如图所示,电源电动势E=10V、内阻不计,R1=3Ω,R2=2Ω,R3=4Ω,C1=3μF,C2=1μF.求:

如图所示,电源电动势E=10V、内阻不计,R1=3Ω,R2=2Ω,R3=4Ω,C1=3μF,C2=1μF.求:
(1)当S闭合时间足够长时,C1和C2所带的电量各是多少?
(2)稳定后S断开,S断开后通过R1的电量是多少?
(3)若将C2换为R4=6Ω的电阻,当开关闭合足够长时间后,C1所带的电量为多少?哪板为正?
Typicala 1年前 已收到1个回答 举报

基地黑老大 幼苗

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解题思路:(1)当S闭合时间足够长时,电容器充电完毕,相当于开路,R1、R2串联,R3上无电压,C1两端的电压等于R1两端的电压,C2两端电压等于总电压,根据欧姆定律求电容器的电压,即可由Q=CU求其电量.
(2)稳定后S断开,S断开后,两电容器都通过R1和R2放电,流过R1的电量等于它们原来电量之和.
(3)若将C2换为R4=6Ω的电阻,当开关闭合足够长时间后,电容器C1的电压等于R1与R3的电压之差,或等于R2与R4的电压之差,根据欧姆定律求R3两端的电压,即可求出电容器的电压,就能求出其电量.

(1)当S闭合足够长时间后
C1两端的电压即为R1两端的电压 U1=

R 1
R1+R2E=
3
5×10V=6V
C1所带电量 Q1=C1U1=3×10-6×6C=1.8×10-5C
C2两端电压即为总电压 U2=U=10V
C2所带电量 Q2=C2U2=1×10-6×10C=1.0×10-5C
(2)S断开后两电容均通过R1和R2放电,所以流过R1的电量应为 Q=Q1+Q2=1.8×10-5C+1.0×10-5C=2.8×10-5C
(3)将C2换为R4后,R3两端的电压 U3=
R3
R3+R4U=
4
4+6×10V=4V
C1两端的电压 U1′=U1-U3=2V
C1所带的电量 Q1′=C1 U1′=3×10-6×2C=6×10-6C
因为U1>U3,根据外电路中,顺着电流方向电势降低,可知,上、下板电势比电源的负极电势高,上板电势高得多一点,故上板带正电.
答:
(1)当S闭合时间足够长时,C1和C2所带的电量分别是1.8×10-5C,1.0×10-5C.
(2)稳定后S断开,S断开后通过R1的电量是2.8×10-5C.
(3)若将C2换为R4=6Ω的电阻,当开关闭合足够长时间后,C1所带的电量为6×10-6C,上板带正电.

点评:
本题考点: 闭合电路的欧姆定律.

考点点评: 本题要注意电路的结构,当电路开始变化时,电容器充放电,电路中有电流存在;而当电容器稳定后,电路相当于断开,其电压等于所在支路两端的电压.

1年前

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