19中国物理奥林匹克预赛第二题怎么做?
(1)电池内阻消耗的电能=电池消耗的能量减去电容器储存的能量。
很容易知道电容器中存储的电荷是EC。
因此,储存在电容器e1中的能量= 0.5e 2c。
电池消耗的总能量E0 = E 2C
因此,电池内阻消耗的电能是0.5E^2C
当K断开且相当于接通时的第一种状态(K与A相连)时,突然断开一段导线,然后接通一个电容。此时第一个电容还有电荷和电压(大小等于电动势)。因为断开的导线两端没有电压,连接一个电容后没有变化。所以这个过程中电池没有放电,所以供电为零。
(2)当k和b相连时,相当于两个电容串联,每个电容的电荷为0.5EC,则总储存电能E2 = 0.25 E^2C(每个储存电能为0.125 E^2C).此时流过电池的电荷为0.5EC,所以电池消耗0.5E^2C,所以在这个过程中电池内阻消耗0.25 E。
当k和a重新连接时,流过电池的功率必须是0.5EC,直到它稳定,所以电池提供的功率是0.5 E^2C.
其中一个可用的公式是:电容储存的电能为E = 0.5U 2C(其中U为电容两端的电压,C为电容,可自行推导)。
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