题目
s A-|||-地-|||-源 √ 9Ω电路如图所示,当开关S断开时,电压表读数为18V,当开关S闭合时,电流表读数为1.8A.试求电源的电动势E和内阻R0,并求S闭合时电压表的读数.
电路如图所示,当开关S断开时,电压表读数为18V,当开关S闭合时,电流表读数为1.8A.试求电源的电动势E和内阻R0,并求S闭合时电压表的读数.题目解答
答案
解:S断开时,电压表的读数等于电源的电动势E=18V
S闭合时,根据闭合电路欧姆定律,$I=\frac{E}{{R}_{0}^{\;}+R}$
代入数据:$1.8=\frac{18}{{R}_{0}^{\;}+9}$
解得:${R}_{0}^{\;}=1Ω$
S闭合时电压表的读数U=IR=1.8×9=16.2A
答:电源的电动势E为18V,内阻${R}_{0}^{\;}$为1Ω;S闭合时,电压表的读数为16.2V
S闭合时,根据闭合电路欧姆定律,$I=\frac{E}{{R}_{0}^{\;}+R}$
代入数据:$1.8=\frac{18}{{R}_{0}^{\;}+9}$
解得:${R}_{0}^{\;}=1Ω$
S闭合时电压表的读数U=IR=1.8×9=16.2A
答:电源的电动势E为18V,内阻${R}_{0}^{\;}$为1Ω;S闭合时,电压表的读数为16.2V
解析
考查要点:本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用,涉及电源电动势、内阻的计算,以及电压表在不同电路状态下的读数分析。
解题核心思路:
- 开关断开时,电路中无电流,此时电压表直接测量电源电动势。
- 开关闭合时,外电路与电源内阻串联,利用闭合电路欧姆定律列方程求解内阻。
- 电压表读数在闭合状态下反映外电路两端的电压,可通过总电流与外电阻计算。
破题关键点:
- 明确电路状态:开关断开时电路断路,电压表测电动势;开关闭合时电路闭合,需考虑内阻。
- 正确应用公式:闭合电路欧姆定律 $I = \frac{E}{R_0 + R}$,以及路端电压公式 $U = IR$。
开关断开时
此时电路断路,电流为零,电压表直接测量电源电动势:
$E = 18 \, \text{V}$
开关闭合时
外电路电阻为 $R = 9 \, \Omega$,总电流 $I = 1.8 \, \text{A}$。根据闭合电路欧姆定律:
$I = \frac{E}{R_0 + R}$
代入已知数据:
$1.8 = \frac{18}{R_0 + 9}$
解得:
$R_0 + 9 = \frac{18}{1.8} = 10 \quad \Rightarrow \quad R_0 = 1 \, \Omega$
电压表读数
开关闭合时,电压表测量外电路两端电压:
$U = I \cdot R = 1.8 \cdot 9 = 16.2 \, \text{V}$