Question

运用知识解决问题：（1）电学黑箱表面有电源，灯泡L1、L2，电流表A1、A2，开关S1、S2、S3．请根据表格中的实验记

Answer 1

解题思路：（1）题主要考查了运用物理中各元件的特点来解决实际问题的能力；（2）题主要考查了等效电路图及电功和电功率的有关知识．（1）由开关S1闭合时L1亮及A2有示数可知；L1和A2应串联；开关S2闭合时L1L2亮及A1A2有示数可知四元件应串联，而且开关S2为整个电路总开关；开关S3闭合时各元件无示数可知其处于一支路中；同时闭合任意两个开关或三个开关全闭合只有L1亮及A2有示数可知，L2A1处于一分支上，即可画出电路图．（2）根据题中图示，只闭合开关S1时，R1与R3组成串联电路；只闭合开关S2时，R2与R3组成串联电路，相关等效电路图即可很容易画出，根据题中条件，可依次求出R2与R3的数值；同时闭合开关S1、S2、S3时，R3被短路，R1与R2组成一并联电路，求出二者的等效电阻，根据W=U2Rt即可算出通电1min电流做的总功是多少．

（1）开关S₂闭合时L₁L₂亮及A₁A₂有示数可知四元件应串联，而且开关S₂为整个电路总开关，可先画出整个电路图的框架，由开关S₁闭合时L₁亮及A₂有示数知L₁和A₂及开关S₁应串联在电源两端，开关S₁的位置在图中的位置即可确定，再根据其他实验现象即可确定开关S₃的位置，从而画出电路图，如右图所示：

（2）只闭合S₁时，等效电路如图1．由题意：

P=

U2

R1+R3，代入数据得：12W=

(12V)2

6Ω+R3

解得R₃=6Ω

只闭合S₂时，等效电路如图2．由题意知；此时电流相当于只闭合S₁时的[2/3]，即[U

R2+R3=

2/3][U

R1+R3

带入数据解得；R₂=12Ω

开关都闭合时，R₃被短路，等效电路如图3．由题意：

R=

R1R2

R1+R2=

6Ω×12Ω/6Ω+12Ω]=4Ω

W=

U2

R×t=

(12V)2

4Ω×60s=2160J③

答：同时闭合开关S₁、S₂、S₃时，通电1min电流做的总功是2160J．

点评：

本题考点： 等效电路；电功的计算；电功率的计算．

考点点评： （1）题画电路图在理清各元件之间的关系时需再多加尝试，画出电路图后可再反过来核实试验现象；（2）题只要画出等效电路图计算应该不成问题．