Question

如圖所示，兩電源的電動勢E1=E2=3 V，內(nèi)阻r1=r2=1 Ω,R1=2 Ω,R2=4 Ω,C=10 μF,試問：

（1）當S1斷開、S2接通時，電容器兩端帶電荷量為多大？

（2）現(xiàn)斷開S2，再接通S1，從S2斷開時起到電容器兩端電壓穩(wěn)定時止，通過R2的電荷量為多大？

Answer 1

（1）4×10-6 C  (2)2.8×10-5 C

解析:

（1）當S2接通、S1斷開時，兩電源分別與R1和R2構(gòu)成獨立的閉合回路.

對于電源E1與R1構(gòu)成的回路：

I1==1 A

Uab==I1R1=2 V

對于電源E2與R2構(gòu)成的回路：

I2==0.6 A

Udb==I2R2=2.4 V

Uab=2 V,Ubd=2.4 V,可得

φd＞φa,且φd-φa=0.4 V

則QC=CUC=4×10-6 C，且下極板帶正電.

（2）當斷開S2、閉合S1后，則兩個回路都發(fā)生了變化：E2和R2之間被斷開，R2上沒有電流通過，成為“無效電阻”，于是可看作一般導線；而另一回路也變成了由E1和E2并聯(lián)再向R1供電的電路.

故有：I1′=E1/(R1+)=1.2 A

UC′=Uad′=I1′R1=2.4 V.

因此Q′=CUC′=2.4×10-5 C，且上極板帶正電，考慮到電容器極板電性的變化，ΔQ=Q+Q′=2.8×10-5 C.即通過R2上的電荷量為2.8×10-5 C