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）（2）3W；0.5W（3）當S1，S2閉合時，Q=0；當S1閉合，S2斷開時，

【解析】試題分析：（1）當開關閉合、斷開電路穩定時， 和串聯．當開關、都閉合電路穩定時， 和并聯，再與串聯，結合閉合電路歐姆定律以及功率的公式求出電源的電動勢和內電阻；（2）當開關閉合、斷開電路穩定時，電容器與并聯在兩端，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、閉合時，根據求出輸出功率．當開關、都閉合電路穩定時，電容器兩端的電勢差為零，結合Q=CU求出電容器所帶的電荷量.

（1）當閉合、斷開電路穩定時

電源消耗的總功率為

代入數據得： ①

當、都閉合電路穩定時，

電源消耗的總功率為

代入數據： ②

聯立①②解得電源的電動勢E=4V，內電阻

（2）當、都閉合電路穩定時，外部總電阻

干路上總電流

電源的輸出功率

電源內部產生的熱功率

（3）當、都閉合時，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

當閉合、斷開，電路穩定后

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