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如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω,U=2.4V.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/10 06:13:39
如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω,U=2.4V.
(1)在ab间接一只理想电压表,他的读数是多少?
(2)如在ab间接一只电流表,他的读数是多少?
8V和0.67A,
解(1)接入理想电压表,a、b处断路,整个电路结构为:R1并联(R2串联R3)后与R4串联.
R1并联(R2串联R3)的总电阻为:R123=5Ω,R4=3Ω,整个电路的总电阻为8Ω,总回路电流为2.4/8=0.3A
所以R1并联(R2串联R3)上的的电压为:0.3×5=1.5V,亦即(R2串联R3)上的电压为1.5V,所以(R2串联R3)支路的电流为:1.5/(R2+R3)=1.5/10=0.15A
所以R2上的电压为:0.15×R2=0.15×4=0.6V
又有Uab+UR2=U,所以Uab=2.4-0.6=1.8V
(2)接入电流表,电路结构变化为R1串联(R3并联R4)然后与R2并联,如图所示电路简化过程.
流过R2的电流为:2.4/4=0.6A
流过R134的电流为:2.4/(R1+R3∥R4)=0.2A
R34上的电压为:0.2×R3∥R4=0.4V,亦即R3电压为0.4V,所以流过R3上的电流为0.4/R3=1/15A
那么,由a流入b点的电流为:流过R2的电流+流过R3的电流=2/3A
注意:如果学过大学《电路分析》方面的知识,可以采用戴维南(诺顿)定理解决此问题,以第二问为例说明如下:
将接入的电流表开路,a、b间的电压在第一问中已经求出,Uab=1.8V
电流表开路后,将电路中的电压源短路,等效电路图变化过程如图,可算出此时回路的总电阻Rab=2.7Ω.
因此,接入电流表的示数为:1.8/2.7=2/3A,结果相同.

再问: 第二问:为什么ab间电流是测R2和R3的电流呢?
再答: 不知道你是否学习过基尔霍夫电流定律,其内容即是:流入节点的电流和流出节点的电流相等。 对于a点(或者b点)来说,流入的电流就是从电阻R2、电阻R3来的,流出的电流就是题目所求的电流,因此ab间电流是R2和R3的电流之和。 如果不好理解,你也可以这么认为:节点本身是不消耗能量的,所以流入的电流必然要完全流出,这样才能达到能量平衡。 如果仍然不能理解,你可以用中学物理中的方法来理干路电流等于各支路的电流之和,ab间的电流由R2、R3两个电阻的支路构成干路,所以为二者电流之和。(从中间那个图更容易看出) 如果还是不理解,你也可以采取这样的计算方法:计算出整个电路的总电流,减去R3上的电流,就是题目所求的电流。(从第一个图就可以看出)