含容電路和電路故障分析

彭興教案全日制普通高級中學高中物理（第二冊）必修加選修PAGEPAGE4含容電路和電路故障分析一、含電容電器的分析與計算方法在直流電路中，當電容器充、放電時，電路里有充、放電電流.一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當于一個阻值無限大（只考慮電容器是理想的不漏電的情況）的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡化電路時可去掉它.簡化后若要求電容器所帶電量時，可接在相應(yīng)的位置上.分析和計算含有電容器的直流電路時，需注意以下幾點：（1）電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.（2）當電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.（3）電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充（放）電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.【例1】如圖所示，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，電容器的電容C1＝4μF，C2＝1μF。求:(1)當S閉合時間足夠長時，C1和C2所帶的電量各是多少?(2)然后把S斷開，S斷開后通過R2的電量是多少?解:(1)當S閉合時間足夠長時，C1兩端的電壓等于R2兩端的電壓；C2兩端的電壓等于路端電壓回路電流C1兩端的電壓UC1＝U2＝IR2＝4VC1的帶電量為：Q1＝C1UC1＝4×10－6×4C＝1.6×10－5C2兩端的電壓UC2＝U＝I（R1＋R2）＝10VC2的帶電量為：Q2＝C2UC2＝1×10－6×10C＝1.0×10－5（2）斷開S后，電容器C1通過電阻R2、R3放電；電容器C2通過電阻R1、R2、R3放電，放電電流均流過R2，且方向相同。因此，通過R2的電量為:Q＝Q1＋Q2＝1.6×10－5C＋1.0×10－5C＝2.6×10－5C【例2】如圖，已知源電動勢E＝12V，內(nèi)電阻不計。電容C＝1μF，R1∶R2∶R3∶R4＝1∶2∶6∶3，則電容a極板所帶電量為：（）A、－8×10－6CB、4×10－6CC、－4×10－6CD、8×10－6解：所以UCD＝6－4＝4V因此a極板帶正電荷Q＝CUCD＝4×10－6【例3】右圖電路中，電源電動勢E＝10V、內(nèi)阻忽略不計，定值電阻R1＝4Ω，R2＝6Ω，電容C＝30μF。（1）閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后通過電阻R1的電流多大？（2）然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過電阻R1的總電量？（3）開關(guān)斷開以后，電源還輸出多少電能？解:(1)閉合開關(guān)S后，電路達到穩(wěn)定時，電容器相當于斷路，由閉合電路歐姆定律知，通過R1的電流為(2)斷開前,電容器兩極上電壓等于R2兩端的電壓，即UC＝IR2＝1×6＝6V電容器的帶電量為Q＝CUC＝30×10－6×6＝1.8×10－4S斷開后，電容器兩極間電壓等于電源電動勢E，其帶電量為Q’＝CE＝30×10－6×10＝3×10－4流過R1的總電量等于電容器帶電量的增加，即ΔQ＝Q’－Q＝1.2×10－4（3）開關(guān)斷開以后，電源又釋放的電能為E電＝ΔQE＝1.2×10－4×10J＝1.2×10－3J

A．僅是L1 B．僅是L2C．L1和L2 D．Ｌ2和L3【解析】由Ubd＝0，知L1斷；Uab＝0，可知L2斷．【答案】C【答案】B4.如圖所示的電路中，閉合S以后，燈L不亮。用電壓表測得A、B間電壓為零，其原因可能是（

）

4.BC

A.L斷路B.L短路

C.R斷路

D.R短路10.如圖所示，電路接通后，燈A和