含電容電路的經(jīng)典題型6頁

1、 含電容電路經(jīng)典題型1.在如圖11-1電路中，電鍵S1、S2、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，斷開哪一個電鍵后P會向下運動A.S1 B.S2 C.S3 .S4圖111 圖1122.圖11-2所示，是一個由電池、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的電流案例探究圖11-3例1如圖11-3所示的電路中，4個電阻的阻值均為R，E為直流電源，其內(nèi)阻可以不計，沒有標明哪一極是正極.平行板電容器兩極板間的距離為d.在平行極板電容器的兩個平行極

2、板之間有一個質量為m,電量為q的帶電小球.當電鍵K閉合時，帶電小球靜止在兩極板間的中點O上.現(xiàn)把電鍵打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個極板運動，并與此極板碰撞，設在碰撞時沒有機械能損失，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的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運動到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個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R4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U3，當K閉合時，設此兩極板間電壓為U，電源的電動勢為E，由分壓關系可得UU3E小球處于靜止，由平衡條件得mg當K斷開，由R1和R3串聯(lián)可

3、得電容兩極板間電壓U為U由得UUUU表明K斷開后小球將向下極板運動，重力對小球做正功，電場力對小球做負功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關系mgqmv20因小球與下極板碰撞時無機械能損失，設小球碰后電量變?yōu)閝，由功能關系得qUmgd=0mv2聯(lián)立上述各式解得qq即小球與下極板碰后電荷符號未變，電量變?yōu)樵瓉淼?/6.圖11-4例2如圖11-4所示，電容器C16 F，C23 F，電阻R16 ，R23 ，當電鍵K斷開時，A、B兩點間的電壓UAB？當K閉合時，電容器C1的電量改變了多少（設電壓U18 V）?解題方法與技巧：在電路中電容C1、C2的作用是斷路，當電鍵K斷開時，電路中無電流，B

4、、C等電勢，A、D等電勢，因此UABUDB18 V，UABUACUDB18 V，K斷開時，電容器C1帶電量為Q1C1UACC1UDC6×106×18 C1.08×104C.當K閉合時，電路R1、R2導通，電容器C1兩端的電壓即電阻R1兩端的電壓，由串聯(lián)的電壓分配關系得：UAC12 V此時電容器C1帶電量為：Q1C1UAC7.2×105 C電容器C1帶電量的變化量為：QQ1Q13.6×105 C所以C1帶電量減少了3.6×105C電容器是一個儲存電能的元件，在直流電路中，當電容器充、放電時，電路有充電、放電電流，一旦電流達到穩(wěn)定狀態(tài)，電

5、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不漏電的情況）的元件，電容電路可看作是斷路，簡化電路時可去掉它，簡化后若要求電容器所帶電量時，可在相應的位置補上.分析和計算含有電容器的直流電路時，關鍵是準確地判斷并求出電容器的兩端的電壓，其具體方法是：1.確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓.2.當電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓.3.對于較復雜電路，需要將電容器兩端的電勢與基準點的電勢比較后才能確定電容器兩端的電壓.圖11-51.如圖11-5所示的電路中，電源的電動勢恒定，要想使燈泡變暗，可以A.增大R1B.減小R1 C.

6、增大R2.減小R2圖11-62.一平行板電容器C，極板是水平放置的，它和三個可變電阻及電源聯(lián)接成如圖11-6所示的電路.今有一質量為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R2C.增大R3D.減小R23.如圖11-7所示，E10 V，R14 ，R26 ，C30 F，電池內(nèi)阻可忽略.（1）閉合開關K，求穩(wěn)定后通過R1的電流；（2）然后將開關K斷開，求這以后通過R1的總電量.圖117 圖118 圖1194.如圖11-8所示的電路，已知電池電動勢E90 V，內(nèi)阻5 ，R110 ，R220 ，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

7、間的正中央有一帶電液滴，其電量q=-2×107 C，其質量m=4.5×105kg，取g=10 m/s2，問（1）若液滴恰好能靜止平衡時，滑動變阻器R的滑動頭C正好在正中點，那么滑動變阻器的最大阻值Rm是多大?（2）將滑動片C迅速滑到A端后，液滴將向哪個極板做什么運動?到達極板時的速度是多大?圖11-105.如圖11-9所示.兩根相距為L的豎直金屬導軌MN和PQ的上端接有一個電容為C的電容器，質量為m的金屬棒ab可緊貼豎直導軌無摩擦滑動，且滑動中ab始終保持水平，整個裝置處于磁感應強度為B的磁場中，不計電阻，求最后通過C的充電電流.6.圖11-10所示，金屬棒ab質量m=5

8、g，放在相距L=1 m的光滑金屬導軌MN、PQ上，磁感應強度B=0.5 T，方向豎直向上，電容器的電容C=2F，電源電動勢E16 V，導軌距地面高度h=0.8 m.當單刀雙擲開關先擲向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?參考答案：難點磁場1.C 2.BC殲滅難點訓練1.AD 2.CD3.電容器穩(wěn)定后相當于斷路，斷開前電容器相當于和R2并聯(lián)，K斷開前，電容器相當于直接接到電源上，K斷開前后通過R1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)定后相當于斷路，則：（1）1總AA（2）斷開K前，電容器相當于和R2并聯(lián)，電壓為2R2，儲存的電量為

9、Q1CI1R2斷開K穩(wěn)定后，總電流為零，電容器上電壓為E，儲存電量為Q2CE所以通過R1的電量為：QQ2Q1C（EI1R2）1.2×103 C4.滑動變阻器R的滑動觸頭C正好在AB正中點時對液滴進行受力分析知，重力G與電場力q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RBC，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ABMN×90即MN77 V大于C在中央時電壓，對液滴分析受力知電場力大于重力，所以向M板運動，由動量定理便可求得速度.（1）滑片C在AB中央時，對帶電液滴由平衡條件得mg=q所以MN= V67.5（V）由題意知UMNBC67.5 V由歐姆定律得BC即67.5所以Rm90 （2）滑片滑到A時，MNV77（V）67.5 V所以液滴向M板運動，設達M板時速度為v由動能定理得q··=mv2 所以v=0.2 m/s5.經(jīng)分析知最終ab棒做勻加速下滑，設最終充電電流為I，在t內(nèi)電量、速率、電動勢的變化量分別為Q、v和E則有IC·CBL·CBLa由牛頓第二定律有mg-BIL=ma解得I