问题 问答题

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?

答案

(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+R2
E=
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+R4
U=
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.

单项选择题
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