例2 如图2所示,已知路端电压U=18 V,电容器C1=6 μF、C2=3 μF,电阻R1=6 Ω、R2=3 Ω.当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?
图2
答案 18 V 减少了3.6×10-5 C
解析 在电路中电容器C1、C2相当于断路.当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=U=18 V.
当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手.
当S断开时,UAC=18 V,电容器C1带电荷量为Q1=C1UAC=6×10-6×18 C=1.08×10-4 C.
当S闭合时,电路R1、R2导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得
UAC′=U=×18 V=12 V
此时电容器C1的带电荷量为
Q′=C1UAC′=6×10-6×12 C=7.2×10-5 C
电容器C1带电荷量的变化量为
ΔQ=Q′-Q1=-3.6×10-5 C
负号表示减少,即C1的带电荷量减少了3.6×10-5 C.
三、电路故障的分析
电路故障的分析方法
(1)仪器检测法
①用电压表对断路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电