Question

一电路如图所示，电阻R＝10kΩ，电源为电压U连续可调的直流电压．开始研究时，开关S断开，电源电压为20V，电容按图中极性，充有8V电压．问：如果接通S的同时，使电源电压按4V/s的速率增加，而流过电阻R的电流保持不变，求电容器C的电容量．

Answer 1

答案：
解析：

[解题过程] 接通S时，加在电阻R上的电压为12V，故通过电阻R的电流I为 I＝＝1.2×A． 　　依题意，该电流保持不变，故t秒后，电容器上电量为 　　此时电容器上电压为 　　电阻R上电压为 　　为使电阻上电流I保持不变，应保持等于初始的12V，故得： 　　　　　　　　  4－1.2×/C＝0，即 　　[思路点拨] 本题由于电源电压不断增加，故对电容器C的充电将持续进行，故电路中就可持续一个充电电流．只要电容器的电容值和电源电压的增长速率满足某种关系，就可保持充电电流保持不变．我们正是把该电流恒定不变(等于开始充电时的电流)作为求解的突破口． 　　[小结] 通过此题应对电容器在直流电路中的作用有明确认识．在直流电路中串进电容器，就会使电路断路，电路电流为零．但是在接通电流，电源对电容器充电的短暂过程中，电路中还是有电流的，这就是充电电流．因此所谓电容器有隔直作用，是指对充电完成后的“稳恒状态”而言．而本题由于电源电压不断增加，故对电容器C的充电可持续．