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如图所示的电路中各元件值分别为:R1=R2=10Ω,R3=R4=20Ω,电容C=300μF,电源电动势E=6V,内阻不计,原先双掷开关S与触点2接触,则当开关S从与触点2接触改为与触点1接触,且电路稳定后,试求
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如图所示的电路中各元件值分别为:R1=R2=10Ω,R3=R4=20Ω,电容C=300μF,电源电动势E=6V,内阻不计,原先双掷开关S与触点2接触,则当开关S从与触点2接触改为与触点1接触,且电路稳定后,试求:
(1)求电容器C所带电荷量;
(2)若开关从与触点1接触改为触点2接触,直到电流变为0时为止,求通过电阻R1的电荷量.
(1)求电容器C所带电荷量;
(2)若开关从与触点1接触改为触点2接触,直到电流变为0时为止,求通过电阻R1的电荷量.
▼优质解答
答案和解析
(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=
=
=0.1A
电容器与电阻R3、R2并联,电压为
UC=I(R3+R2)=0.1A×(20Ω+10Ω)=3V
故带电量为Q=CU=300×10-6×3=9×10-4(C)
(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R4串联,而电阻R3与R2串联,两个支路再并联,两支路电流之比为:
=
=1
故通过两个支路的电量之比为:
=1
根据电荷守恒定律,有Q1+Q2=9×10-4(C)
解得:Q1=4.5×10-4 (C)
答:(1)电容器C所带电荷量为9×10-4(C);
(2)若开关从与触点1接触改为触点2接触,直到电流变为0时为止,则通过电阻R1的电荷量为4.5×10-4 (C).
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 |
6 |
10+10+20+20 |
电容器与电阻R3、R2并联,电压为
UC=I(R3+R2)=0.1A×(20Ω+10Ω)=3V
故带电量为Q=CU=300×10-6×3=9×10-4(C)
(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R4串联,而电阻R3与R2串联,两个支路再并联,两支路电流之比为:
I1 |
I2 |
R1+R4 |
R2+R3 |
故通过两个支路的电量之比为:
Q1 |
Q2 |
根据电荷守恒定律,有Q1+Q2=9×10-4(C)
解得:Q1=4.5×10-4 (C)
答:(1)电容器C所带电荷量为9×10-4(C);
(2)若开关从与触点1接触改为触点2接触,直到电流变为0时为止,则通过电阻R1的电荷量为4.5×10-4 (C).
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