專題：含有電容器的直流電路分析

1、專題：含有電容器的直流電路分析電容器是一個儲存電能的元件。在直流電路中，當(dāng)電容器充放電時，電路里有充放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件，在電容器處電路看做是斷路，簡化電路時可去掉它。簡化后若要求電容器所帶電荷量時，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上。解決含電容器的直流電路問題的一般方法：(1)通過初末兩個穩(wěn)定的狀態(tài)來了解中間不穩(wěn)定的變化過程只有當(dāng)電容器充、放電時，電容器支路中才會有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時，電容 器對 電路的作用是斷路。(3)電路穩(wěn)定時，與電容器串聯(lián)的電阻為等勢體，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。在計(jì)算電容器的帶電荷

2、量變化時，如果變化前后極板帶電的電性相同，那么 通過 所連導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之差；如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和。典例1 (2013寧波模擬)如圖1所示，Ri、R2、R3、R4均為可變電阻，Ci、C2均為 電容器，電源的電動勢為 E,內(nèi)阻r工0。若改變四個電阻中的一個阻值，則 ()圖1A .減小R1, G、C2所帶的電量都增加B .增大R2, C1、C2所帶的電量都增加C.增大R3, C1、C2所帶的電量都增加D.減小R4, C1、C2所帶的電量都增加解析R1上沒有電流流過，R1是等勢體，故減小 R1, C1兩端電壓不變，

3、C2兩 端 電壓不變，G、C2所帶的電量都不變，選項(xiàng) A錯誤；增大R2, C1、C2兩端電壓都 增 大，G、C2所帶的電量都增加，選項(xiàng) B正確；增大R3, G兩端電壓減小，C2兩端 電壓增 大，C1所帶的電量減小，C2所帶的電量增加，選項(xiàng) C錯誤；減小R4, C1、C2兩端電壓都增大， G、 C2 所帶的電量都增加，選項(xiàng) D 正確。答案 BD典例 2 （ 2012 江西省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考） 如圖 2 所示電路中， 4 個電阻阻值均為 R,電鍵 S 閉合時，有質(zhì)量為 m 、帶電量為 q 的小球靜止于水平放置的平行板電容器的 正中間?，F(xiàn)斷開電鍵S, 則下列說法正確的是（）圖2A . 小球帶負(fù)電B .

4、斷開電鍵后電容器的帶電量減小C. 斷開電鍵后帶電小球向下運(yùn)動D. 斷開電鍵后帶電小球向上運(yùn)動解析：選 ABC 帶電量為 q 的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間， 說明所受電場力向上，小球帶負(fù)電，選項(xiàng) A 正確；斷開電鍵后電容器兩端電壓減小， 電容器的帶電量減小，帶電小球所受電場力減小，帶電小球向下運(yùn)動，選項(xiàng) C 正確 D 錯誤。針對訓(xùn)練 .1如圖3所示的電路中，Ri是定值電阻，R2是光敏電阻，電源的內(nèi)阻不能忽略。閉合開關(guān) S, 當(dāng)光敏電阻上的光照強(qiáng)度增大時，下列說法中正確的是（）圖3A .通過R2的電流減小B. 電源的路端電壓減小C. 電容器 C 所帶的電荷量增加D. 電源的效率增大2

5、 .（多選）電源、開關(guān)S、定值電阻Ri、光敏電阻R2和電容器連接成如圖4所 示的電路，電容器的兩平行板水平放置。當(dāng)開關(guān) S 閉合，并且無光照射光敏電阻R2 時，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的 M 點(diǎn)。當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R2 時，光敏電阻的阻值變小，則 （D. 電容器兩極板間電壓變大B . 液滴向上運(yùn)動A . 液滴向下運(yùn)動3 . 如圖 5 所示的電路，閉合開關(guān) S, 滑動變阻器滑片 P 向左移動，下列結(jié)論正確的是 （）A.電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B .小電泡L變亮C.電容器C上電荷量減小D.電源的總功率變大4 .如圖6所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn) P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表

6、對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器 R4的滑片向b端移動時，則（）A.電壓表讀數(shù)減小B.電流表讀數(shù)減小C.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動D. R3上消耗的功率逐漸增大1如圖所示，E= 10V,r= 1 Q ,Ri= R3= 5 Q ,R2= 4 Q, C = 100 F。當(dāng)S斷開時，電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：（1）S閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向；R §44（2）s閉合后流過R3的總電荷量、!_UnR2.如圖 2-7-26 所示，E= 10V, r =1Q, R1= R3 =4 n?=5 Q ,子C-Q, C= 100 a F當(dāng)S斷開時，電容器中帶電粒靜止恰好處于狀態(tài).求：圖 2-7-26

7、（1） S閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向；（2） S閉合后流過R3的總電荷量.3. 如圖7-2- 18所示電路中，開關(guān)S閉合一段時間后，下列說法中正確的是 （）圖 7-2- 18A .將滑片N向右滑動時，電容器放電B .將滑片N向右滑動時，電容器繼續(xù)充電C.將滑片M向上滑動時，電容器放電D .將滑片M向上滑動時，電容器繼續(xù)充電4. （2010高考安徽卷）如圖7-2-21所示，M、N是平行板電容器的兩個極板， Ro為定值 電阻，Ri、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為 m、帶正電的小球懸于電容 器內(nèi)部.閉 合電鍵S,小球靜止時受到懸線的拉力為 F.調(diào)節(jié)R1、R2,關(guān)于F的大小 判斷正確的是（

8、圖 7-2-21A .保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變大 B .保持Ri不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變小 C.保持R2不變，緩慢增大Ri時，F(xiàn)將變大D .保持R2不變，緩慢增大Ri時，F(xiàn)將變小5. 如圖7-2-22所示，電源電動勢為 E,內(nèi)阻為r,平行板電容器兩金屬板水平放置，開關(guān)S是閉合的，兩板間一質(zhì)量為 m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，G為靈敏電流計(jì).則以下說法正確的是 （）圖 7-2-22A.在將滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，油滴向上加速運(yùn)動，G中有從b到a的電流B.在將滑動變阻器滑片P向下移動的過程中，油滴向下加速運(yùn)動，G中有從b到a的電流C.在將滑動變阻器滑片P向上移動的

9、過程中，油滴仍然靜止，G中有從a到b的電 流D .在將S斷開后，油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G中無電流通過6?如圖所示，電源電動勢為 E,內(nèi)電阻為r,平行板電容器兩金屬板水平放置，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，G為靈敏電流計(jì)？以下說法正確的是（）A?若滑動變阻器滑動觸頭向上移動，則油滴仍然靜止,b的電流中有bA a的中有bA a的E = 6V,內(nèi)阻r = 1Q,電阻RiB ?若滑動變阻器滑動觸頭向下移動，則油滴向下加速運(yùn)動 電流C ?若滑動變阻器滑動觸頭向上移動，則油滴向上加速運(yùn)動 電流D?若將S斷開，則油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G中無電流如圖所示的電路中，電源電動勢7.=6 Q> R2= 5 Q>定時通過R2的電下列說法中R3= 3Q,電容器的電容 C= 2X 10-5F,若將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn) 流為I ;斷開開關(guān)S后，通過Ri的電荷量為q.則（）A . I = 0.75