我們看下圖:
圖1中,我們設想系統已經處於穩定狀態,此時電容兩端的電壓U=E,並且A點為正,B點為負。由於 ,所以流過電阻R的電流等於零。
現在,我們把物體P抽出,由於電容的介質由P變成空氣,電容容量C的值變小。
我們知道,電容容量C的表示式為: ,這裡的Q是電量,U是電容兩端的電壓。
我們設原先的電容容量是C1,P抽出後的電容容量是C2,並且 。
注意:介質P移動時,電容的電量Q不變。也即:
因為 ,所以有: 。
因為U2>E,所以電容會經由電阻R放電,放電終了的電壓是E。由此可見,題主的答案C(M點的電勢比N點的電勢高)是對的。
放電的表示式為: ,其中
多說幾句。
我們來看下圖:
圖3中的1圖,是系統首次充電的情況。我們看到,當把電源開關K閉合後,電流方向從右向左,即電池正極對電容的A極板充電。
圖3的2圖,充電完成,充電電流降至零,電容電壓為Uc。
圖3的3圖,我們把介質P抽出,電容電壓U增高,電流方向從左往右。
需要注意的是,此時電容等效於一個電源,而且它的電壓高於電池電動勢E。
圖3的4圖,介質P已經完全抽出,電容上的電壓U達到最大值U2,電流方向從左向右。
===============
給題主提個問題:
為何原題中說介質P必須向左均勻地移出?如果非均勻移出,或者瞬間移出,甚至推進推出,答案又會變成什麼樣?
我們看下圖:
圖1中,我們設想系統已經處於穩定狀態,此時電容兩端的電壓U=E,並且A點為正,B點為負。由於 ,所以流過電阻R的電流等於零。
現在,我們把物體P抽出,由於電容的介質由P變成空氣,電容容量C的值變小。
我們知道,電容容量C的表示式為: ,這裡的Q是電量,U是電容兩端的電壓。
我們設原先的電容容量是C1,P抽出後的電容容量是C2,並且 。
注意:介質P移動時,電容的電量Q不變。也即:
因為 ,所以有: 。
我們看下圖:
因為U2>E,所以電容會經由電阻R放電,放電終了的電壓是E。由此可見,題主的答案C(M點的電勢比N點的電勢高)是對的。
放電的表示式為: ,其中
多說幾句。
我們來看下圖:
圖3中的1圖,是系統首次充電的情況。我們看到,當把電源開關K閉合後,電流方向從右向左,即電池正極對電容的A極板充電。
圖3的2圖,充電完成,充電電流降至零,電容電壓為Uc。
圖3的3圖,我們把介質P抽出,電容電壓U增高,電流方向從左往右。
需要注意的是,此時電容等效於一個電源,而且它的電壓高於電池電動勢E。
圖3的4圖,介質P已經完全抽出,電容上的電壓U達到最大值U2,電流方向從左向右。
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給題主提個問題:
為何原題中說介質P必須向左均勻地移出?如果非均勻移出,或者瞬間移出,甚至推進推出,答案又會變成什麼樣?