恆定電流:閉合電路中的電容器電荷量變化問題

2020-12-12 跟著奇奇學物理

開關S斷開時,電流從電源正極經R1、R2流入電源負極,穩定後,與電容器連接電阻R、R3中無電流,不分壓,可視為導線,電容器與R2並聯,兩端電勢差等於R2兩端電勢差。同理開關閉合後,電容器與R1並聯,等效電路圖如下圖所示。注意電容器正負極板發生變化。

依據題意可分別求出開關斷開和閉合後的電容器電勢差,依據△Q=C·△U可得到電容器電荷量的變化,此處需注意若設前者電勢差Uab為正,則後者Uab則為負(反之亦可)。電容器變化的電荷均需通過R,所以流過R的電荷量即為電容器上變化的電荷量,問題得解。(或因為電容器放電和反向充電的電荷均需通過R,所以流經R的電荷量為兩者之和)。詳細解析如下圖

本題難點在於:

1、認清電路中的串並聯關係

2、理解電容器充放電完成後視為斷路,與之串聯的電阻可視為導線

3、開關斷開與閉合後,電容器的極板正負極發生改變

4、在電容C不變的前提下,有△Q=C·△U也成立,但需注意電勢差Uab的正負

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