Question

如圖所示電路，K先接通a觸點，讓電容器充電后再接通b觸點．設這時可變電容器電容為C，線圈自感系數為L，

(1)經過多長時間電容 C上電荷第一次釋放完？
(2)這段時間內電流如何變化？兩端電壓如何變化？
(3)在振蕩過程中將電容C變小，與振蕩有關的物理量中哪些將隨之改變？哪些將保持變化？

Answer 1

見解析

(1)極板上電荷由最大到零需要周期時間，所以t＝＝.
(2)從能量角度看，電容器釋放電荷，電場能轉變為磁場能，待電荷釋放完畢時，磁場能達到最大，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間內電流由零逐漸增大．當線圈兩端電壓為零時，線圈中電流增至最大．千萬不要把振蕩電路看成直流電路，把電容器看成一個電源，把線圈看成一個電阻．這里電磁能沒有被消耗掉，而是不斷地相互轉化．在直流電路中，電阻上通過的電流和電阻兩端的電壓，變化步調一致，電壓大電流也大，電壓小電流也小．在振蕩電路中，存在自感現象及線圈電阻為零的情況，電流和電壓變化步調不一致，所以才出現電壓為零時電流最大的現象．
(3)在振蕩過程中，當電容C變小時，根據周期公式，周期T變小，頻率f增大．同時不論是增大電容極板間的距離d，還是減小正對面積S，電容C變小，外力都對電容做功，振蕩電路能量都增加，故電場能、磁場能、磁感強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．若減小正對面積S使電容C變小時，電場強度最大值增加．