如图电路中,电源电动势E=15V,内电阻r=1Ω,R1=R3=10Ω,R2=4Ω,求: ①当电键K断开时电流表和电压表的读数,R1及R2消耗功率各为多少? ②当K闭合时,电流表和电压表的读数,电源的总功率及

问题描述:

如图电路中,电源电动势E=15V,内电阻r=1Ω,R1=R3=10Ω,R2=4Ω,求:

①当电键K断开时电流表和电压表的读数,R1及R2消耗功率各为多少?
②当K闭合时,电流表和电压表的读数,电源的总功率及输出功率各为多少?

(1)电流表的时数为I=

E
R1+R2+r
15
10+4+1
A=1A
电压表的示数为U=IR2=1×4V=4v
R1消耗的功率为P1=I2R1=12×10W=10W
R2消耗的功率为P2=I2R2=12×4W=4W
(2)K闭合时干路中的总电阻为R=
R1R3
R1+R3
+R2
10×10
10+10
+4Ω=9Ω

电压表的示数为U=
E
R+r
R=
15
9+1
×9V=13.5V

R1两端的电压为U1=
U
R
R1R3
R1+R3
13.5
9
×
10×10
10+10
V=7.5V

故电流表的示数为IR1=
U1
R1
7.5
10
A=0.75A

干路电流为I=
E
R+r
15
9+1
A=1.5A

电源的总功率P=EI=15×1.5W=22.5W
输出功率为P出=P-I2r=22.5-1.52×1W=20.25W
答:①当电键K断开时电流表和电压表的读数为1A,4V,R1及R2消耗功率各为10W,4W
②当K闭合时,电流表和电压表的读数为0.75A,13.5V,电源的总功率及输出功率各为22.5W,20.25W