并聯(lián)電路電流、電壓和電阻的規(guī)律.
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實驗次數(shù) | 砝碼質(zhì)量 | 壓力(N) | 測力計示數(shù)(N) | 摩擦力(N) |
1 | 0 | 10 | 2.0 | |
2 | 500 | 15 | 3.0 | |
3 | 1000 | 20 | 4.0 |
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