问题 问答题

如图所示的电路中,电源的电动势为E=4V,内阻r=0.5Ω;R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF,开关S1、S2断开,求:

(1)当开关S1、S2断开时,通过电阻R3的电流;

(2)当开关S1、S2断开时,R2消耗的电功率和电源的输出功率;

(3)当开关S1接通、S2断开时,通过电阻R3的电流

(4)当开关S1、S2都接通时,电路稳定后,电容器所带的电荷量是多少?

答案

(1)当开关S1、S2断开时,总电阻为R=R2+R3=6+1.5Ω=7.5Ω;

由欧姆定律可知:电路中电流I=

E
R+r
=
4
7.5+0.5
A=0.5A;

(2)R2消耗的电功率P2=I2R2=(0.5)2×6W=1.5W;

电源输出的功率P=I2(R2+R3)=(0.5)2×(6+1.5)W=1.86W;

(3)开关S1接通、S2断开时,R1和R2并联后与R3串联;电路中总电阻R′=

R1R2
R1+R2
+R3=3.5Ω;

流过R3的电流I′=

E
R′+r
=
4
3.5+0.5
A=1A

(4)当开关S1、S2都接通时,电容器并联在R1、R2两端,并联部分的电压U′=I′×

R1R2
R1+R2
=2V;

电容器所带电量q=U′C=2×20×10-6C=4×10-5C;

答:(1)电路中电流为0.5A;(2)R2消耗的电功率为1.5W,电源的输出功率为1.86W;(3)流过R3的电流为1A;(4)电容器所带电量为4×10-5C;

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