含電容電路的經(jīng)典題型

1、最新可編輯 word 文檔含電容電路經(jīng)典題型1.在如圖 11-1 電路中，電鍵 $、S3、S4均閉合.C 是極板水平放置的平行板電容器，板 間懸浮著一油滴 P,斷開哪一個(gè)電鍵后 P 會向下運(yùn)動2.圖 11-2 所示，是一個(gè)由電池、電阻R 與平行板電容器組成的串聯(lián)電路.在增大電容器兩極板間距離的過程中A. 電阻 R 中沒有電流B. 電容器的電容變小C.電阻 R 中有從 a 流向 b 的電流D.電阻 R 中有從 b 流向 a 的電流案例探究例 1如圖 11-3 所示的電路中，4 個(gè)電阻的阻值均為 R, E 為直流電源，其內(nèi)阻可以不計(jì)，沒有標(biāo)明哪一極是正極.平行板電 容器兩極板間的距離為d.在平行極

2、板電容器的兩個(gè)平行極板之間有一個(gè)質(zhì)量為 m,電量為 q 的帶電小球.當(dāng)電鍵 K 閉合時(shí)，帶電小球靜止在兩極板間的中點(diǎn)0 上.現(xiàn)把電鍵打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個(gè)極板運(yùn)動，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時(shí)沒有機(jī)械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化.碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運(yùn)動到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個(gè)極板碰撞后所帶的電荷解題方法與技巧：由電路圖可以看出，因 Rt支路上無電流，電容器兩極板間電壓，無論K 是否閉合始終等于電阻 R3上的電壓 5,當(dāng) K 閉合時(shí)，設(shè)此兩極板間電壓為U,電源的電動勢為 E,由分壓關(guān)2系可得 U = U3= EA

3、SB.S2CSD.St圖 111圖 112丘4圖 11-3最新可編輯 word 文檔3小球處于靜止，由平衡條件得= mg最新可編輯 word 文檔當(dāng) K 斷開，由 Ri和 F3串聯(lián)可得電容兩極板間電壓U 為EU =23由得 U= U4U v U 表明 K 斷開后小球?qū)⑾蛳聵O板運(yùn)動，重力對小球做正功，電場力對小球做負(fù)功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關(guān)系因小球與下極板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失，設(shè)小球碰后電量變?yōu)?2q U mgd=0 mv聯(lián)立上述各式解得,7q=6q即小球與下極板碰后電荷符號未變，電量變?yōu)樵瓉淼?/6.例 2如圖 11-4 所示，電容器 G = 6 HQ =叮電阻 Ri=

4、6QR2= 3 0,當(dāng)電鍵 K 斷開時(shí)，A、B 兩點(diǎn)間的電壓 UAB=?當(dāng) K 閉合時(shí)， 電容器 C1的電量改變了多少（設(shè)電壓U= 18 V） ?解題方法與技巧：在電路中電容G、C2的作用是斷路，當(dāng)電鍵 K 斷開時(shí)，電路中無電流，B、C 等電勢，A、D 等電勢，因此 UAB=UDB=18 V , UAB= 4C=UDB=18 V, K 斷開時(shí)，電容器 G 帶電量為64Q1=GUAC=GUDC=6X10X18e1.08x10 C.當(dāng) K 閉合時(shí)，電路 尺、R,導(dǎo)通，電容器 G 兩端的電壓即電阻 R 兩端的電壓，由串聯(lián)的電 壓分配關(guān)系得：此時(shí)電容器 G 帶電量為：Q1=GUAC=7.2X105Cc

5、電容器 C1帶電量的變化量為：d Q1 Q1e.6x10 C所以 G 帶電量減少了 .6X1）5Cdmg - qU212=mvq ，由功能關(guān)系得UAC=R1UR1R2=12 V圖 11-4最新可編輯 word 文檔電容器是一個(gè)儲存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路有充電、放 電電流，一旦電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)， 電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大 （只考慮電容器 是理想不漏電的情況）的元件，電容電路可看作是斷路，簡化電路時(shí)可去掉它，簡化后若要最新可編輯 word 文檔板面水平放置的平行板電容器的兩極板M、N 相距 d=3 cm ,在兩板間的正中央有一帶電液滴,其電量 q=-2x10

6、7C,其質(zhì)量 m=4.5X10 kg ,取 g=10 m/s2，問求電容器所帶電量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷并求出電容器的兩端的電壓，其具體方法是：1.確定電容器和哪個(gè)電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓2.當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時(shí)，此電路兩端電壓即為電容器兩端電 壓.3.對于較復(fù)雜電路，需要將電容器兩端的電勢與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢比較后才能確定電容器兩端 的電壓.1如圖 11-5 所示的電路中，電源的電動勢恒定, 以A.增大 R1B.減小 RiC 增大 R2要想使燈泡變暗,D.減小 R22.一平行板電容器 C,極板是水平放置的，它

7、和三個(gè)可變電阻及電源聯(lián)接成如圖 11-6 所示的電路.今有一質(zhì)量為 m 的帶電油滴懸浮在 兩極板之間靜止不動.要使油滴上升，可采用的辦法是A.增大 R1B.增大R圖 11-6C 增大 F3D.減小 R23.如圖 11-7 所示，E= 10 V, R1= 4QR2= 6QC= 30g電池內(nèi)阻可忽略(1 )閉合開關(guān) K,求穩(wěn)定后通過 R 的電流;4.如圖 11-8 所示的電路，已知電池電動勢E= 90 V,內(nèi)阻r= 5QR1=10QR2=20Q可(2)然后將開關(guān) K 斷開，求這以后通過 R1的總電量圖 117圖 11 8圖 119最新可編輯 word 文檔(1)若液滴恰好能靜止平衡時(shí)，滑動變阻器R

8、 的滑動頭 C 正好在正中點(diǎn)，那么滑動變阻器的最大阻值 Rm是多大？最新可編輯 word 文檔(2)將滑動片 C 迅速滑到 A 端后，液滴將向哪個(gè)極板做什么運(yùn)動多大？5如圖 11-9 所示兩根相距為 L 的豎直金屬導(dǎo)軌 MN 和 PQ 的 上端接有一個(gè)電容為 C 的電容器，質(zhì)量為 m 的金屬棒 ab 可緊貼 豎直導(dǎo)軌無摩擦滑動，且滑動中ab 始終保持水平，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的磁場中，不計(jì)電阻，求最后通過C 的充電電流6圖 11-10 所示，金屬棒 ab 質(zhì)量 m=5 g,放在相距 L=1 m 的光滑金屬導(dǎo)軌 MN、PQ 上，磁 感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.5 T,方向豎直向上，電容器的電容C

9、=2F電源電動勢 E= 16 V,導(dǎo)軌距地面高度 h=0.8 m.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)先擲向1 后，再擲向 2,金屬棒被拋到水平距離 s=6.4 cm 的地面上，問電容器兩端的電壓還有多大？圖 11-10最新可編輯 word 文檔參考答案：難點(diǎn)磁場1.C 2.BC殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.AD 2.CD3.電容器穩(wěn)定后相當(dāng)于斷路，K斷開前電容器相當(dāng)于和 R2并聯(lián)，K 斷開前，電容器相當(dāng) 于直接接到電源上，K 斷開前后通過 Ri的電量即為前后兩狀態(tài)下電容器帶電量之差 電容器穩(wěn)定后相當(dāng)于斷路，則：(2)斷開 K 前，電容器相當(dāng)于和 R2并聯(lián)，電壓為I2艮，儲存的電量為 Qi= CliF2斷開 K 穩(wěn)定后，總電流為

10、零，電容器上電壓為E,儲存電量為 Q2= CE所以通過 Ri的電量為:Q=QQ1=C(EI1R2)=1.2X103C4.滑動變阻器 R 的滑動觸頭 C 正好在 AB 正中點(diǎn)時(shí)對液滴進(jìn)行受力分析知，重力G 與電場力Eq 平衡，從而求得電容器兩極電壓， 也就是 BC 間電壓，然后據(jù)閉合電路歐姆定律求得 從而求得 Rm.將滑片 C 迅速滑到 A 端后，由閉合電路歐姆定律可求得AB 間電壓，即電容器兩板間電壓90亠、 一UAB=UMN=X9 唧UMN=77 V 大于 C 在中央時(shí)電壓，對液滴分析受力知電場力大于90+15重力，所以向 M 板運(yùn)動，由動量定理便可求得速度所以UMN=皿嚴(yán)10q由題意知 U

11、MN=UBC=67.5 V(1)I總=ER1R210(4 6)A=1ARBC,(i)滑片 C 在 AB 中央時(shí)，對帶電液滴由平衡條件得UMNmg=q d2 10最新可編輯 word 文檔由歐姆定律得-Er +Ri+甩2=UBC最新可編輯 word 文檔90 90V= 77 (V) 67.5 V90 15所以液滴向 M 板運(yùn)動，設(shè)達(dá) M 板時(shí)速度為 v由動能定理得 qUMN mg -d= mv2所以 v=0.2 m/s22 25.經(jīng)分析知最終 ab 棒做勻加速下滑，設(shè)最終充電電流為的變化量分別為 AQ Zv 和 ZE貝 U 有 1= Q = C - = CBL = CBLa加AtAt由牛頓第二定律有 mg-BIL=mamgCBL22m B L C6.電容器充電后電量為 Q= CE 開關(guān)擲向位置 2 時(shí)，電容器通過 ab 放電，其放電電量為AQ, 則通過棒中電流為心 QI=- :t金屬棒受安培力 F= BIL= BL=QAt據(jù)動量定理 FA= mv-0由平拋運(yùn)動可知 v=s/ |空=s旦V g V2h5=1.