Question

如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=0.5Ω，R₁=5.5Ω，R₂=4Ω，水平放置的平行板电容器的电容C=5×10^-5 F，当开关S闭合后，求：
（1）流过R₁的电流I和路端电压U；
（2）电源消耗的总功率P和R₂上消耗的功率P₂；
（3）电容器所带的电量Q．

Answer 1

分析：（1）电容器相当于断路，根据闭合电路欧姆定律列式求解电流，根据U=E-Ir求解路端电压；
（2）根据P=EI求解电源的总功率，根据P=I²R求解电阻R₂的功率；
（3）开关S闭合后，电容器与电阻R₂并联，根据Q=CU求解电量．

解答：解：（1）电容器相当于断路，根据闭合电路欧姆定律，电流：I=

E

R1+R2+r

=

10

5.5+4+0.5

A=1A
路端电压为：U=E-Ir=10-1×0.5=9.5V
（2）电源的总功率为：P=EI=10×1=10W
电阻R₂上消耗的功率P₂=I²R₂=1²×4=4W
（3）开关S闭合后，电容器与电阻R₂并联，电压为U₂=IR₂=1×4=4V
电量Q=CU=5×10^-5×4=2×10^-4C
答：（1）流过R₁的电流I为1A，路端电压U为9.5V；
（2）电源消耗的总功率P为10W，R₂上消耗的功率P₂为4W；
（3）电容器所带的电量Q为2×10^-4C．

点评：本题关键是明确明确电路的结构，会利用闭合电路欧姆定律求解电流并进一步分析电路中各个部分的电流、电压和电功率情况．