问题 问答题

如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω,C=30μF.

(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.

(2)然后将开关S断开,求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电量.

(3)如果把R2换成一个可变电阻,其阻值可以在0~10Ω范围变化,求开关闭合并且电路稳定时,R2消耗的最大电功率.

答案

(1)稳定时,电容看做断开状态,电路中的电流:I=

E
r+R1+R2
=
10
1+3+6
A=1A

(2)S闭合,电路处于稳定状态时,电容器两端的电压:

U=IR2=1×6V=6V

断开后,电容器两端的电压为10V

所以△U=4V

流过R1的总电量为:

△Q=△U•C=4×30×10-6C=1.2×10-4C

(3)当R2=R1+r=4Ω时,R2消耗的电功率最大,P2=

E2
4(R1+r)
=6.25W

答:(1)闭合开关S,稳定后通过R1的电流是1A.

(2)电容器两端的电压变化量是4V,流过R1的总电量是1.2×10-4C.

(3)R2消耗的最大电功率是6.25W.

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