题目内容
3.如图所示电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20 μF;已知电源电动势E=4V,内阻r=0.5Ω.求:(1)当S1闭合、S2断开时,电路消耗的总功率;
(2)当S1闭合、S2均闭合时,电路消耗的总功率;
(3))当S1闭合、S2断开时,电容器所带的电荷量为多少?
分析 (1)当S1闭合、S2断开时,分析电路的结构,根据闭合电路的欧姆定律和功率公式:P=I2R即可计算出电路消耗的总功率;
(2)当S1闭合、S2均闭合时,求出外电路总电阻,再根据闭合电路的欧姆定律求总电流,再求电路消耗的总功率;
(3)根据串联电路的电压分配关系计算电容器极板间的电压,最后由Q=CU计算电量即可.
解答 解:(1)S1闭合,S2断开时,电路消耗的总功率为:
P1=$\frac{{E}^{2}}{{R}_{2}+{R}_{3}+r}$=$\frac{{4}^{2}}{6+1.5+0.5}$=2W
(2)S1、S2均闭合时,外电路总电阻为:
R=R3+$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=1.5+$\frac{3×6}{3+6}$=3.5Ω
电路消耗的总功率为:
P2=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$=$\frac{{4}^{2}}{3.5+0.5}$=4W
(3)S1闭合,S2断开时,电容器极板间的电压为:
U=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{2}+{R}_{3}+r}$E=$\frac{6}{6+1.5+0.5}$×4V=3V
电容器所带的电荷量为:
Q=CU=20×10-6×3C=6×10-5C
答:(1)当S1闭合、S2断开时,电路消耗的总功率是2W;
(2)当S1闭合、S2均闭合时,电路消耗的总功率是4W;
(3))当S1闭合、S2断开时,电容器所带的电荷量为6×10-5C.
点评 在直流电路的计算过程中,分析清楚电路的结构是解题的关键,分析清楚电路的结构后,结合闭合电路的欧姆定律与相关的公式即可解答.
练习册系列答案
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13.如图所示,定值电阻阻值为R0,电池电动势为E,内阻为r=R0,滑动变阻器最多电阻R=2R0,不考虑电表内阻影响,则下列判定正确的是( )
A. | 改变R,伏特表最大示数为$\frac{3}{4}$E | |
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B. | 若q是负电荷,q在M点的电势能比在N点的电势能大 | |
C. | 无论q是正电荷,还是负电荷,q在M、N两点的电势能一样大 | |
D. | 无论q是正电荷还是负电荷,q在M点的电势能都比在N点的电势能小 |
18.在如图所示的电路中,若该伏特表和安培表的位置互换,则可能发生的情况是( )
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8.如图所示,两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面,一个小球先后从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时( )
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12.一辆车由甲地出发,沿平直公路开到乙地刚好停止,其速度图象如图所示,那么0~t和t~3t两段时间内,下列说法正确的是( )
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A. | 卫星C的运行速度大于物体A的速度 | |
B. | 卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小相等 | |
C. | 卫星B运动轨迹的半长轴大于卫星C运动轨迹的半径 | |
D. | 物体A和卫星C具有相同大小的加速度 |