專題講座五：含有電容器的直流電路分析

1、含有電容器的直流電路分析電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件。在直流電路中，當(dāng)電容器充放電時(shí)，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(gè)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(shí)可去掉它。簡化后若要求電容器所帶電荷量時(shí)，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(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)來了解中間不穩(wěn)定的變化過程。(2) 只有當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電容器支路中才會(huì)有電流，當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電容器對(duì)電路的作用是斷路。(3) 電路穩(wěn)定時(shí)，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。(4) 在計(jì)算電

2、容器的帶電荷量變化時(shí)，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、Rs、R4均為可變電阻，Ci、C2均為電 容器，電源的電動(dòng)勢為 E,內(nèi)阻r乒0。若改變四個(gè)電阻中的一個(gè)阻值，貝U ()111GrhRi %圖1A. 減小R, C、C2所帶的電量都增加B. 增大R2, C、C2所帶的電量都增加C. 增大Rs, C、C2所帶的電量都增加D. 減小R4, C、C2所帶的電量都增加解析R1上沒有電流流過，R是等勢體，故減小

3、R，C兩端電壓不變，C2兩端電壓 不 變，G、C2所帶的電量都不變，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；增大R2, C、C2兩端電壓都增大，C、C2所帶的電 量都增加，選項(xiàng) B正確；增大Rs, C1兩端電壓減小，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(cuò)誤；減小 R4, C、C2兩端電壓都增大，C、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(gè)電阻阻值均為 R,電鍵S現(xiàn)斷開閉合時(shí)，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電鍵S,則下列說法正確的是（）A. 小球帶負(fù)電B. 斷開電鍵后電容器的帶電量減

4、小C. 斷開電鍵后帶電小球向下運(yùn)動(dòng)D .斷開電鍵后帶電小球向上運(yùn)動(dòng)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(dòng)，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。針對(duì)訓(xùn)練.1 （2012南通期末）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(shí)，下列說法中正確的是（）A. 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. 電源的效率增大解析：選B當(dāng)光敏電阻上的光照強(qiáng)度增大時(shí)

5、，光敏電阻阻值減小，通過R2的電流增大，電源的路端電壓減小，電容器C所帶的電荷量減小，電源效率門=U/E減小，選項(xiàng)A、 C、D錯(cuò)誤，B正確。2. （2012北京西城期末）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(shí)，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(shí)，光敏電阻的阻值變小，貝U （）A. 液滴向下運(yùn)動(dòng)C.電容器所帶電荷量減少B. 液滴向上運(yùn)動(dòng)D .電容器兩極板間電壓變大解析：選BD當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻 R2時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電流增大，電容器 兩極板間電壓變大，電容

6、器所帶電荷量增大，液滴所受電場力增大，液滴向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) B、D正確。3. （2013沈陽四校聯(lián)考）如圖5所示的電路，閉合開關(guān) S,滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)， 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. 電源的總功率變大解析：選A閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片 P向左移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻增大，電源輸出電流減小，電源路端電壓增大，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大，小電泡L變暗，選項(xiàng) A正確B錯(cuò)誤；由于電容器兩端電壓增大，由C= Q/U可知，電容器 C上電荷 量增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電源的總功率 P = EI變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4. （2012重慶檢測）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對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，貝U （）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(dòng)D . R 3上消耗的功率逐漸增大解析：選A當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)減小，電流