题目内容
15.如图电路中,电源的电动势E=3V,内阻r=1Ω,电阻R1=2Ω,R2=R4=1Ω,R3=8Ω,R5=5Ω,电容器的电容C=100μF,求闭合电键K后,通过电阻R3的总电量.分析 闭合电键之前,${R}_{1}^{\;}$与${R}_{2}^{\;}$串联,${R}_{3}^{\;}$、${R}_{4}^{\;}$、${R}_{5}^{\;}$上没有电流流过,电容器的电压等于${R}_{2}^{\;}$ 的电压,根据欧姆定律求${R}_{2}^{\;}$,再求电容器的带电量;
闭合电键K后,${R}_{1}^{\;}$与${R}_{2}^{\;}$串联,${R}_{4}^{\;}$与${R}_{5}^{\;}$串联,两条支路并联,${R}_{3}^{\;}$上没有电流流过,根据欧姆定律求${R}_{1}^{\;}$和${R}_{4}^{\;}$的电压,电容器的等于${R}_{1}^{\;}$和${R}_{4}^{\;}$的电压之差,再求电容器的带电量,即可分析电容器电量的变化量,即为通过电阻${R}_{3}^{\;}$的总电量
解答 解:电键K断开时,电容器充电电压为电阻${R}_{2}^{\;}$两端的电压${U}_{2}^{\;}=\frac{E}{{R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+r}{R}_{2}^{\;}=0.75V$,
则充电电量${Q}_{1}^{\;}=C{U}_{2}^{\;}=7.5×1{0}_{\;}^{-5}C$且上正下负
K电键闭合后,电阻并联与电源内阻串联分压,
外电路的总电阻为:$R=\frac{({R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;})({R}_{4}^{\;}+{R}_{5}^{\;})}{{R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}+{R}_{4}^{\;}+{R}_{5}^{\;}}$=$\frac{(2+1)×(1+5)}{2+1+1+5}Ω=2Ω$
总电流为$I=\frac{E}{R+r}=\frac{3}{2+1}A=1A$
路端电压为:U=E-Ir=3-1×1=2V
${R}_{1}^{\;}$的电压为${U}_{1}^{\;}=\frac{{R}_{1}^{\;}}{{R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}}U=\frac{2}{2+1}×2V=\frac{4}{3}V$
${R}_{4}^{\;}$的电压${U}_{4}^{\;}=\frac{{R}_{4}^{\;}}{{R}_{4}^{\;}+{R}_{5}^{\;}}U=\frac{1}{1+5}×2V=\frac{1}{3}V$
电容器的电压等于${R}_{1}^{\;}$与${R}_{4}^{\;}$电压之差,为${U}_{C}^{'}={U}_{1}^{\;}-{U}_{2}^{\;}=1V$
则得电容器的带电量${Q}_{2}^{\;}=C{U}_{C}^{′}=1×1{0}_{\;}^{-4}C$
因为${U}_{1}^{\;}>{U}_{2}^{\;}$,外电路中顺着电流方向电势降低,可得电容器下极板的电势高,带正电,上极板的电势低,带负电
因此,闭合电键K后,通过电阻${R}_{3}^{\;}$的总电量$Q={Q}_{1}^{\;}+{Q}_{2}^{\;}=1.75×1{0}_{\;}^{-4}C$
答:闭合电键K后,通过电阻R3的总电量为$1.75×1{0}_{\;}^{-4}C$.
点评 本题是电路桥式电路,对于电容器,关键求电压,本题电路稳定时,电容器的电压等容器这一路同侧两个电阻的电压之差.
A. | 线框中产生的感应电流方向相同 | |
B. | 线框所受的安培力方向相反 | |
C. | 两过程所用的时间相等 | |
D. | 进入磁场的过程中线框产生的热量较少 |
A. | 波源起振方向向下 | |
B. | 甲图可能是t=6s时的波形 | |
C. | 甲图可能是t=7s时的波形 | |
D. | 当质点P到达波谷时,质点N经过平衡位置向下振动 |
A. | 黑体辐射的实验规律表明能量不是连续的,而是量子化的 | |
B. | 康普顿效应和光电效应表明了光具有粒子性,而电子的衍射表明实物粒子具有波动性 | |
C. | 光具有波粒二相性,但光表现出波动性时,就不具有粒子性,光表现出粒子性时,就不具有波动性 | |
D. | 光的衍射表明了光是一种概率波,同时也表明单个光子运动的不确定性 |
A. | 当ω=$\sqrt{\frac{3g}{4l}}$时,物块与转台间的摩擦力为零 | |
B. | 当ω=$\sqrt{\frac{g}{2l}}$时,细线中张力为零 | |
C. | 当ω=$\sqrt{\frac{g}{l}}$时,细线的张力为$\frac{mg}{3}$ | |
D. | 当ω=$\sqrt{\frac{4g}{3l}}$时,细绳的拉力大小为$\frac{4mg}{3}$ |
A. | 图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系 | |
B. | 图乙中曲线c表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系 | |
C. | θ可以是任意值 | |
D. | θ应为60° |
A. | 落地时动能相同的小球是A、B、C | |
B. | 落地时动量相同的小球是A、B、C | |
C. | 从离开塔顶到落地过程中,动能增量相同的小球只有A、B、C | |
D. | 从离开塔顶到落地过程中,动量增量相同的小球是B、D |