题目
如图所示的电路中,电阻R1=15Ω,R2=30Ω.当开关S1、S2都闭合时,电流表的读数I1=0.4A;当开关S1闭合、S2断开时,电流表的读数I2=0.3A;求电源的电动势E和内阻r.R1-|||-square -|||-S2 R2-|||-__ square -|||-A E r S1-|||-__
如图所示的电路中,电阻,.当开关、都闭合时,电流表的读数;当开关闭合、断开时,电流表的读数;求电源的电动势和内阻.

题目解答
答案
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解析
考查要点:本题主要考查全电路欧姆定律的应用,以及电路动态分析能力。需要根据开关状态变化确定不同电路结构,建立方程联立求解电动势和内阻。
解题核心思路:
- 明确开关状态对应的等效电路:当S1、S2均闭合时,R1与R2并联后与电源内阻r串联;当S2断开时,仅R1与r串联。
- 应用全电路欧姆定律:根据两种状态下的电流和电阻关系,分别列出方程,联立求解E和r。
破题关键点:
- 正确识别并联总电阻:当S1、S2均闭合时,需计算R1与R2的并联值。
- 建立方程时注意单位统一:所有电阻值需保持单位一致(均为欧姆)。
当S1、S2均闭合时
此时R1与R2并联,总电阻为:
$R_{\text{并}} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} = \frac{15 \times 30}{15 + 30} = 10 \, \Omega$
根据全电路欧姆定律:
$E = I_1 (R_{\text{并}} + r) = 0.4 \times (10 + r) \quad \text{(1)}$
当S2断开时
此时仅R1与电源内阻r串联,根据全电路欧姆定律:
$E = I_2 (R_1 + r) = 0.3 \times (15 + r) \quad \text{(2)}$
联立方程求解
联立方程(1)和(2):
$0.4 \times (10 + r) = 0.3 \times (15 + r)$
展开整理:
$4 + 0.4r = 4.5 + 0.3r \implies 0.1r = 0.5 \implies r = 5 \, \Omega$
将$r=5 \, \Omega$代入方程(2):
$E = 0.3 \times (15 + 5) = 6 \, \text{V}$