Question

【題目】在如圖所示的電路中，R0=10Ω，R1 =20Ω，R2 =20Ω，當閉合開關S1、S2和S3時，通過R0的電流是1.5A 。

(1)電源電壓是多大?

(2)只閉合S2時，通電20 s，電流通過R1產生的電熱是多少?

(3)使開關閉合情況發生變化，求整個電路消耗的最小電功率P和最大電功率P'之比。

Answer 1

【答案】(1)15V；(2) 36J；(3) 2∶5

【解析】

(1)當閉合開關S1、S2和S3時，只有R0接入電路，根據歐姆定律可得，電源電壓

U=U0=IR0=1.5A×10Ω=15V

(2)當只閉合S2時，R0、R1與R2串聯，電路的總電阻

R= R0+R1+R2=10Ω+20Ω+20Ω=50Ω

此時電路中的電流

I1==0.3A

通電20s電流通過R1產生的電熱

Q=I12R1t=(0.3A)2×20Ω×20s=36J

(3)當只閉合S2時，R0、R1與R2串聯，總電阻最大，由P=可知整個電路消耗的功率最小，整個電路消耗的最小電功率

P =

當S1、S3閉合，S2斷開時，R1與R2并聯后再和R0串聯，總電阻最小，R1與R2并聯的總電阻

R并==10Ω

由P=可知整個電路消耗的功率最大，整個電路消耗的最大電功率

P'=

整個電路消耗的最小電功率P和最大電功率P'之比

P∶P'=∶=2∶5

答：(1)電源電壓是15V；

(2)只閉合S2時，通電20 s，電流通過R1產生的電熱是36J；

(3)使開關閉合情況發生變化，求整個電路消耗的最小電功率P和最大電功率P'之比是2∶5。