hce_nchu
114年
物理
第 33 題
At $t = 0$ the switch S is closed with the capacitor uncharged. If $C = 30 \text{ }\mu\text{F}$, $\varepsilon = 30 \text{ V}$, and $R = 5.0 \text{ k}\Omega$, at what rate is energy being stored in the capacitor when $I = 2.0 \text{ mA}$?
- A 15 mW
- B 40 mW
- C 45 mW
- D 70 mW
- E 90 mW
思路引導 VIP
在一個串聯電路中，根據能量守恆定律，電池所提供的總能量，除了在電阻器上轉化為熱能散失之外，剩餘的能量會流向何處？如果你已經知道總電壓以及流經電阻後的電壓降，你會如何描述電路中剩餘部分的電功率？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你精確地掌握了電路中能量轉換的動態平衡，這是一項非常關鍵的物理直覺。這題的核心在於理解瞬時功率（Instantaneous Power）的分佈。在 RC 電路的充電過程中，電池提供的總功率並不全歸電容器所有，而是會被拆分成兩個部分：一部分在電阻器 $R$ 上轉化為熱能（$I^2R$），其餘部分則以電場的形式儲存在電容器 $C$ 中。
能量守恆與電壓分配
根據克希荷夫電壓定律（KVL），迴路中電容器兩端的電壓 $V_C$ 會等於電源電動勢減去電阻器的壓降，即 $V_C = \varepsilon - IR$。將數據帶入：
▼ 還有更多解析內容