问题
问答题
如图中电路的各元件值为:R1=R2=10Ω,R3=R4=20Ω,C=300μF,电源电动势ε=6V,内阻不计单刀双掷开关K开始时接通触点2,求:
(1)当开关K从触点2改接通触点1,且电路稳定后,电容C的带电量.
(2)若开关K从触点1改接触点2后,直至电流为零止,通过电阻R1的电量(开关过程瞬间完成).
答案
(1)开关K接触触点2时,电容器不带电;
开关K接触触点1时,4个电阻串联,根据欧姆定律,有
I=
=E R1+R2+R3+R4
=0.1A6V (10+10+20+20)Ω
电容器与电阻R3、R4并联,电压为
UC=I(R3+R4)=0.1A×(20Ω+20Ω)=4V
故带电量为
Q=C•UC=300×10-6×4=1.2×10-3C
即当开关K从触点2改接通触点1,且电路稳定后,电容C的带电量为1.2×10-3C.
(2)开关K从触点1改为接触点2后,电容器相当于电源;
电阻R1与R2串联,而电阻R3与R4串联,两个支路再并联,两支路电流之比为:
=I1 I2
=R3+R4 R1+R2
=20+20 10+10 2 1
故通过两个支路的电流之比为:
=Q1 Q2 2 1
根据电荷守恒定律,有
Q1+Q2=Q=1.2×10-3C
故
Q1=
Q=8×10-4C2 3
即开关K从触点1改接触点2后,直至电流为零止,通过电阻R1的电量为8×10-4C.