Question

（2006?泰州模拟）如图所示，电源电动势E=12V，内阻不计，各个电阻的阻值分别为 R1=10Ω，R2=5Ω，R3=R4=

（2006?泰州模拟）如图所示，电源电动势E=12V，内阻不计，各个电阻的阻值分别为 R1=10Ω，R2=5Ω，R3=R4=R5=15Ω．电键S1和S2均断开，电容器电容C=2μF，且未带电．（1）如果只将S1闭合，求通过电阻R5的电荷量．（2）S1闭合足够长的时间后，再将S2闭合，求S2闭合后通过电阻R5的电荷量．

Answer 1

（1）只将S₁闭合，电路稳定时，电容器相当于开路，电阻R₃和R₄串联，则
R₃两端的电压为U₃=

R3

R3+R4

E=

1

2

×12V=6V
电容器的电压等于R₃的电压，故电容器的带电量为Q=CU_C=CU₃=2×10^-6×6C=1.2×10^-5C
（2）再将S₂闭合后，电路稳定后，R₁、R₂串联，R₃、R₄串联，两条支路再并联，并联电压等于电源的电动势．
根据欧姆定律得：R₂两端的电压为U₂=

R2

R1+R2

E=

5

5+10

×12V=4V，R₄两端的电压为U₄=

R4

R3+R4

E=6V
故电容器两端电压U_C′=U₄-U₂=2V，电量为Q′=CU_C′=4×10^-6C
开关S₂闭合前，电容器上板带正电，下板带负电；
再将S₂闭合后，由于U₄＞U₂，下板电势高于上板电势，则电容器上板带负电，下板带正电．
故S₂闭合后通过电阻R₅的电荷量为Q₅=Q+Q′=1.6×10^-5C．
答：
（1）通过电阻R₅的电荷量为1.2×10^-5C．
（2）S₂闭合后通过电阻R₅的电荷量为1.6×10^-5C．