Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压U=6V电阻R1=6Ω，电阻R2=4Ω，求：

（1）只闭合S2 ， 通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是多少？
（2）当三个开关处于何种状态时，整个电路消耗的电功率最大？此时的最大电功率为多少？

Answer 1

【答案】
（1）

14.4J

（2）

当开关S1、S3闭合，S2断开时，整个电路消耗的电功率最大，此时的最大电功率为15W．

【解析】（1）只闭合S2时，R1与R2串联，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，即：R=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω，则电路中的电流： ，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热： ；（2）当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由 可知，电源电压一定时,电功率最大；因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，由 得，电路中的总电阻： ，则电路的最大电功率： ．答：（1）只闭合S2 ， 通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是14.4J；（2）当开关S1、S3闭合，S2断开时，整个电路消耗的电功率最大，此时的最大电功率为15W．
（1）只闭合S2时，R1与R2串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据Q=I2Rt求出通电10s的时间内电流通过R2产生的电热；（2）电源的电压一定，由 可知，当电路中的电阻最小时，电路中的总功率最大，根据电阻的串并联可知，当两电阻并联时电路中的电阻最小，据此进行解答。