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水平如图所示电路中,电源电动势E=15V,内电阻r=1Ω,R1=R3=10Ω,R2=4Ω,试求:
(1)当电键K断开时,电流表和电压表的读数?
(2)当电键K断开时,R1及R2消耗功率各为多少?
(3)当电键K闭合时,电流表和电压表的读数?
(4)当电键K闭合时,电源的总功率及输出功率各为多少?
(1)当S断开时,电流表读数为:I=
E
R1+R2+r
=
15
10+4+1
A=1A
电压表读数为:U=IR2=1×4V=4V
(2)R1消耗的功率为:P1=I2R1=12×10W=10W
R2消耗的功率为:P2=I2R2=12×4W=4W
(3)当S闭合时,R1与R3并联后与R2串联.
电路的总电阻为:R=
R1R3
R1+R3
+R2+r=5+4+1=10Ω
通过R2的电流为:I′=
E
R
=
15
10
A=1.5A
由于R1=R3,则电流表的读数为:I1=0.75A
电压表的读数为:U=E-I′r=15-1.5×1=13.5V
(4)电源总功率为:P=EI′=15×1.5W=22.5W
电源输出功率为:P=EI′-I′2r=22.5-1.52×1=20.25W
答:(1)当电键K断开时,电流表和电压表的读数分别为1A和4V.
(2)当电键K断开时,R1及R2消耗功率各为10W和4W.
(3)当电键K闭合时,电流表和电压表的读数为0.75A和13.5V.
(4)当电键K闭合时,电源的总功率及输出功率各为22.5W和20.25W.
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