(10分)如图所示的电路中,电源的电动势E=10V,内阻可忽略不计,各电阻的阻值分别为R1=20Ω,R2=30Ω,滑动变阻器的最大阻值R=50Ω,电容器的电容C=20μF,则:
(1)合上电键S,将滑动触头P置于滑动变阻器最左端a点时,电路稳定后电容器的上极板M带何种电荷?所带的电量为多少?
(2)电键S保持闭合,把滑动触头P缓慢地从最左端a点移到最右端b点的过程中,通过导线中D点的电荷量为多大?
(3)滑动触头P移到最右端b点后,断开电键S,电容器放电过程中流过R2的电荷量是多少?
(1)负电;;(2)2×10-4C;(3)8.4×10-5C
题目分析:(1)开关S闭合,滑动触头P处于a点时,电容器C与电阻R关联,电容器两极板MN间的电压: ①(1分)
此时电容器上极板M带负电 (1分)
电荷量: ②(2分)(因前已判断电性,未写“—”号不扣分)
(2)滑动触头P处于b点时,电容器C与电阻R2并联,电容器两极板MN间电压:
③(1分)
此时电容器上板M带正电,电荷量:QM`=-CU2=1.2×10-4C ④(1分)
所以这过程中通过D点的电荷量为:QM`-Q=2×10-4C ⑤(1分)
(3)(3分)电键S断开,电容器C通过两并联支路放电,通过R2的电荷量:
Q2=[(R1+R)/(R2+R1+R)] QM`=8.4×10-5C ⑥(3分)