Question

【題目】如圖所示的電路中，，當開關S1閉合，S2斷開電路穩定時，電源消耗的總功率為，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

（3）當S1閉合，S2斷開時，電路穩定后電容器所帶的電荷量為多少？

Answer 1

【答案】（1）4V （2）3.5W （3）

【解析】

當開關S1閉合、S2斷開電路穩定時，R2和R3串聯，當開關S1、S2都閉合電路穩定時，R1和R2并聯，再與R3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；當S1、S2閉合時，根據P=I2R求出輸出功率；當開關S1閉合、S2斷開電路穩定時，電容器與并聯在R2兩端，電容器板間電壓等于R2兩端的電壓，由Q=CU求出電容器所帶的電量。

（1）當開關S1閉合、S2斷開電路穩定時，電源消耗的總功率為：

代入數據有：

當S1、S2都閉合時，有：

電源消耗的總功率為：

代入數據有：

聯立解得：E=4V r=0.5Ω

（2）當S1、S2都閉合時，，外部總電阻，

干路上總電流：

電源的輸出功率：

（3）當開關S1閉合、S2斷開時，電路穩定后，外部總電阻

干路上總電流：

電容器兩端電壓：

電容器所帶的電荷量為：