13.如图17.2-7甲所示是一种电加热杯垫,可以用来随时加热水、咖啡、茶饮等,其内部简化电路图如图17.2-7乙所示。电路中电源电压保持12 V不变,定值电阻$R_1$的阻值为8 Ω,定值电阻$R_2$的阻值为12 Ω。求:

(1)只闭合开关S,通过定值电阻$R_1$的电流。
(2)继续闭合开关$S_1$后,干路中的总电流。
(3)将开关S和$S_1$都闭合后,把两个电阻产生的效果当作一个电阻$R_总$,这个$R_总$是多大?
(1)只闭合开关S,通过定值电阻$R_1$的电流。
(2)继续闭合开关$S_1$后,干路中的总电流。
(3)将开关S和$S_1$都闭合后,把两个电阻产生的效果当作一个电阻$R_总$,这个$R_总$是多大?
答案
13.(1)0
(2)2.5 A
(3)4.8 Ω
(2)2.5 A
(3)4.8 Ω
解析
【分析】
本题是并联电路的电流、电阻计算问题,解题时需先明确不同开关状态下的电路连接情况:①只闭合S时,S₁断开,R₁支路断路,仅R₂接入电路;②闭合S和S₁时,R₁与R₂并联,电源电压为12V。再结合欧姆定律和并联电路的电流、电阻规律逐步计算即可。
【解析】
(1) 只闭合开关S时,开关S₁断开,R₁所在支路断路,无电流通过,因此通过R₁的电流为0。
(2) 闭合开关S和S₁后,R₁与R₂并联,电源电压U=12V。
根据欧姆定律,通过R₁的电流:$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12V}{8Ω}=1.5A$,
通过R₂的电流:$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{12V}{12Ω}=1A$,
并联电路干路总电流等于各支路电流之和,因此干路总电流:$I=I_1+I_2=1.5A+1A=2.5A$。
(3) 开关S和S₁都闭合后,总电阻$R_总$可由总电压与总电流的比值计算:
$R_总=\frac{U}{I}=\frac{12V}{2.5A}=4.8Ω$。
【答案】
(1)0 A;(2)2.5 A;(3)4.8 Ω
【知识点】
并联电路电流规律、欧姆定律、并联电阻计算
【点评】
本题考查并联电路的基本计算,核心是分析开关状态对应的电路结构,熟练运用欧姆定律和并联电路的规律即可求解,属于基础题。
【难度系数】
0.7
本题是并联电路的电流、电阻计算问题,解题时需先明确不同开关状态下的电路连接情况:①只闭合S时,S₁断开,R₁支路断路,仅R₂接入电路;②闭合S和S₁时,R₁与R₂并联,电源电压为12V。再结合欧姆定律和并联电路的电流、电阻规律逐步计算即可。
【解析】
(1) 只闭合开关S时,开关S₁断开,R₁所在支路断路,无电流通过,因此通过R₁的电流为0。
(2) 闭合开关S和S₁后,R₁与R₂并联,电源电压U=12V。
根据欧姆定律,通过R₁的电流:$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12V}{8Ω}=1.5A$,
通过R₂的电流:$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{12V}{12Ω}=1A$,
并联电路干路总电流等于各支路电流之和,因此干路总电流:$I=I_1+I_2=1.5A+1A=2.5A$。
(3) 开关S和S₁都闭合后,总电阻$R_总$可由总电压与总电流的比值计算:
$R_总=\frac{U}{I}=\frac{12V}{2.5A}=4.8Ω$。
【答案】
(1)0 A;(2)2.5 A;(3)4.8 Ω
【知识点】
并联电路电流规律、欧姆定律、并联电阻计算
【点评】
本题考查并联电路的基本计算,核心是分析开关状态对应的电路结构,熟练运用欧姆定律和并联电路的规律即可求解,属于基础题。
【难度系数】
0.7
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