问题
问答题
如图所示，电源电动势E=10V，其内阻不计．固定电阻的阻值R1=4Ω，可变电阻R2的阻值可在0～20Ω之间调节，电容器的电容C=30μF．求：
（1）闭合开关S，当R2=1Ω时，求R2消耗的功率；
（2）在（1）的情况下，电容器上极板所带的电量；
（3）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？
答案
（1）通过R2的电流I=
=2A E R1+R2
R2消耗的功率P2=I2R2
代入数据求得 P=4W
（2）电容器上的电压U=U2=
•RE R1+R2
=2V 2
电容器上极板带正电，Q=CU
代入数据，当R2=1Ω时，Q=6×10-5C
（3）电阻R2消耗的功率Pm=(
)2R2=E R1+R2 E 2
+R2+2R1R 21 R2
当R2=R1=4Ω时，R2消耗的功率最大，Pm=
=E2 4R1
=6.25 W 100 4×4
答：（1）闭合开关S，当R2=1Ω时，R2消耗的功率为4W；
（2）在（1）的情况下，电容器上极板所带的电量6×10-5C；
（3）闭合开关S，当R2=4Ω，R2消耗的功率最大，最大功率为6.25 W．