含電容電路的分析策略

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1、天利考試信息網(wǎng)www.tl100.com天時(shí)地利考無不勝難點(diǎn)11含電容電路的分析策略將電容器置于直流電路，創(chuàng)設(shè)復(fù)雜情景，是高考命題慣用的設(shè)計(jì)策略，借以突出對(duì)考生綜合能力的考查，適應(yīng)高考選拔性需要.應(yīng)引起足夠關(guān)注.●難點(diǎn)磁場(chǎng)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(gè)電鍵后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)A.S1B.S2C.S3Ｄ.S4圖11—1圖11—22.圖11-2所示，是一個(gè)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

2、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(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,電量為q的帶電小球.當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，帶電小球靜止在兩極板間的中點(diǎn)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(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，但帶電小球的電量發(fā)生變化.碰后小球帶有與該極板相同性

3、質(zhì)的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運(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.命題意圖：考查推理判斷能力及分析綜合能力，B級(jí)要求.錯(cuò)解分析：不能深刻把握該物理過程的本質(zhì)，無法找到破題的切入點(diǎn)（K斷開→U3變化→q所受力F變化→q運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化），得出正確的解題思路.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(dāng)K閉合時(shí)，設(shè)此兩極板間電壓為U，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，由分壓關(guān)系可得U＝U3＝E①小球處于靜止，由平衡條件得＝mg

4、②當(dāng)K斷開，由R1和R3串聯(lián)可得電容兩極板間電壓U′為U′＝③天利考試信息網(wǎng)www.tl100.com天時(shí)地利考無不勝由①③得U′＝U④U′＜U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(chǎng)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－qmv2－0⑤因小球與下極板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失，設(shè)小球碰后電量變?yōu)閝′，由功能關(guān)系得q′U′－mgd=0－mv2⑥聯(lián)立上述各式解得q′＝q即小球與下極板碰后電荷符號(hào)未變，電量變?yōu)樵瓉淼?/6.圖11-4［例2］如圖11-4所示，電容器C1＝6μF，C2＝3μ

5、F，電阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB＝？當(dāng)K閉合時(shí)，電容器C1的電量改變了多少（設(shè)電壓U＝18V）?命題意圖：考查理解、推理、分析綜合能力及解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力，B級(jí)要求.錯(cuò)解分析：沒有依據(jù)電路結(jié)構(gòu)的變化分析求出電容器充放電前后的電壓變化，使問題難于求解.解題方法與技巧：在電路中電容C1、C2的作用是斷路，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，電路中無電流，B、C等電勢(shì)，A、D等電勢(shì)，因此UAB＝UDB＝18V，UAB＝UAC＝UDB＝18V，K斷開時(shí)，電容器C1帶電量為Q1＝C1UAC＝C1UDC＝6

6、×10－6×18C＝1.08×10－4　C.當(dāng)K閉合時(shí)，電路R1、R2導(dǎo)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(guān)系得：UAC＝＝12V此時(shí)電容器C1帶電量為：Q1′＝C1UAC＝7.2×10－5C電容器C1帶電量的變化量為：ΔQ＝Q1－Q1′＝3.6×10－5C所以C1帶電量減少了3.6×10－5C●錦囊妙計(jì)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)，電路有充電、放電電流，一旦電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大（只考慮電容器是理想不漏電的情況）的元件，電容電

7、路可看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它，簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上.分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，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：1.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.2.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.3.對(duì)于較復(fù)雜電路，需要將電容器兩端的電勢(shì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢(shì)比較后才能確定電容器兩端的電壓.天利考試信息網(wǎng)www.tl100.com天時(shí)地利考無不勝●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練圖11-51.如圖11-5所示的電路中，電源

8、的電動(dòng)勢(shì)恒定，要想使燈泡變暗，可以A.增大R1B.減小R1C.增大R2Ｄ.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(gè)可變電阻及電源聯(lián)接成如圖11-6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R23.如圖11-7所示，