问题 问答题

如图甲所示,E=18V,内电阻可忽略,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,电容器的电容C1=6μF,C2=3μF,当电键K断开时,电容器C1上的带电量为多少?当电键K闭合后,电容器C1上的带电量变化多少?如果将电路图换成图乙所示,R3=R1,电容器C1上的带电量变化多少?

答案

甲图中,当电键K断开时,电容器C1的电压等于电源的电动势 U1=E=18V;

K闭合后,两电阻串联,电容器C1的电压 U1=

R1
R1+R2
E=
6
6+3
×18V=12V,

故电容器C1上的带电量变化量△Q1=C•△U=C(E-U1)=6×10-6×(18-12)=3.6×10-5C

乙图中,当电键K断开时,电容器C1的电压 U2=

R1
R1+R2
E=
6
6+3
×18V=12V,电量 Q1=C1U2=6×10-6×12C=7.2×10-5C;

当电键K闭合后,电容器C1的电压U2′=

R2
R1+R2
E=
3
6+3
×
18V=6V,电量 Q2=C1U2′=6×10-6×6C=3.6×10-5C,故电容器C1上的带电量变化量△Q2=Q1-Q2=3.6×10-5C

答:甲图中,当电键K断开时,电容器C1上的带电量为7.2×10-5C;当电键K闭合后,电容器C1上的带电量变化为3.6×10-5C;乙图中,电容器C1上的带电量变化为3.6×10-5C.

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