EJU 2024 年度 物理 第 14 题

考点
电容器
领域
电磁学
难度
困难
标准答案
②

解析摘要

标准解析

分两次稳态追踪电荷

关键是不要把两次闭合开关看成同一个电路。每次都先等到足够长时间,电路达到静电平衡后再判断电容器的连接方式。

  1. 闭合 S1S_1 时求初始电荷

    此时 S2S_2 仍断开,C1C_1 与 C2C_2 串联在 6.0 V6.0\ \mathrm{V} 电池两端。经过足够长时间,电阻中电流为零,电阻两端电压为零,因此不影响串联电容的稳态关系。串联等效电容为

    Cs=C1C2C1+C2=2.0×4.02.0+4.0=43 μFC_{\mathrm{s}}=\frac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\frac{2.0\times4.0}{2.0+4.0}=\frac{4}{3}\ \mu\mathrm{F}

    。

    故串联的两个电容器所带电荷量大小均为 Q=CsV=43×6.0=8.0 μCQ=C_{\mathrm{s}}V=\frac{4}{3}\times6.0=8.0\ \mu\mathrm{C}。

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