内容正文:
限时练习:40min 完成时间: 月 日 天气:
作业13 电流做功 电流做功的快慢
1、 电能与电功
1.电功;电流对外做的功,是电能转化为其他形式能的多少的量度,用符号W表示.
2.影响因素:电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短有关;加在用电器上的电压越大、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多
3.公式:W=UIt,
二、电功率
1.表示电流做功快慢的物理量,用符号P表示,在数值上等于单位时间内电流所做的功
2.公式:
3.串联: 并联:
3. 测量电功率
用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率。
用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流,利用P=UI求出小灯泡的电功率。
1.小灯泡(额定电压为2.5V)1个;
2.灯座1个;
3.电压表1个;
4.电流表1个;
5.滑动变阻器1个;
6.开关1个;
7.电源1个;
8.导线若干。
实验电路图和实物图如下图所示,其中滑动变阻器用来改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡,分别使小灯泡两端的实际电压等于额定电压、小于额定电压、大于额定电压(约为1.2U额),同时记下相应的电流值和灯泡的亮暗程度。
1.按照电路图连接实物图;
2.检查所连接的电路,确定无误后,闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路;
3.利用试触法确定电流表、电压表的量程;
4.检查连接无误后,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察此时小利泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
5.调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
6.调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍(即1.2U额),观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
7.实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材;
8.根据测出的实验数据,计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据记录表中。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的亮度
1
2
3
1.分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,小灯泡越亮;
2.小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的;
3.小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。
1.当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光,测得P额=0.6W;
2.当U实<U额时,P实<P额,小灯泡发光较暗;
3.当U实>U额时,P实>P额,小灯泡发光较亮。
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
1.下列家用电器中,在正常工作时的电功率为1000W的可能是( )
A.空调 B.电冰箱 C.电视机 D.电风扇
2.如图甲所示的是一款家用体重秤的电路原理图,R1为压敏电阻,其阻值随人体质量变化的曲线如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.体重秤显示器相当于一个电压表
B.压敏电阻R1的阻值随质量的增大而增大
C.人体质量越大,体重秤的示数越小
D.人体质量越大,电路消耗的电功率越大
3.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
4.两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω 10W”和“1500Ω 20W”,将它们串联后接入电路,它们消耗的电功率之比为( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1
5.如图所示的充电宝正在给手机电池充电,充电宝相当于电路元件中的 ,充电时 (填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。若已经充满电的充电宝上标有“3.7V 20000mA·h”字样,则大约储存了 J的电能。
6.小明家的电能表表盘如图所示,至今为止他家耗电 。他家现已经接入600W的用电器,则最多还可以再连接 个“220V,30W”的灯同时工作;小明将某用电器单独接在该电能表上工作6min,电能表转盘转了300次,则该家用电器的实际功率是 W。
7.有一台电风扇的铭牌上标有“220V 110W”的字样,电风扇的电机内部线圈的电阻约为2Ω,这台电风扇正常工作10min 消耗的电能为 J。
8.小文同学用如图甲所示器材测量小灯泡的电功率:已知电源电压恒为6V不变,待测灯泡的额定电压为。
(1)本实验的测量原理是: ;
(2)闭合开关,小文发现小灯泡没有发光,但电流表和电压表有示数,接下来应进行的操作是___________(填选项前的字母)
A.更换小灯泡
B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片
D.检查电压表是否断路
(3)当电压表示数为时,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“”或“B”)端移动,眼睛注视 表,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率是 ;
(4)小文记录了不同电压下的三组数据,并将这三组数据计算出的电功率相加取平均值,得到小灯泡的额定电功率;你认为她的数据处理过程是 (选填“正确”、“错误”)的,请说明原因: ;
(5)小德同学只把实验电路中的灯泡换成了另一只小灯泡,来测量小灯泡的电功率;小灯泡的关系图像如图乙所示,当小灯泡的实际电压是额定电压一半时,它的电功率为:当小灯泡的实际电流是额定电流一半时,它的电功率为,则 (选填“”、“>”或“=”)。
9.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)通电10s时间,整个电路消耗的电能。
10.如图所示电路中,电阻。开关闭合后,电流表、的示数分别为0.5A和0.3A。求:
(1)电源电压。
(2)通电,电阻消耗的电能。
1.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选取了额定电压为的小灯泡(正常发光时阻值约为),有两个规格分别为“”、“”的滑动变阻器,电源电压保持6V不变,电路如图甲所示。
(1)实验中选择的滑动变阻器的规格是 ;
(2)移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示,由图像可知,小灯泡的额定功率为 。
(3)将该小灯泡和电阻接入丙图所示电路中,只闭合开关时,小灯泡正常发光,此时电源电压为 ,再闭合,灯泡的亮度将 。
(4)小亮想测量灯泡的电阻,实验时发现没有电流表,却多了一个最大阻值为的滑动变阻器,于是他设计了如图丁所示电路,测出了小灯泡正常发光时的电阻(额定电压为);
①闭合开关S,先把滑动变阻器的滑片移到最左端,再调节滑动变阻器,直到 。
②将滑动变阻器 的滑片移到最右端,读出此时电压表的示数为
③小灯泡正常发光时的电阻 (用,和数表示)。
(5)小林想利用一只电流表、一个阻值为的定值电阻,通过简单操作(开关S接、各一次)来测量小灯泡正常发光的电阻,如图是他设计的电路图,请判断他的设计是否可行? 。若不可行,请利用原有器材(电流表、小灯泡、定值电阻、单刀双掷开关),在虚线框内补全电路图 。
1.某型号煎烤机有上、下两个加热盘,由两个开关控制其工作状态。如图所示为煎烤机的内部简化电路图。为下盘电热丝,为上盘电热丝,两根电热丝的阻值相等,煎烤机的最大额定功率为2200W。问:(不考虑温度对电热丝阻值的影响)
(1)请按照安全用电原则,将a、b两点接入家庭电路中;
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少?
(3)煎烤机以最大额定功率工作1min,消耗的电能是多少?
(4)电热丝的阻值是多少?
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作业13 电流做功 电流做功的快慢
1、 电能与电功
1.电功;电流对外做的功,是电能转化为其他形式能的多少的量度,用符号W表示.
2.影响因素:电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短有关;加在用电器上的电压越大、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多
3.公式:W=UIt,
二、电功率
1.表示电流做功快慢的物理量,用符号P表示,在数值上等于单位时间内电流所做的功
2.公式:
3.串联: 并联:
3. 测量电功率
用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率。
用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流,利用P=UI求出小灯泡的电功率。
1.小灯泡(额定电压为2.5V)1个;
2.灯座1个;
3.电压表1个;
4.电流表1个;
5.滑动变阻器1个;
6.开关1个;
7.电源1个;
8.导线若干。
实验电路图和实物图如下图所示,其中滑动变阻器用来改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡,分别使小灯泡两端的实际电压等于额定电压、小于额定电压、大于额定电压(约为1.2U额),同时记下相应的电流值和灯泡的亮暗程度。
1.按照电路图连接实物图;
2.检查所连接的电路,确定无误后,闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路;
3.利用试触法确定电流表、电压表的量程;
4.检查连接无误后,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察此时小利泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
5.调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
6.调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍(即1.2U额),观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
7.实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材;
8.根据测出的实验数据,计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据记录表中。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的亮度
1
2
3
1.分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,小灯泡越亮;
2.小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的;
3.小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。
1.当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光,测得P额=0.6W;
2.当U实<U额时,P实<P额,小灯泡发光较暗;
3.当U实>U额时,P实>P额,小灯泡发光较亮。
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
1.下列家用电器中,在正常工作时的电功率为1000W的可能是( )
A.空调 B.电冰箱 C.电视机 D.电风扇
【答案】A
【详解】A.空调的正常工作功率约为1000W,故A符合题意;
B.电冰箱的正常工作功率约为150W,远小于1000W,故B不符合题意;
C.电视机的正常工作功率约为200W,远小于1000W,故C不符合题意;
D.电风扇的正常工作功率约为50W,远小于1000W,故D不符合题意。
故选A。
2.如图甲所示的是一款家用体重秤的电路原理图,R1为压敏电阻,其阻值随人体质量变化的曲线如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.体重秤显示器相当于一个电压表
B.压敏电阻R1的阻值随质量的增大而增大
C.人体质量越大,体重秤的示数越小
D.人体质量越大,电路消耗的电功率越大
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,图中R1与R2串联,电子秤显示器串联在电路中,相当于一个电流表,故A错误;
B.从图乙可知,压敏电阻R1的阻值随质量的增大而减小,故B错误;
CD.图中R1与R2串联,R1为压敏电阻,其阻值随人体质量的增大而减小,所以,被测物体的质量越大,R1的电阻越小,R1分得的电压越小,R2分得的电压越大,而R2的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中电流越大,即电子秤的示数越大。由可知,电路消耗的电功率越大,故C错误,D正确。
故选D。
3.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
【答案】D
【详解】A.灯泡的额定功率是一定的,实际功率随着实际电压的变化而变化,所以甲灯的额定功率是一定的,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲灯是220V、25W,乙灯是220V、100W,由可知甲灯灯丝电阻较大,故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,利用可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符合题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。
故选D。
4.两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω 10W”和“1500Ω 20W”,将它们串联后接入电路,它们消耗的电功率之比为( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.4∶1
【答案】B
【详解】两个电阻器串联,电流相等,由题意可知,两个电阻器的阻值均为1500Ω,也相等,根据可知,它们消耗的电功率也相等,即消耗的电功率之比为1∶1,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示的充电宝正在给手机电池充电,充电宝相当于电路元件中的 ,充电时 (填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。若已经充满电的充电宝上标有“3.7V 20000mA·h”字样,则大约储存了 J的电能。
【答案】 电源 遵循
【详解】[1][2]充电宝正在给手机电池充电的过程中,充电宝消耗电能,转化为手机电池的化学能储存,所以充电宝相当于电路元件中的电源,充电时遵循能量守恒定律。
[3]根据充电宝的铭牌,其储存的能量为
6.小明家的电能表表盘如图所示,至今为止他家耗电 。他家现已经接入600W的用电器,则最多还可以再连接 个“220V,30W”的灯同时工作;小明将某用电器单独接在该电能表上工作6min,电能表转盘转了300次,则该家用电器的实际功率是 W。
【答案】 31.6 53 1000
【详解】[1]电能表的读数单位为,最后一位是小数位,至今为止他家耗电。
[2]由电能表的参数可知,工作电压为U=220V,允许工作的最大电流为I=10A,电能表允许用电器工作的最大总功率
他家现已经接入600W的用电器,则最多还可以同时连接用电器的功率为
所以还可以连接的灯的个数为
[3]电能表转盘转了300次,消耗的电能为
实际电功率为
7.有一台电风扇的铭牌上标有“220V 110W”的字样,电风扇的电机内部线圈的电阻约为2Ω,这台电风扇正常工作10min 消耗的电能为 J。
【答案】
【详解】这台电风扇正常工作10min消耗的电能为
8.小文同学用如图甲所示器材测量小灯泡的电功率:已知电源电压恒为6V不变,待测灯泡的额定电压为。
(1)本实验的测量原理是: ;
(2)闭合开关,小文发现小灯泡没有发光,但电流表和电压表有示数,接下来应进行的操作是___________(填选项前的字母)
A.更换小灯泡
B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片
D.检查电压表是否断路
(3)当电压表示数为时,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“”或“B”)端移动,眼睛注视 表,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率是 ;
(4)小文记录了不同电压下的三组数据,并将这三组数据计算出的电功率相加取平均值,得到小灯泡的额定电功率;你认为她的数据处理过程是 (选填“正确”、“错误”)的,请说明原因: ;
(5)小德同学只把实验电路中的灯泡换成了另一只小灯泡,来测量小灯泡的电功率;小灯泡的关系图像如图乙所示,当小灯泡的实际电压是额定电压一半时,它的电功率为:当小灯泡的实际电流是额定电流一半时,它的电功率为,则 (选填“”、“>”或“=”)。
【答案】(1)
(2)C
(3) B 电压 0.76
(4) 错误 不同电压下灯泡的实际功率不同,求灯泡电功率的平均值没有意义
(5)>
【详解】(1)实验时,用电压表测量出灯的电压,用电流表测出通过灯的电流,根据得出灯的电功率,所以该实验的实验原理公式是。
(2)闭合开关,电流表和电压表有示数,说明电路为通路。小灯泡有电流通过但没有发光,说明小灯泡的实际功率太小,电路的电流过小,滑动变阻器连入的电阻过大,故接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1][2]当电压表示数为3.5V时,小于灯泡的额定电压3.8V,要测量小灯泡正常发光时的电功率,应增大灯泡的电压到3.8V。根据串联电路电压的规律,要增大灯泡的电压,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理,应将滑动变阻器的滑片向阻值小的方向即B端移动,眼睛要注视着电压表,直到电压表的示数达到3.8V。
[3]灯泡正常发光时,电压为3.8V,此时电流表的示数为0.2A。根据原理公式可算出小灯泡的额定功率是
(4)[1][2]由于不同电压下,小灯泡的功率不同,灯泡的实际功率随实际电压增大而增大,所以将三组数据计算出的电功率相加取平均值,得到小灯泡的额定电功率是错误的,而求出灯泡电功率的平均值也没有意义。
(5)
由图像可知,通过小灯泡的电流随其两端电压增大而增大,且图像向电压轴弯曲;当小灯泡的实际电压是额定电压一半时,通过它的电流大于其额定电流的一半,当小灯泡的实际电流是额定电流一半时,它两端的实际电压小于其额定电压的一半,由可知,。
9.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)通电10s时间,整个电路消耗的电能。
【答案】(1)0.6A
(2)12V
(3)120J
【详解】(1)分析电路可知,闭合开关后,两电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过定值电阻R1的电流。电流表A的示数为1A,则干路电流为1A,电流表A1的示数为0.4A,则通过定值电阻R1的电流为0.4A,根据并联电路的电流规律可得通过电阻R2的电流
(2)根据并联电路的电压规律可得,电源电压等于定值电阻R2两端的电压,则电源电压
(3)通电10s时间,整个电路消耗的电能
10.如图所示电路中,电阻。开关闭合后,电流表、的示数分别为0.5A和0.3A。求:
(1)电源电压。
(2)通电,电阻消耗的电能。
【答案】(1)6V
(2)12J
【详解】(1)由电路图可知,电阻R₁和R₂并联。电流表A₁测量干路总电流I,电流表A₂测量通过电阻R₂的支路电流I₂。根据并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压,所以电源电压。根据欧姆定律可得,R₂两端的电压为,所以,电源电压。
(2)根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和的特点,通过电阻R₁的电流为
电阻R₁两端的电压等于电源电压,即
通电10s,电阻R₁消耗的电能为
1.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选取了额定电压为的小灯泡(正常发光时阻值约为),有两个规格分别为“”、“”的滑动变阻器,电源电压保持6V不变,电路如图甲所示。
(1)实验中选择的滑动变阻器的规格是 ;
(2)移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示,由图像可知,小灯泡的额定功率为 。
(3)将该小灯泡和电阻接入丙图所示电路中,只闭合开关时,小灯泡正常发光,此时电源电压为 ,再闭合,灯泡的亮度将 。
(4)小亮想测量灯泡的电阻,实验时发现没有电流表,却多了一个最大阻值为的滑动变阻器,于是他设计了如图丁所示电路,测出了小灯泡正常发光时的电阻(额定电压为);
①闭合开关S,先把滑动变阻器的滑片移到最左端,再调节滑动变阻器,直到 。
②将滑动变阻器 的滑片移到最右端,读出此时电压表的示数为
③小灯泡正常发光时的电阻 (用,和数表示)。
(5)小林想利用一只电流表、一个阻值为的定值电阻,通过简单操作(开关S接、各一次)来测量小灯泡正常发光的电阻,如图是他设计的电路图,请判断他的设计是否可行? 。若不可行,请利用原有器材(电流表、小灯泡、定值电阻、单刀双掷开关),在虚线框内补全电路图 。
【答案】(1)
(2)0.5
(3) 2.5 不变
(4) 电压表的示数为
(5) 不可行
【详解】(1)小灯泡的额定电流约为
滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器接入电路的电阻
所以滑动变阻器选用的规格是“”。
(2)由图乙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率
(3)[1]由图丙可知,只闭合开关时,电路中只有灯泡接入电路,小灯泡正常发光,电源电压为
[2]再闭合,定值电阻与灯泡并联,由于并联电路用电器互不影响,则灯泡的亮度将不变。
(4)[1][2][3]由图丁可知,灯泡、滑动变阻器、滑动变阻器串联,滑片移到左端时,电压表测灯泡电压;调节滑动变阻器,使电压表显示灯泡额定电压,此时灯泡正常发光,接着调节滑动变阻器的滑片到最右端,此时电路连接方式不变,电压表测灯泡和滑动变阻器的总电压,读出此时电压表的示数为U,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
(5)[1]开关S接时,与滑动变阻器串联,通过调节滑动变阻器,让电流表示数为,此时两端电压为,开关S接时,保持滑片位置不变,由于灯泡的电阻与的电阻不一定相等,故无法确定灯泡此时是否正常发光,无法测出小灯泡正常发光时的电阻,方案不可行。
[2]当开关S接b时,与灯泡并联,通过调节滑动变阻器,让电流表示数为,此时两端电压为,则此时灯泡正常发光,保持滑片位置不变,开关S接,仍与灯泡并联,电流表测量干路电流,记录此时电流表示数为,灯泡仍正常发光,故此时通过灯泡的电流为
则小灯泡正常发光的电阻
电路图如图所示:
1.某型号煎烤机有上、下两个加热盘,由两个开关控制其工作状态。如图所示为煎烤机的内部简化电路图。为下盘电热丝,为上盘电热丝,两根电热丝的阻值相等,煎烤机的最大额定功率为2200W。问:(不考虑温度对电热丝阻值的影响)
(1)请按照安全用电原则,将a、b两点接入家庭电路中;
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少?
(3)煎烤机以最大额定功率工作1min,消耗的电能是多少?
(4)电热丝的阻值是多少?
【答案】(1)
(2)10A
(3)
(4)
【详解】(1)根据安全用电原则,开关应串联在相线(火线)和用电器之间,以便在断开开关时,能切断用电器与相线的连接,防止发生触电事故。由电路图可知,b点连接了开关S1和S2的输入端,a点是电热丝R1和R2的公共端,因此b点应接相线,a点应接中性线,如下图所示:
(2)煎烤机达到额定功率时,电流最大,所以
(3)最大额定功率工作时,1min消耗电能为
(4)开关S1和S2都闭合时,两电阻并联,此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等,所以流过R1的电流为I1=5A,根据欧姆定律得
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