Question

3．如圖所示，電源電動勢E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，電容器的電容C=40μF，電阻R₁=R₂=5Ω，R₃=4Ω．接通開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，求：
（1）理想電壓表V的讀數(shù)；
（2）電容器的帶電量．

Answer 1

分析 （1）理想電壓表對電路沒有影響，相當(dāng)于斷路，R₂上無電流通過，電路的結(jié)構(gòu)為：R₁、R₃串聯(lián)，電壓表測量R₃兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求解電壓表的示數(shù)．
（2）電容器的電壓等于電阻R₁兩端的電壓，由電容的定義式求解電量

解答 解：（1）電路穩(wěn)定后，電容器和電壓表所在支路可認(rèn)為是斷路，可得R₂上無電流通過，R₂兩端電勢相等，電壓表的讀數(shù)為R₃兩端的電壓，電容器兩端電壓為R₁兩端的電壓．
根據(jù)閉合電路歐姆定律，得電路的電流為
  I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{3}+r}$=$\frac{10}{4+5+1}$A=1A
電壓表的讀數(shù) U=IR₃=1×4V=4V
（2）電容器兩端電壓為 U_C=IR₁=1×5V=5V
電容器的帶電量為 Q_C=CU_C=40×10^-6×5C=2×10^-4C
答：
（1）理想電壓表V的讀數(shù)是4V；
（2）電容器的帶電量是2×10^-4C．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是抓住理想電壓表對電路沒有影響的特點(diǎn)，電壓表相當(dāng)于開關(guān)斷開．