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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电功率/2022-12-13 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

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?
魔方格

◎ 答案

电阻R2消耗的功率P=(
E
R1+R2
2R2=
E2
R21
R2
+R2+2R1

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
=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=
1
2
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.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”主要考查了你对  【电功】,【电功率】,【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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