Question

【题目】如图所示电路中， ， ， ， 。当开关S1闭合、S2断开，电路稳定时，电源的总功率为2W，当开关S1、S2都闭合，电路稳定时，电源的总功率为4W，求：

（1）电源电动势E和内电阻r；

（2）当S1、S2都闭合时电源的输出功率及电源内部产生的热功率；

（3）当S1闭合，分别计算在S2闭合与断开时，电容器所带的电荷量各为多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）3W；0.5W（3）当S1，S2闭合时，Q=0；当S1闭合，S2断开时，

【解析】试题分析：（1）当开关闭合、断开电路稳定时， 和串联．当开关、都闭合电路稳定时， 和并联，再与串联，结合闭合电路欧姆定律以及功率的公式求出电源的电动势和内电阻；（2）当开关闭合、断开电路稳定时，电容器与并联在两端，电容器板间电压等于两端的电压，由Q=CU求出电容器所带的电量；（3）当、闭合时，根据求出输出功率．当开关、都闭合电路稳定时，电容器两端的电势差为零，结合Q=CU求出电容器所带的电荷量.

（1）当闭合、断开电路稳定时

电源消耗的总功率为

代入数据得： ①

当、都闭合电路稳定时，

电源消耗的总功率为

代入数据： ②

联立①②解得电源的电动势E=4V，内电阻

（2）当、都闭合电路稳定时，外部总电阻

干路上总电流

电源的输出功率

电源内部产生的热功率

（3）当、都闭合时，由电路图可知，电容器两端电压为0

故电容器所带的电荷量为Q=0

当闭合、断开，电路稳定后

外部总电阻

干路上总电流

电容器两端电压和电阻两端电压相同，即

电容器所带的电荷量为