基爾霍夫定律—問題與解決方案

基爾霍夫定律—問題與解決方案

1. 下圖所示電路中電池的端電壓是多少?

解決方案

電動勢 = 電動勢 = 無電狀態下兩端的電位差 當前 流向外部電路。基爾霍夫定律—問題與解 1

端電壓(V)= 當電流從電池流出時,電池兩端之間的電位差。

如果沒有電流從電池流出,則端電壓等於電動勢。

已知:

電阻器1 (R1 ) = 2 Ω

電阻器2 (R2 ) = 4 Ω

電阻器 3 (R3 ) = 4 Ω

電動勢1(E1 )= 20伏特

電動勢2 (E2 ) = 15伏特

求:端電壓(V)

解決方案1:

端電壓:

V = E 1 – E 2 = 20 – 15 = 5 伏

解決方案2:

計算電路中的電流(I)。

首先,確定每個電流的方向。方向可以任意選擇:如果電流方向實際上相反,則解中會帶有負號。

然後,從電路中的任意一點開始,我們想像沿著一個迴路行進,每遇到一點就添加一個電動勢和IR項。

第二,當我們從負極向正極移動時,電動勢被認為是正的;當我們從正極向負極移動時,電動勢被認為是負的。

第三,當電流沿著假定電流方向流過電阻時,IR項為負值,因為電流方向與電位降低的方向相同。當電流沿著與假定電流方向相反的方向流過電阻時,IR項為正值,因為這表示電位升高。

電流方向選擇為順時針方向:

E 1 – IR 1 – IR 2 – IR 3 – E 2 = 0

20 – I(2) – I(4) – I(4) – 15 = 0

20 – 15 – I (2) – I (4) – I (4) = 0

5 – 10 I = 0

5 = 10 I

I = 5/10

I = 0.5 安培

電路中的電流為0.5安培。電流方向為正時,表示電流方向與順時針方向相同。

計算等效電阻(R):

電阻器 1 ( R1 ) 、電阻器 2 ( R2 )和電阻器 3 (R3 )串聯。等效電阻為:

R = R 1 + R 2 + R 3 = 2 Ω + 4 Ω + 4 Ω = 10 Ω

電阻器R的端電壓(V)

V = IR = (0.5)(10) = 5 伏特

[內部審查程序]

2.在下圖所示的電路中,求3Ω 電阻器所消耗的功率。

解決方案:

已知:

電阻器 1 (R1)= 2 Ω 基爾霍夫定律—問題與解 2

電阻器 2 (R2 ) = 3 Ω

電阻器3 (R3 ) = 4 Ω

電動勢1(E1 )= 8伏特

電動勢2 (E2 )= 10伏特

求: 3Ω電阻器消耗的功率

解決方案:

3Ω電阻器消耗的功率:

P = VI

P =功率,V = 3Ω電阻兩端的電壓,I = 流經3Ω電阻的電流

計算流過3 Ω 電阻器的電流( I) 。

電流方向選擇為順時針方向:

E 1 – IR 1 – IR 2 – IR 3 + E 2 = 0

8 – I(2) – I(3) – I(4) + 10 = 0

18 – 9 I = 0

18 = 9 I

我 = 18 / 9

I = 2 安培

電路中的電流為2安培。電流方向為正(或順時針)表示電流方向與順時針方向相同。

電路串聯連接,使得電路中流過的電流 = 流過3 Ω電阻器的電流= 2 安培。

計算3 Ω電阻兩端的電壓(V)

V = IR 2 = (2 A)(3 Ω) = 6 伏

3Ω電阻器消耗的功率:

P = VI =(6 伏特)(2 安培)= 12 伏特安 = 12 瓦

[內部審查程序]

3.根據下圖所示的電路,A 點和 B 點之間的電位差是多少?

已知:

電阻 1(R1)= 2 Ω 基爾霍夫定律—問題與解 3

電阻器2 (R2 ) = 3 Ω

電阻器3 (R3 ) = 4 Ω

電動勢1(E1 )= 8伏特

電動勢2 (E2 ) = 10 伏特

求: A點和B點之間的電位差(V)。

解決方案:

計算流過3 Ω電阻器的電流(I)。

電流方向選擇為順時針方向:

– E 1 – IR 1 – IR 2 – E 2 – IR 3 = 0

– 8 – I (2) – I (3) – 10 – I (4) = 0

– 18 – 9 I = 0

– 18 = 9 我

I = -18 / 9

I = -2 安培

電路中的電流為2安培。電流的負號表示電流方向為逆時針方向。

電路串聯連接,使得電路中流過的電流 = 流過3 Ω電阻器的電流= 2 安培。

計算3Ω電阻兩端的電位差(V):

V = IR 2 = (2 A)(3 Ω) = 6 伏

[內部審查程序]

4.根據下圖所示的電路,電阻R3兩端的電位差是多少?

已知:

電阻 1(R1)= 2 Ω 基爾霍夫定律—問題與解 4

電阻器2 (R2 ) = 4 Ω

電阻器3 (R3 ) = 3 Ω

電動勢1(E1 )= 6伏特

電動勢2 (E2 ) = 9伏特

求:電阻R3兩端的電位差

解決方案:

計算流過電阻R3的電流(I)。

電流方向選擇為順時針方向:

E 1 – IR 1 – E 2 – IR 2 – IR 3 = 0

6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0

6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0

-3 – 9I = 0

-3 = 9I

I = -3/9

I = -1/3

電路中的電流為1/3安培。電流的負號表示電流方向為逆時針方向。

電路串聯連接,使得電路中流過的電流 = 流經 R 3電阻的電流= 1/3安培。

計算電阻R3兩端的電位差(V)。

V = IR 3 = (1/3)(3) = 1 伏特

[內部審查程序]

5. C 點和 D 點之間的電位差為 4 伏,求 R!

已知:

電阻 1(R1)= 2 Ω 基爾霍夫定律—問題與解 5

電阻器2 (R2 ) = 2 Ω

電阻器3 (R3 ) = R

電動勢1 (E1 )= 8伏特

電動勢2 (E2 )= 4伏特

C與D的電位差(V<sub> CD</sub> ) = 4 伏特

招募: R

解決方案:

V CD = IR

4 = 紅外光譜

R = 4 / I

… …………

計算流過電阻 R 的電流(I)。

電流方向選擇為順時針方向:

– E 1 – 2I + E 2 – 2I – IR = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – I (4/I) = 0

– 8 – 2I + 4 – 2I – 4 = 0

– 8 + 4 – 4 – 2I – 2I = 0

– 8 – 4I = 0

– 8 = 4I

I = -8 / 4

I = -2 安培

電路中的電流為2安培。電流的負號表示電流方向為逆時針方向。

電路串聯連接,使得電路中流過的電流 = 流經電阻 R 的電流= 2安培。

:

R = 4 / I = 4 / 2 = 2 歐姆