题目内容
如图所示,电源电动势E=10.0V,其内阻不计.固定电阻的阻值R1=4.0Ω,可变电阻R2的阻值可在0~10.0Ω之间调节,电容器的电容C=30.0μF.求:
(1)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少.
(2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为多少?
(1)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少.
(2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为多少?
电阻R2消耗的功率P=(
)2R2=
根据数学知识得知,当R2=R1=4Ω时,R2消耗的功率最大,最大功率为Pm=
=
=6.25 W
(2)在R2消耗的功率最大状态时,由于R2=R1时,则此时电容器板间电压为 U1=
E=5V
开关S断开后电容器板间电压为 U2=E=10V,所以电容器通过R1充电,流过R1的总电荷量等于电容器电量的增加量,则流过R1的总电荷量为
△Q=C△U=C(U2-U1)=30×10-6×5C=1.5×10-4C
答:
(1)闭合开关S,当R2为4Ω时,R2消耗的功率最大,最大功率为6.25 W.
(2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为1.5×10-4C.
| E |
| R1+R2 |
| E2 | ||||
|
根据数学知识得知,当R2=R1=4Ω时,R2消耗的功率最大,最大功率为Pm=
| E2 |
| 4R1 |
| 100 |
| 4×4 |
(2)在R2消耗的功率最大状态时,由于R2=R1时,则此时电容器板间电压为 U1=
| 1 |
| 2 |
开关S断开后电容器板间电压为 U2=E=10V,所以电容器通过R1充电,流过R1的总电荷量等于电容器电量的增加量,则流过R1的总电荷量为
△Q=C△U=C(U2-U1)=30×10-6×5C=1.5×10-4C
答:
(1)闭合开关S,当R2为4Ω时,R2消耗的功率最大,最大功率为6.25 W.
(2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为1.5×10-4C.
练习册系列答案
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