含電容器電路的分析與計(jì)算201501

含電容器電路的分析與計(jì)11、關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷并求出電容器的兩端的電壓，其具體方法是：確定電容器和哪個(gè)電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時(shí)，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓.對(duì)于較復(fù)雜電路，需要將電容器兩端的電勢與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢比較后才能確定電容器兩端的電壓.2、分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，注意以下幾個(gè)方面：電路穩(wěn)定時(shí)電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大的元件，在電容器處電路看做是斷路，畫等效電路時(shí)，可以先把它去掉.若要求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q=CU計(jì)算.電路穩(wěn)定時(shí)電容器所在支路上電阻兩端無電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線.當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電，反之電容器放電.通過與電容器串聯(lián)的電阻的電量等于電容器帶電量的變化量.3、含電容器電路問題的分析方法應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)律分析出電容器兩極板間的電壓及其變化情況.根據(jù)平行板電容器的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析求解.練習(xí)如圖所示電路中，開關(guān)S閉合一段時(shí)間后，下列說法中正確的是將滑片N向右滑動(dòng)時(shí)，電容器放電將滑片N向右滑動(dòng)時(shí)，電容器繼續(xù)充電將滑片M向上滑動(dòng)時(shí)，電容器放電將滑片M向上滑動(dòng)時(shí)，電容器繼續(xù)充電如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，、、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器內(nèi)部.閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為尸.調(diào)節(jié)R］、R2,

關(guān)于F的大小判斷正確的是保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的油滴仍然靜止，G中有從a到b的電流油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的油滴仍然靜止，G中有從a到b的電流在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，電流在將滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)的過程中，電流在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，在將S斷開后，油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G中無電流通過如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻r=1Q，電阻R1=6Q、R2=5Q、R3=3Q，電容器的電容C=2x10-5F，若將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)通過R2的電流為I；斷開開關(guān)S后，通過R1的電荷量為q。則A.I=0.75AB.I=0.5AC.q=2x10-5CD.q=1x10-5C浮著一油滴P，斷開哪一個(gè)開關(guān)后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)在如圖電路中，開關(guān)S]、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板懸如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢恒定，要想使燈泡變暗，可以浮著一油滴P，斷開哪一個(gè)開關(guān)后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)A.增大R]B.減小R]C.增大R2D.減小R2

一平行板電容器C,極板是水平放置的，它和三個(gè)可變電阻及電源聯(lián)接成如圖所示的電路.今有一質(zhì)量為m的帶電油滴懸浮在兩極板之間靜止不動(dòng).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R2如圖所示的電路，已知電池電動(dòng)勢E=90V,內(nèi)阻r=5Q,R1=10Q,R2=20Q,板面水平放置的平行板電容器的兩極板M、N相距d=3cm,在兩板間的正中央有一帶電液滴，其電荷量^=-2X10-7C,其質(zhì)量m=4.5X10-5kg,取g=10m/s2，問(1)若液滴恰好能靜止平衡時(shí)，滑動(dòng)變阻器人的滑動(dòng)頭C正好在正中點(diǎn)，那么滑動(dòng)變阻器的最大阻值Rm是多大？(2)將滑動(dòng)片C迅速滑到A端后，液滴將向哪個(gè)極板做什么運(yùn)動(dòng)?到達(dá)極板時(shí)的速度是多大?如圖所示的電路中，4個(gè)電阻的阻值均為R,E為直流電源，其內(nèi)阻可以不計(jì)，沒有標(biāo)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(gè)平行極板之間有一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電小球。當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)，帶電小球靜止在兩極板間的中點(diǎn)0上.現(xiàn)把開關(guān)打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時(shí)沒有機(jī)械能損失，但帶電小球的電荷量發(fā)生變化，碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶的電荷量恰好剛能使它運(yùn)動(dòng)到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個(gè)極板碰撞后所帶的電荷量。

如圖所示.兩根相距為L的豎直金屬導(dǎo)軌MN和PQ的上端接有一個(gè)電容為C的電容器，質(zhì)量為m的金屬棒ab可緊貼豎直導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)，且滑動(dòng)中ab始終保持水平，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，不計(jì)電阻，求最后通過C的充電電流.11.圖所示，金屬棒ab質(zhì)量m=5g，放在相距L=1m的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5"方向豎直向上，電容器的電容C=2uF，電源電動(dòng)勢E=16V，導(dǎo)軌距地面高度h=0.8m.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)先擲向1后，再擲向2,金屬棒被拋到水平距離5=6.4cm的地面上，問電容器兩端的電壓還有多大？12.如圖1，若軌道左端接一電容器，電容器的電容為C，導(dǎo)體棒在水平拉力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。電容器兩極板電勢差隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示，已知孔時(shí)刻電容器兩極板間的電勢差為％。求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中受到的水平拉力大小。XXKNXXK、.B、.含電容器電路的分析與計(jì)算練習(xí)參考答案8.(1)滑片C在AB中央時(shí)，對(duì)帶電液滴由平衡條件得mg=q~MNdmgd45x10-4x3x10-2所以%疔亍—2^V=675(V)由題意知UMN=Ubc=67.5VE由歐姆定律得=uRBC

r+R+m90R15+―m2Rx=67.52所以Rm=90Q(2)滑片滑到A時(shí)MNER=mr+%+R90x90———V=77V>67.5V90+15所以液滴向M板運(yùn)動(dòng)，設(shè)達(dá)M板時(shí)速度為v由動(dòng)能定理得所以v=0.2m/s9.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X是否閉合始終等于電阻R3上的電壓％，當(dāng)K閉合時(shí)，設(shè)此兩極板間電壓為U，電源的電動(dòng)勢為E，由分壓關(guān)系可得U=U3=2E①33小球處于靜止，由平衡條件得qU—r=mg②d當(dāng)K斷開，由R1和R3串聯(lián)可得電容兩極板間電壓U為Eu'=5③由①③得U=3u4U'VU表明K斷開后小球?qū)⑾蛳聵O板運(yùn)動(dòng)，重力對(duì)小球做正功，電場力對(duì)小球做負(fù)功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關(guān)系mg——q"=號(hào)mv2—0因小球與下極板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失，設(shè)小球碰后電荷量變?yōu)閝'，由功能關(guān)系得1q'U'—mgd=0—；mv2聯(lián)立上述各式解得q'=7q6一………,…,一，，7即小球與下極板碰后電荷符號(hào)未變，電荷量變?yōu)樵瓉淼亩?6經(jīng)分析知最終ab棒做勻加速下滑，設(shè)最終充電電流為I,在At內(nèi)電荷量、速率、電動(dòng)勢的變化量分別為AQ、Av和AEAQAEAv則有1=一=C?——=CBL?——=CBLaAtAtAt由牛頓第二定律有mg-BIL=ma,mgCBL解得I=只了廠m+B2LC電容器充電后電荷量為Q=CE.開關(guān)擲向位置2時(shí)，電容器通過ab放電，其放電電荷量為AQ，則通過棒中電流為i=AQAtTOC\o"1-5"\h\z一'Q金屬棒受安培力F=BIL=BL-—Ar據(jù)F=m(v—0)/Ar、一一'2h-g由平拋運(yùn)動(dòng)可知v=s/=^—g\2h由式①、②、③得BL亨?'5\：'親所以AQ=M親=1.6X10—C電容器所余電荷量Q=Q—AQ=CE—AQ=1.6X10-5C所以電容器兩端電壓為必U=—