含电容器电路的分析与计算201501

含电容器电路的分析与计算

1、关键是准确地判断并求出电容器的两端的电压，其具体方法是：

（1）确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压.

（2）当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压.

(3)对于较复杂电路，需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压.

2、分析和计算含有电容器的直流电路时，注意以下几个方面：

(1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看做是断路，画等效电路时，可以先把它去掉．

(2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q ＝CU计算．

(3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线．

(4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等．

(5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器放电．通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量．

3、含电容器电路问题的分析方法

(1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况．

(2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解．

练习

1．如图所示电路中，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

2．如图所示，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．闭合开关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

A．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

A．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．如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω、R2＝5 Ω、R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F，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＝0.75 A B．I＝0.5 A

C．q＝2×10－5 C D．q＝1×10－5 C

5．在如图电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板悬浮着一油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动

A.S1

B.S2

C.S3

D.S4

6．如图所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以

A．增大R1B．减小R1

C．增大R2D．减小R2

7．一平行板电容器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R1 B．增大R2

C．增大R3 D．减小R2

8．如图所示的电路，已知电池电动势E＝90 V，内阻r＝5 Ω，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，板面水平放置的平行板电容器的两极板M、N相距d=3 cm，在两板间的正中央有一带电液滴，其电荷量q=-2×10－7 C，其质量m=4.5×10－5kg，取g=10 m/s2，问

（1）若液滴恰好能静止平衡时，滑动变阻器R的滑动头C正好在正中点，那么滑动变阻器的最大阻值R m是多大?

（2）将滑动片C迅速滑到A端后，液滴将向哪个极板做什么运动?到达极板时的速度是多大?

9．如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d。在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m，电荷量为q的带电小球。当开关K闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O上.现把开关打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电荷量发生变化，碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电荷量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷量。

10．如图所示.两根相距为L 的竖直金属导轨MN 和PQ 的上端接有一个电容为C 的电容器，质量为m 的金属棒ab 可紧贴竖直导轨无摩擦滑动，且滑动中ab 始终保持水平，整个装置处于磁感应强度为B 的磁场中，不计电阻，求最后通过C 的充电电流.

11．图所示，金属棒ab 质量m =5 g ，放在相距L =1 m 的光滑金属导轨MN 、PQ 上，磁感应强度B =0.5 T ，方向竖直向上，电容器的电容C =2μF ，电源电动势E ＝16 V ，导轨距地面高度h =0.8 m.当单刀双掷开关先掷向1后，再掷向2，金属棒被抛到水平距离s =6.4 cm 的地面上，问电容器两端的电压还有多大?

12．如图1，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C ，导体棒在水平拉力的作用下从静

止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图2所示，已知t 1时刻电容器两极板间的电势差为U 1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。

t

U

t O

图2

U

B

M P

b a

图1

C