问题 问答题

如图所示电路,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω.外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω.电容器的电容C=2μF.求:

(1)电键S闭合时,电路稳定时电容器所带的电量;

(2)电键从闭合到断开,流过电流表A的电量.

答案

(1)电键S闭合时,电路稳定时电容器所在电路没有电流,相当于开关断开.

外电路总电阻为 R=

(R1+R2)R3
R1+R2+R3
=
(2+3)×7.5
2+3+7.5
Ω=3Ω

干路电流 I=

E
R+r
=
12
3+1
A=3A

路端电压为 U=E-Ir=12-3×1=9(V)

电容器的电压为 U1=

R1
R1+R2
U=
2
2+3
×9V=3.6V

所以电容器的电量 Q1=CU1=2×10-6×3.6C=7.2×10-6C,下极板带正电,上极板带负电.

(2)S断开时,电容器的电压就是R2的电压,为 U2=

E
R1+R2+r
R2=6V

则电容器的电量为 Q2=CU2=2×10-6×6C=1.2×10-5C,下极板带负电,上极板带正电.

所以流过电流表A的电量 Q=Q1+Q2=7.2×10-6C+1.2×10-5C=1.92×10-5C

答:

(1)电键S闭合时,电路稳定时电容器所带的电量为7.2×10-6C;

(2)电键从闭合到断开,流过电流表A的电量是1.92×10-5C.

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