高考物理 双基突破(二)专题03 含电容器电路精讲-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题03 含电容器电路在直流电路中,当电容器充(放)电时,电路里有充(放)电电流。一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,电容器所处电路可看做是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器所带电荷量时,可接在相应的位置上。一、电容器在电路中的连接方式1串接:如图所示,R和C串接在电源两端,K闭合,电路稳定后,R相当于导线,C上的电压大小等于电源电动势大小。2并接:如图所示,R和C并接,C上电压永远等于R上的电压。3跨接:如图所示,K闭合,电路稳定后,两支路中有恒定电流,电容器两极板间电压等于跨接的两点间的电势差,即二、分析和计算含有
2、电容器的直流电路时,需注意以下几点:1电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。2处理方法:(1)电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,与电容器串联的电阻视为等势体。电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。(2)当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低电容器将通过与它连接的电路放电。3含电容器电路问题的解题思路分析和计算
3、含有电容器的直流电路时,关键是准确判断和求出电容器两端的电压,其具体方法是:第一步理清电路的串、并联关系。第二步确定电容器两极板间的电压。电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压。或当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压即为电容器两端电压。当电容器与电源直接相连,则电容器两极板间电压即等于电源电动势。在电容器充电和放电的过程中,欧姆定律等电路规律不适用,但对于充电或放电完毕的电路,电容器的存在与否不再影响原电路,电容器接在某一支路两端,可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U。第三步分析电容器所带的电荷量。针对某一状态,由电容器两端的电压U求电容器所
4、带的电荷量QCU,由电路规律分析两极板电势的高低,高电势板带正电,低电势板带负电。【题1】如图所示的电路中,电源的电动势E6 V,内阻r1 ,电阻R13 ,R26 ,电容器的电容C3.6 F,二极管D具有单向导电性,开始时,开关S1闭合,S2断开。(1)合上S2,待电路稳定以后,求电容器上电荷量变化了多少? (2)合上S2,待电路稳定以后再断开S1,求断开S1后流过R1的电荷量是多少?【答案】(1)减少了1.8106 C(2)9.6106 CU1I1R14.5 V合上开关S2后,电容器两端电压为U2,干路电流为I2,根据闭合电路欧姆定律有I22 AU2I24 V所以电容器上电荷量减少了,减少量
5、为Q(U1U2)C1.8106 C。(2)设合上S2后,电容器上的电荷量为Q,则QCU21.44105 C再断开S1后,通过R1和R2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比。故流过电阻R1的电荷量为Q1Q9.6106 C。 【题7】如图所示的电路中,U=10V,电阻R1=3、R2=2、R3=5、电容器的电容C1=4F、C2=1F、求:(1)当K闭合时间足够长时,C1和C2所带的电量各是多少?(2)然后把K打开,K打开后通过R2的电量是多少? 【答案】(1)16C 10C(2)26C【解析】(1)关键是计算电容器两端的电压。I=2A U2=IR2=4V ,Q2=10C U1=I(R1
6、+R2)=10V, Q1=16C。 (2)两个电容放电的电量都要经过R2,且最终两电容的带电量均为零,故通过R2的电量Q=26C。 3电压变化带来的电容器变化电路中电流、电压变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由QCU计算电容器上电荷量的变化量。【题8】(多选)如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则A电压表读数减小 B电流表读数减小C质点P将向下运动 DR3上消耗的功率逐渐增大【答案】AC【题9】如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,
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