A. 闭合电路中的功率问题
由于电阻R1不变,当电路中电流I最大时,P1上获得最大功率,有闭合电路欧姆定律I=E/(R1+R2+r)可知,当R2=0时,I 最大,P1=(E/R1+r)2R1=1w
当外电路电阻=内电路电阻时,功率最大
可以将R1看做电源内阻的一部分,R1与r并联好的电源内阻 r‘=2欧姆,所以当R2=r’时,P2=2w
B. 关于闭合电路电场是如何建立起来的
首先回答你最后一个问题,之所以电场只有导线中存在,或者说电场线方向是沿着回导线分布的,是因答为其他方向上的电场相互抵消了,有点类似于静电屏蔽的效果。
在电路闭合以前,电源的正负极其实已经聚集了等量异种电荷,从而在电源内部和外部都形成了电场。内部电场很简单,电场线就是从正极指向负极。外部电场比较复杂,但电场线分布可以看成是从正极出发延伸到无穷远,以及从无穷远出发回到负极。也就是说无论电路是否闭合,在空间中就已经存在了电场。
在电路闭合以前,导线之间的电子仍然是在杂乱无章地运动。但电路闭合的瞬间,整个电路可以看成一个完整的导体,因为空间中存在有电场,所以此时会发生静电感应现象,使导线内的电子 向导线两个表面移动。静电感应的最终结果就是静电平衡,电荷分布在导线两个表面(类似于平行金属板),所以在垂直于导线的方向上合场强为零,空间存在的电场只剩下了沿导线方向。
然后因为静电平衡的建立是非常迅速的,可以认为一旦接通了电路,整个导线就只剩下沿导线的电场,因此自由电子会在电场力的作用下,沿着导线移动,这就是电流的产生。
C. 电路图的开关闭合时和断开一样吗
绝大多数情况下,电路的开关闭合时和断开不一样。对于特殊的电路,开关闭合时和断开时一样。