Question

如圖所示電路，K先接通a觸點(diǎn)，讓電容器充電后再接通b觸點(diǎn)．設(shè)這時(shí)可變電容器電容為C，線圈自感系數(shù)為L，

(1)經(jīng)過多長時(shí)間電容 C上電荷第一次釋放完？

(2)這段時(shí)間內(nèi)電流如何變化？兩端電壓如何變化？

(3)在振蕩過程中將電容C變小，與振蕩有關(guān)的物理量中哪些將隨之改變？哪些將保持變化？

 

Answer 1

見解析

【解析】(1)極板上電荷由最大到零需要周期時(shí)間，所以t＝＝.

(2)從能量角度看，電容器釋放電荷，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，待電荷釋放完畢時(shí)，磁場(chǎng)能達(dá)到最大，線圈兩端電壓與電容兩極板間電壓一致，由于放電，電容兩極板間電壓由最大值減至零，線圈兩端電壓也由最大值減為零．值得注意的是這段時(shí)間內(nèi)電流由零逐漸增大．當(dāng)線圈兩端電壓為零時(shí)，線圈中電流增至最大．千萬不要把振蕩電路看成直流電路，把電容器看成一個(gè)電源，把線圈看成一個(gè)電阻．這里電磁能沒有被消耗掉，而是不斷地相互轉(zhuǎn)化．在直流電路中，電阻上通過的電流和電阻兩端的電壓，變化步調(diào)一致，電壓大電流也大，電壓小電流也�。�在振蕩電路中，存在自感現(xiàn)象及線圈電阻為零的情況，電流和電壓變化步調(diào)不一致，所以才出現(xiàn)電壓為零時(shí)電流最大的現(xiàn)象．

(3)在振蕩過程中，當(dāng)電容C變小時(shí)，根據(jù)周期公式，周期T變小，頻率f增大．同時(shí)不論是增大電容極板間的距離d，還是減小正對(duì)面積S，電容C變小，外力都對(duì)電容做功，振蕩電路能量都增加，故電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能、磁感強(qiáng)度和振蕩電流的最大值都增加．極板上電荷最大值將不變，極板電壓最大值將增加．若減小正對(duì)面積S使電容C變小時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最大值增加．