1.

 

RC 直流電充電電路的時間常數 (time constant) 是 RC,它大概就是充電過程的時間。試用基礎的電學公式去解釋它為甚麼是如此?

 

2.

 

電容內的兩邊金屬在中間是分隔的,即是像一個開關(switch)常常保持『開』的狀態,為何會出現電流(雖然是短暫)?

 

3.

 

 

在將一電容以一恆穩電流去充電 (charge a capacitor by a constant constant)時,我們是不斷將電路的電阻值調低,以減慢電流的下跌 (完全沒有下跌,即是恆穩電流了)。但另一方面,我們也知道充電電路的 time constant 是 RC,R 越小,電流越跌得快。 電流究竟是跌得快,或是跌得慢?請分析。

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

以下是大家熟悉的 RC 充電電路

 

稍特別的是電路用了一部傳統的動圈毫安計觀察電流的變化。

根據理論,電路的電流初始值是 6V/10kW = 0.6 mA,然後以 exp(-t/RC)的形式下跌。

但事實上,毫安計的指針是會從一個遠低於 0.6mA 的值下跌至零的。請解釋。

 

5.

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

 

此問題修改自 1993 November/December QUANTUM P.27 "How do you figure?"

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

用一電池接駁一電線,電線出現電流。事情是這樣的,電池先在導內建立一電場 E (electric field),導線內的自由電子受電場作用而產生力(F = qE),力產生加速,電子加速一段路程後,就把獲得的動能經碰撞傳遞給固定位置的離子。如是者,電子用一個很慢的漂移速度(drift velocity 循導線流動過去 (漂移速度約是 mm/s 或更小),這就是電流。

一個平行板的電容充了電,一面帶正電荷、另一面帶負電荷。我們知道這塊平行板之間近中間位置有一均勻電場,近邊緣的電場不那麼均勻 (edge effect)。無論如何,在平行板外,在很遠離板邊緣的地方是沒有電場的 (尤其當兩板的距離很小)。

我們亦知道,用一根電線把一個這樣的電容接上(如上圖所示),電流在電線出現。

似乎電線的位置不存在電場(可假設燈泡放在離電容很遠的地方),但又可出現電流,這是甚麼一回事?

8.

 

 

 

 

 

 

 

圖中每個電容均為 C。求 A 與 B 之間的等效電容。

(本問題出自 2005 March The Physics Teacher "Physics Challenges for Teachers and Students")