题目内容
【题目】能量守恒是自然界基本规律,能量转化通过做功实现。研究发现,电容器存储的能最表达式为
=
,其中U为电容器两极板间的电势差.C为电容器的电容。现将一电容器、电源和某定值电阻按照如图所示电路进行连接。已知电源电动势为
,电容器电容为
,定值电阻阻值为R,其他电阻均不计,电容器原来不带电。现将开关S闭合,一段时间后,电路达到稳定状态。求:在闭合开关到电路稳定的过程中,该电路因电磁辐射、电流的热效应等原因而损失的能量。
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【答案】![]()
【解析】
根据电容定义,有C=
,其中Q为电容器储存的电荷量,得:Q=CU
根据题意,电容器储存能量:EC=
CU2
利用电动势为E0的电源给电容器充电,电容器两极间电压最终为E0,
所以电容器最终储存的能量为:E充=
,
则电容器最终储存的电荷量为:Q=CE0,
整个过程中消耗消耗能量为:E放=W电源=E0It=E0Q=C![]()
根据能量守恒得:E损=E放-E充=C
-
=![]()
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