如图所示,已知R1=30Ω,R2=15Ω,R3=20Ω,AB间电压U=6V,A端为正C=2μF,为使电容器带电量达到Q=2×10-6C,应将R4的阻值调节到多大?

问题描述:

如图所示,已知R1=30Ω,R2=15Ω,R3=20Ω,AB间电压U=6V,A端为正C=2μF,为使电容器带电量达到Q=2×10-6C,应将R4的阻值调节到多大?

由C=

Q
U
得电容器两端的电压为UC=
Q
C
=
2×10-6
2×10-6
V=1V
电阻R2的电压为U2=
R2
R1+R2
U
=2V
当电容器上板带正电时,R4电压为U4=U2-UC=1V,U3=5V,则有
   
R3
R4
=
U3
U4

代入解得,R4=4Ω
当电容器下板带正电时,R4电压为U4=U2+UC=3V,U3=3V则有
R3
R4
=
U3
U4

代入解得,R4=20Ω
答:应将R4的阻值调节到20Ω或4Ω.
答案解析:电容在电路稳定时可看作开路,故由图可知,R1、R2串联、R3、R4串联,两个支路并联.由C=
Q
U
求出电容器的电压,由欧姆定律求出电阻R2的电压,电容器的电压等于电阻R2和R4电压之差,即可求得R4电压,再由欧姆定律求出R4的阻值.解题时要注意电容器极板所带电荷的正负,分两种情况讨论.
考试点:闭合电路的欧姆定律;电容.

知识点:本题是含有电容器的电路,关键是求解电容器的电压,根据电容器的电压等于电容器同侧两个电阻电压之差进行求解.