含容电路综合分析

含电容电路综合问题分析在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无穷大的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上，分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：1、电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降。因此，电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。2、当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3、电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电，如果电容器两端电压升高，电容器将充电，如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。关于电路中电容器的考查常见以下几方面：一．考查电容器所带电荷量例1如图1所示，已知电源电动势VE12,内电阻1r,FCFCRRR1,4,5,2,321321,求（1）电键S闭合后，21,CC所带电量？（2）电键S断开后通过2R的电量为多少？二．考查电路变化后流过用电器的电荷量例2如图2所示电路中1R＝2R＝3R＝8，电容器电容C=5F，电源电动势E=6V，内阻不计，求电键S由稳定的闭合状态断开后流过3R的电荷量．注意：求电路变化后流过用电器的电荷量的问题，一定要注意同一极板上所带电荷的电性是否变化，不变则流过用电器的电荷量为初、末状态电容器所带电荷量之差，变化则为二者之和．三．以电容器为背景考查力电综合问题例3如图3所示，1R＝2R＝3R＝4R＝R，电键S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、电荷量为q的小球恰好处于静止状态；电键S断开时，小球向电容器的一个极板运动并发生碰撞，碰后小球带上与极板同性质的电荷．设碰撞过程中没有机械能的损失，小球反弹后恰好能运动到电容器的另一极板，不计电源内阻，求电源的电动势和碰后小球所带的电荷量．图2SR3R2R1byayS图3R4R3R2R1·ySE,r1R2R2C3R图12CC1四．讨论平行板电容器内部场强的变化，从而判定带电粒子的运动情况。对于正对面积为S，间距为d的平行板电容器C，当它两极板间的电压为U时，则其内部的场强E=U/d;若电容器容纳电量Q，则其内部场强E=4πKQ/(ε.S).据E=U/d和E=4πKQ/(ε.S)很容易讨论E的变化情况。根据场强的变化情况就可以分析电容器中带电粒子的受力情况，从而判定带电粒子的运动情况。例题4.一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源联接成如图4所示的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2五.含容电路动态分析(1)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路．(2)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电压．例题5、如图所示，E＝10V,r＝1Ω,R1＝R3＝5Ω,R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量例题6.如图2－7－26所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求：图2－7－26(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量．练习1．如图7－2－18所示电路中，开关S闭合一段时间后，下列说法中正确的是()图7－2－18A．将滑片N向右滑动时，电容器放电B．将滑片N向右滑动时，电容器继续充电C．将滑片M向上滑动时，电容器放电D．将滑片M向上滑动时，电容器继续充电CR1R2R3Em图42．(2010·高考安徽卷)如图7－2－21所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是(图7－2－21A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小3．如图7－2－22所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是()图7－2－22A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过4．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，G为灵敏电流计．以下说法正确的是（）A．若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴仍然静止，G中有a→b的电流B．若滑动变阻器滑动触头向下移动，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流C．若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流D．若将S断开，则油滴仍保持静止状态，G中无电流5．如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝6Ω、R2＝5Ω、R3＝3Ω，电容器的电容C＝2×10－5F，若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则（）A．I＝0.75AB．I＝0.5AC．q＝2×10－5CD．q＝1×10－5C6．在如图所示的电路中，开关S闭合一段时间后，下列说法中正确的是()A．将滑片N向右滑动时，电容器放电B．将滑片N向右滑动时，电容器继续充电C．将滑片M向上滑动时，电容器放电D．将滑片M向上滑动时，电容器继续充电