恆定電流:閉合電路中的電容器電荷量變化問題

2020-12-03 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

如果喜歡本講解,敬請點讚或關注,謝謝!

相關焦點

  • 恆定電流 | 一題八問「電橋式」電路
    (先減小後增大,-0.8V,3.2V,320Ω) 問題3  將圖中電壓表換成電容為C=10μF、板距d=1cm的平行板電容器。R4=20Ω,其他條件不變,閉合電鍵後電容器兩端電壓多少?電容器上板帶何種電荷?電量多少?,若將電鍵S打開,那麼此後有多少電荷流過電阻R1?(2.4V,上板帶正電,1.2×10-5C)
  • 高中物理恆定電流《電源和電流》310201
    雷鳴電閃時,強大的電流使天空發出耀眼的閃光,但它只能存在於一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續發光。這是為什麼?2.作用:移送電荷,維持電源正、負極間有一定的電勢差,保持電路中有持續電流。二、恆定電場1.定義:由穩定分布的電荷所產生的穩定的電場。2.形成:當電路達到穩定時,導線中和電場是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。
  • 高三物理教案:《閉合電路歐姆定律》教學設計
    下列說法中正確的是 (  )  A.當S斷開時,UAC=9 V  B.當S閉合時,UAC=9 V  C.當S閉合時,UAB=7.5 V,UBC=0  D.當S斷開時,UAB=0,UBC=0  [知識梳理]  閉合電路歐姆定律  (1)內容:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成
  • 電容器系列3(競賽)
    電容器系列之三----充放電本文研究RC串聯電路的充放電過程一、放電
  • 電流的連續性方程和恆定電流條件
    . (10-6)恆定電流就是其電流場不隨時間變化的電流。電流場不隨時間變化,就要求電流場中的電荷分布也不隨時間變化,由分布不隨時間變化的電荷所激發的電場,稱為恆定電場。既然恆定電場中電荷分布不隨時間變化,電流連續性方程(10-5)必定具有下面的形式
  • 電磁感應中巧用動量定理求電荷量、時間、位移等——單杆模型之變力衝量微專題
    有種題型需將「電磁感應和動量定理」二者結合求解,還要用到幾個重要結論:       1、當電路中電流變化時,電流平均電流
  • [高中物理公式大全]恆定電流
    高中物理公式大總結11:恆定電流   十一、恆定電流   1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}   2.歐姆定律:I=U/R{
  • EDA365電子論壇:淺析LC諧振電路和LC振蕩電路
    實際分析過程中,如果注意到電場量(電場能、電荷量、電壓、電場強度)和磁場量(磁場能、電流強度、磁感應強度)的異步變化,電場量、磁場量各自的同步變化,充分利用包含電場能、磁場能在內的能量守恆,由能量變化輻射其他物理變化,就可快速地弄清各物理量的變化情況,判斷電路所處的狀態。
  • 小馬物理講義:交變電流第3節《電感和電容對交變電流的影響》
    自感線圈,當通過線圈內的電流發生變化時,自感線圈發生自感,產生感應電動勢,阻礙線圈內電流的變化。這個感應電動勢的大小也就是說,電流的瞬時變化率越大,電感器(或者自感線圈)的自感係數越大,它產生的阻礙電流變化的感應電動勢越大。2.關於電容器,電容器的工作原理——充電和放電。電容器我們說就是儲存電荷的一種儀器。最常見的就是平行板電容器。
  • 採用簡單的穩壓電路為高邊電流監測器提供恆定電壓
    MAX4007高邊電流監測器的典型應用電路  由於光電二極體伏安特性中的陡峭斜率,光電二極體微小的電壓變化就會導致較大的電流變化,從而改變了光纖應用電路的總增益。光電二極體的電壓降隨溫度和電流變化。MAX4007器件的壓降(VBIAS - VREF)典型值為0.8V,最大值為1.1V。 圖2所示為基準電壓隨REF電流I REF的變化關係。
  • 一次電流和二次電流的定義及計算
    導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了 電流。  電源的電動勢形成了電壓,繼而產生了電場力,在電場力的作用下,處於電微安(μA)1A=1 000mA=1 000 000μA,電學上規定:正電荷定向流動的方向為電流方向。金屬導體中電流微觀表達式I=nesv,n為單位體積內自由電子數,e為電子的電荷量,s為導體橫截面積,v為電荷速度。
  • 電容器的作用、原理及計算公式
    作為電子設備中使用比較廣泛的電子元件之一,電容器廣泛應用於電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調諧迴路,發揮著舉足輕重的作用。電容器簡稱為電容,顧名思義是一種「容納電荷的器件」,用字母C表示。那麼電容器有哪些作用呢?
  • 電流型PWM 控制器在24V電源中的應用
    系統工作過程如下:假定輸入電壓下降,整流後的直流電壓下降,經電感延遲使輸出電壓下降,經誤差放大器延遲,Vea上升,佔空比變化,從而維持輸出電壓不變,在電流環中電感的峰值電流也隨輸入電壓下降,電感電流的斜率di/dt 下降, 導致斜坡電壓推遲到達Vea ,使PWM佔空比加大,起到調整輸出電壓的作用。
  • 電容器在電路中起什麼作用?給你一份詳細的說明,不清楚不妨來看看
    電容器簡稱電容,是一種儲能元件,有時也稱無功器件,它是由兩個相互靠近的金屬電極,中間夾一層絕緣介質構成的。在電容器的兩個電極加上電壓時,電容器就能儲存電能。電容不僅應用於電力系統中,進行改變系統的無功損耗,而且在電子電路中使用量也非常大,僅次於電阻,是電子電路中非常重要的元器件之一,在電子電路中,電容器的作用將不同於在電力系統中的作用。
  • 串、並聯電路中的電流、電壓、電阻關係
    串、並聯電路中的電流、電壓、電阻關係【失分盲點】(1)並聯電路中,支路越多,不是總電阻越大,而是總電阻越小,比阻值最小的電阻還要小。(2)在電路中電壓U不變時,支路越多,則幹路電流越大,可以從兩方面來理解:一是根據I=U/R,總電阻R小,則電流越大;二是由於總電壓不變,各支路電流大小互不影響,故支路越多,幹路電流越大。【示範題1】如圖甲是燈泡L和電阻R的I -U關係圖像。
  • 【每周三題】高二【120】電磁感應中動生電動勢問題
    本次我們來討論電磁感應中動生電動勢的問題。式中各量恆定,則感應電流不變,故B錯誤,C正確,D錯誤。故本題選AC。本題是動生電動勢與電路問題相結合的問題。(1)當ab杆剛好具有初速度v0時,求此時ab杆兩端的電壓U;a、b兩端哪端電勢高;(2)請在圖2中定性畫出通過電阻R的電流i隨時間t變化規律的圖象;(3)若將M和P之間的電阻R改為接一電容為C的電容器
  • 電磁感應基礎:交變電流、正弦交變電流
    這裡需要注意的問題就是,正弦交流電的圖像也並非一定是正弦曲線,餘弦曲線反映的也是正弦交流電的變化規律。其實,正弦曲線和餘弦曲線只是坐標原點選取的不同而已。,線圈中就會產生正(餘)弦交變電流。式中Em是電動勢的最大值,對於單匝矩形線圈來說Em=2Blv=BSω;對於n匝面積為S的線圈來說Em=nBSω。2.電路中某段電壓瞬時值表達式為:u=Umsinωt。式中Um=ImR′,R′是該段電路的電阻。3.線圈感應電流瞬時值表達式為:i=Imsinωt。
  • 電容器的基本特性與十大電容優缺點揭秘
    2、鉭電解電容器(CA) 優點:漏電流極小,貯存性良好,壽命長,容量誤差小,而且體積小。穩定性好,容量大,高頻特性好。 缺點:造價高,單位體 積下能得到最大的電容電壓乘積對脈動電流的耐受能力差,若損壞易呈短路狀態超小型高可靠機件中。 應用:在要求高的電路中代替鋁電解電容。
  • 高三物理公式:恆定電流公式總結
    高三物理公式:恆定電流公式總結 2012-10-09 17:55 來源:新東方網整理 作者: