结构推理
如图所示,由电容为0.025的电容器和自感系数为10015H的线圈构成一振荡电路,若忽略线路中的电阻,充电后电容器所带电量的幅值为2.510-6C。试求:
(1) 充电时电容器两极板监督电位差随时间的变化率;
(2) 电路中电流随时间的变化率;
(3) 电场和磁场能量分别随时间的变化率。
【正确答案】解 在图示中,将开关K先后扳向位置2,1使电容器充、放电,便可在LC电路中产生电流的周期性变化。设电路中电荷随时间的变化规律为
则电路中的充、放电流为
由于在LC电路中,,所以回路的振荡频率
(1)由题意可知,
所以
代入电容公式,有
表明电容器两极板间的电压随时间作用周期性变化。
(2)已知电路中电荷变化规律,则有
(3)电容器储存的电场能量为
线圈储存的磁场能量为
【答案解析】