Question

【題目】在如圖所示的電路中，R0=10Ω，R1 =20Ω，R2 =20Ω，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2和S3時(shí)，通過(guò)R0的電流是1.5A 。

(1)電源電壓是多大?

(2)只閉合S2時(shí)，通電20 s，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的電熱是多少?

(3)使開(kāi)關(guān)閉合情況發(fā)生變化，求整個(gè)電路消耗的最小電功率P和最大電功率P'之比。

Answer 1

【答案】(1)15V；(2) 36J；(3) 2∶5

【解析】

(1)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2和S3時(shí)，只有R0接入電路，根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓

U=U0=IR0=1.5A×10Ω=15V

(2)當(dāng)只閉合S2時(shí)，R0、R1與R2串聯(lián)，電路的總電阻

R= R0+R1+R2=10Ω+20Ω+20Ω=50Ω

此時(shí)電路中的電流

I1==0.3A

通電20s電流通過(guò)R1產(chǎn)生的電熱

Q=I12R1t=(0.3A)2×20Ω×20s=36J

(3)當(dāng)只閉合S2時(shí)，R0、R1與R2串聯(lián)，總電阻最大，由P=可知整個(gè)電路消耗的功率最小，整個(gè)電路消耗的最小電功率

P =

當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，R1與R2并聯(lián)后再和R0串聯(lián)，總電阻最小，R1與R2并聯(lián)的總電阻

R并==10Ω

由P=可知整個(gè)電路消耗的功率最大，整個(gè)電路消耗的最大電功率

P'=

整個(gè)電路消耗的最小電功率P和最大電功率P'之比

P∶P'=∶=2∶5

答：(1)電源電壓是15V；

(2)只閉合S2時(shí)，通電20 s，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的電熱是36J；

(3)使開(kāi)關(guān)閉合情況發(fā)生變化，求整個(gè)電路消耗的最小電功率P和最大電功率P'之比是2∶5。