專(zhuān)題含有電容器的直流電路分析

1、精心整理專(zhuān)題：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(wú)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(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它。簡(jiǎn)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(wèn)題的一般方法：(1)通過(guò)初末兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)來(lái)了解中間不穩(wěn)定的變化過(guò)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(shì)體，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。(4

2、)在計(jì)算電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(guò)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(guò)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 ·波模擬寧 )如圖 1 所示， R1、R2、R3、R4 均為可變電阻， C1、C2均為電容器，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻 r0。若改變四個(gè)電阻中的一個(gè)阻值， 則()圖 1A減小 R1，C1、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(méi)有電流流過(guò)，

3、 R1 是等勢(shì)體，故減小 R1，C1 兩端電壓不變， C2 兩端電壓不變， C1、C2 所帶的電量都不變，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；增大 R2，C1、C2 兩端電壓都增大， C1、C2 所帶的電量都增加，選項(xiàng) B 正確；增大 R3，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，C1、C2兩端電壓都增大， C1、C2 所帶的電量都增加，選項(xiàng) D 正確。答案 BD精心整理精心整理 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 閉合時(shí)，有質(zhì)量為 m、帶電量為 q 的小球靜止

4、于水平放置的平行板電容器的正中間。現(xiàn)斷開(kāi)電鍵S，則下列說(shuō)法正確的是 ()圖 2A小球帶負(fù)電B斷開(kāi)電鍵后電容器的帶電量減小C斷開(kāi)電鍵后帶電小球向下運(yùn)動(dòng)D斷開(kāi)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(shuō)明所受電場(chǎng)力向上，小球帶負(fù)電，選項(xiàng)A 正確；斷開(kāi)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(chǎng)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 如圖 3 所示的電路中， R1 是定值電阻， R2 是光敏電阻，電源的內(nèi)阻不能忽略。閉合開(kāi)關(guān) S，當(dāng)光敏電阻上的光照強(qiáng)度增大時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()圖 3A通過(guò) R2 的電流

5、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(多選）電源、開(kāi)關(guān) S、定值電阻 R1、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(kāi)關(guān)S 閉合，并且無(wú)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，則 ()圖 4A液滴向下運(yùn)動(dòng)B液滴向上運(yùn)動(dòng)精心整理精心整理C電容器所帶電荷量減少D電容器兩極板間電壓變大3如圖 5 所示的電路，閉合開(kāi)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()圖 5A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

6、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)，則 ()圖 6A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)DR3 上消耗的功率逐漸增大1 如圖所示， E 10V,r 1 ,R1 R3 5 ,R2 4， C 100 F。當(dāng) S 斷開(kāi)時(shí)，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；(2)S 閉合后流過(guò)R3 的總電荷量2.如圖 2726 所示， E10V，r1， R1R3 5 ， R2F.當(dāng) S斷開(kāi)時(shí)，電容器中帶電粒子恰好處于4， C100靜止?fàn)顟B(tài)求：

7、圖 2726(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(guò) R3 的總電荷量3如圖 7218 所示電路中，開(kāi)關(guān)S 閉合一段時(shí)間后，下列說(shuō)法中正確的是()圖 7218A將滑片 N 向右滑動(dòng)時(shí)，電容器放電B將滑片 N 向右滑動(dòng)時(shí)，電容器繼續(xù)充電C將滑片 M 向上滑動(dòng)時(shí)，電容器放電D將滑片 M 向上滑動(dòng)時(shí)，電容器繼續(xù)充電4(2010 ·高考安徽卷 )如圖 7221 所示， M、N 是平行板電容器的兩個(gè)極板， R0 為定值電阻， R1、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精心整理精心整理器內(nèi)部閉合電鍵 S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為 F.調(diào)節(jié) R

8、1、R2，關(guān)于 F 的大小判斷正確的是 (圖 7221A保持 R1 不變，緩慢增大 R2 時(shí)， F 將變大B保持 R1 不變，緩慢增大 R2 時(shí)， F 將變小C保持 R2 不變，緩慢增大 R1 時(shí)， F 將變大D保持 R2 不變，緩慢增大 R1 時(shí)， F 將變小5如圖 7222 所示，電源電動(dòng)勢(shì)為 E，內(nèi)阻為 r，平行板電容器兩金屬板水平放置，開(kāi)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(shuō)法正確的是 ()圖 7222A在將滑動(dòng)變阻器滑片P 向上移動(dòng)的過(guò)程中，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G 中有從 b 到 a的電流B在將滑動(dòng)變阻器滑片P 向下移動(dòng)的過(guò)

9、程中，油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G 中有從 b 到 a的電流C在將滑動(dòng)變阻器滑片P 向上移動(dòng)的過(guò)程中，油滴仍然靜止，G 中有從 a 到 b 的電流D在將 S 斷開(kāi)后，油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G 中無(wú)電流通過(guò)6如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)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(shuō)法正確的是（）A 若滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)，則油滴仍然靜止，G 中有a b 的電流B 若滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有b a 的電流C若滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)，則油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G中有b a 的電流D若將 S 斷開(kāi)，則油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G 中無(wú)電流7如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E 6V ，內(nèi)阻 r 1，電阻 R1R3 3，電容器的電容5F，若將開(kāi)關(guān) S 閉合，電路穩(wěn)C 2× 10流為 I；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S 后，通過(guò)R1 的電荷量為q.則（）A I 0.75AB I 0.5AC q 2× 105CD q 1× 1