Question

【題目】如圖所示電路中， ， ， ， 。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開，電路穩(wěn)定時(shí)，電源的總功率為2W，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電源的總功率為4W，求：

（1）電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r；

（2）當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)電源的輸出功率及電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱功率；

（3）當(dāng)S1閉合，分別計(jì)算在S2閉合與斷開時(shí)，電容器所帶的電荷量各為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）3W；0.5W（3）當(dāng)S1，S2閉合時(shí)，Q=0；當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，

【解析】試題分析：（1）當(dāng)開關(guān)閉合、斷開電路穩(wěn)定時(shí)， 和串聯(lián)．當(dāng)開關(guān)、都閉合電路穩(wěn)定時(shí)， 和并聯(lián)，再與串聯(lián)，結(jié)合閉合電路歐姆定律以及功率的公式求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；（2）當(dāng)開關(guān)閉合、斷開電路穩(wěn)定時(shí)，電容器與并聯(lián)在兩端，電容器板間電壓等于兩端的電壓，由Q=CU求出電容器所帶的電量；（3）當(dāng)、閉合時(shí)，根據(jù)求出輸出功率．當(dāng)開關(guān)、都閉合電路穩(wěn)定時(shí)，電容器兩端的電勢(shì)差為零，結(jié)合Q=CU求出電容器所帶的電荷量.

（1）當(dāng)閉合、斷開電路穩(wěn)定時(shí)

電源消耗的總功率為

代入數(shù)據(jù)得： ①

當(dāng)、都閉合電路穩(wěn)定時(shí)，

電源消耗的總功率為

代入數(shù)據(jù)： ②

聯(lián)立①②解得電源的電動(dòng)勢(shì)E=4V，內(nèi)電阻

（2）當(dāng)、都閉合電路穩(wěn)定時(shí)，外部總電阻

干路上總電流

電源的輸出功率

電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱功率

（3）當(dāng)、都閉合時(shí)，由電路圖可知，電容器兩端電壓為0

故電容器所帶的電荷量為Q=0

當(dāng)閉合、斷開，電路穩(wěn)定后

外部總電阻

干路上總電流

電容器兩端電壓和電阻兩端電壓相同，即

電容器所帶的電荷量為