Question

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，R₁＝3 Ω，R₂＝6 Ω，C＝30 μF.

（1）閉合開(kāi)關(guān)S，求穩(wěn)定后通過(guò)R₁的電流；

（2）然后將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，求電容器兩端的電壓變化量和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后流過(guò)R₁的總電量；

（3）如果把R₂換成一個(gè)可變電阻，其阻值可以在0～10 Ω范圍變化，求開(kāi)關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時(shí)，R₂消耗的最大電功率．

Answer 1

解：（1）穩(wěn)定時(shí)，電容器看做斷開(kāi)狀態(tài)，電路中的電流

I＝＝ A＝1 A，                                              （2分）

（2）S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容器兩端的電壓

U＝IR₂＝1×6 V＝6 V，                                                （1分）

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電容器兩端的電壓為10 V，

所以ΔU＝4 V，                                                     （2分）

流過(guò)R₁的總電量為

ΔQ＝ΔU·C＝4×30×10^－6 C＝1.2×10^－4 C.                                    （2分）                       

（3）當(dāng)R₂＝R₁＋r＝4 Ω時(shí)，R₂消耗的電功率最大，（1分）

P₂＝E²/4(R₁＋r)＝6.25 W.                                            （2分）