题目内容
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).
(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).
(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、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:
=
=
=
故通过两个支路的电流之比为:
=
根据电荷守恒定律,有
Q1+Q2=Q=1.2×10-3C
故
Q1=
Q=8×10-4C
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.
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 |
| 6V |
| (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=
| 2 |
| 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.
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