Question

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=7.5Ω，電容器的電容C=4μF．開(kāi)關(guān)S原來(lái)斷開(kāi)，現(xiàn)在合上開(kāi)關(guān)S到電路穩(wěn)定，試求：

(1)S斷開(kāi)時(shí)，R2兩端的電壓；

(2)S合上電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓；

(3)這一過(guò)程中通過(guò)電流表的電荷量和流過(guò)電流表的電流方向（回答向上或向下）．

Answer 1

【答案】(1)U2=3V (2)1.8V (3)1.92×10-5C,電流方向向上

【解析】

S斷開(kāi)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓就是R2的電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電壓；S合上電路穩(wěn)定后，R1與R2串聯(lián)后再與R3并聯(lián)，電容器的電壓就是R1的電壓，先根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律求出電容器的電壓；根據(jù)電容器電荷量的變化情況和極板帶電情況，求解通過(guò)電流表的電荷量，判斷流過(guò)電流表的電流方向。

（1）S斷開(kāi)，C相當(dāng)于斷路，R3中無(wú)電流，

R2兩端電壓：

電容器的帶電量Q=CU2=4μF×3V=1.2×10-5C，且上極板帶正電，下極板帶負(fù)電

（2）S合上電路穩(wěn)定后R1與R2串聯(lián)后再與R3并聯(lián)，C兩端電壓即R1兩端電壓， 外電路總電阻為：R外=(R1+R2)R3/(R1+R2+R3)＝ (2+3)×7.5/(2+3+7.5)=3Ω

電容器的電壓為：

電容器的帶電量 Q′=CU1=7.2×10-6C．且上極板帶負(fù)電，下極板帶正電
（3）這一過(guò)程中通過(guò)電流表的電荷量為△Q=Q+Q′=1.2×10-5C+7.2×10-6C=1.92×10-5C，流過(guò)電流表的電流方向向上。