Question

【題目】如圖所示電路中，，，，。當開關S1閉合、S2斷開，電路穩定時，電源的總功率為2W，當開關S1、S2都閉合，電路穩定時，電源的總功率為4W，求：

（1）電源電動勢E和內電阻r；

（2）當S1、S2都閉合時電源的輸出功率及電源內部產生的熱功率；

（3）當S1閉合，分別計算在S2閉合與斷開時，電容器所帶的電荷量各為多少？

Answer 1

【答案】（1）4V， 0．5Ω；（2）3．5W， 0．5W；（3）0；6×10-5C

【解析】

試題分析：（1）當開關S1閉合、S2斷開，電路穩定時，R2與R3串聯， ①

當開關S1、S2都閉合，電路穩定時，電路中R1與R2并聯后與R3串聯， ②

聯立①②代入數據得：E=4V，r=0．5Ω

（2）當S1、S2都閉合時電路中的電流：

電源的輸出功率：P1＝I12（R并+R3）＝12×（2+1．5）＝3．5W

及電源內部產生的熱功率：P內＝I2r＝12×0．5＝0．5W

（3）當開關S1、S2都閉合，電路穩定時，電路中R1與R2并聯后與R3串聯，此時電容器兩端的電壓是0，所以電容器上的電量：Q1=0

當開關S1閉合、S2斷開，電路穩定時的電流：

電容器兩端的電壓是R2兩端的電壓，即：U2=I2R2=0．5×6=3V

電量：Q2＝CU2＝20×106×3＝6×105C