物理3-1第二章含电容器电路经典习题

含电容器电路经典习题例1：如图所示滑动变阻器R 1=1Ω，R 2=2Ω，R 3=6Ω，E ＝2V ，r ＝1Ω，C ＝500μF ，求： （1）断开S 1，合上S2时电容器电量是多少 （2）再合上S 1，稳定后电容上带电量改变多少（3）若要求再断开S 1时电容C 上电量不变，那么当初R 1应调节为多少例2：如图，电源电动势为14，不计内阻，R 1=12Ω， R 3=3Ω，R 4=4Ω，R 2为变阻箱，电容C =2×10-10F 当电容器上带电量为4×10- 10C ，电阻箱R 2的阻值多大 1、如图所示，E ＝10 V, r ＝1Ω, R 1＝R 3＝5 Ω, R 2＝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R 3的总电荷量。

2、电动势为E 、内电阻为r 的电源与粗细均匀的电阻丝相联，组成如图所示的电路。

电阻丝长度为L ，电阻为R ，C 为平行板电容器，其相对面积为S ，两板间的距离为d.在滑动触头向右滑的过程中，电流计中有电流通过，为什么若电流计允许通过的最大电流为I m ，求P 滑动时，所允许的最大速度是多少3、如图所示，将一电动势E =，内阻r=Ω的电源和粗细均匀的电阻丝相连，电阻比长度L=，电阻R=99Ω，电容C=μF ，当滑动触头P 以4×10—3m/s 的速度向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）A ．电容器C 充电，流过电流计G 的电流方向为a →G →bB ．电容器C 放电，流过电流计G 的电流方向为b →G →a C ．每秒钟电容器两极板的电压减少量为D ．流过电流计的电流是4×10—3mA4、如图所示，电动势为 、内阻为r 的电源与电阻R 1、R 2、R 3、平行板电容器AB 及电流表组成电路，滑动变阻器R 1处于某位置时，A 、B 间的带电油R 2R 1SCR 3 E r滴静止不动，当滑动变阻器R1的触头向右滑动时，下列判断正确的是（）A．电流表读数增大，油滴向上运动 B．电流表读数增大，油滴向下运动C．电流表读数减小，油滴向上运动 D．电流表读数减小，油滴向下运动5、如图所示的电路中，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，R3=8Ω，电容器电容C=2μF，电源电动势E=12V，内阻不计，要使电容器带有4×10-6C的电量，变阻器R的阻值应调为（）A．8Ω B．16Ω C．20Ω D．40Ω6、如图所示，R1＝R3= 10Ω，R2＝R4＝20Ω，C= 300μF，电源两端电压恒为U＝6V，单刀双掷开关开始时接通触点2，求：(1)当开关S刚从触点2改接为触点1的瞬时，流过电流表的电流；(2)改接为触点1，并待电路稳定后，电容C的带电量；(3)若开关S再从触点1改接为触点2，直至电流为零止，通过电阻R1上的电量．7、在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。

当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定（）A．电源的电动势E一定小于击穿电压UB．电容器所带的最大电荷量一定为CEC．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等8、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（）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9、如图所示的电路中，两平行金属板A、B 水平放置，两板E SR0R1R2 M N间的距离d =40 cm 。

电源电动势E =24V,内电阻r =1 Ω，电阻R =15 Ω。

闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入板间。

若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。

那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板此时，电源的输出功率是多大(取g =10 m/s 2).10、一电路如图所示，电源电动势28V E =，内阻2r =Ω，电阻112R =Ω，244R R ==Ω，38R =Ω，C 为平行板电容器，其电容C =，虚线到两极板距离相等，极板长0.20m L =，两极板的间距21.010m d -=⨯。

（1）若开关S 处于断开状态，则当其闭合后，求流过R 4的总电量为多少（2）若开关S 断开时，有一带电微粒沿虚线方向以0 2.0m/s v =的初速度射入C 的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从C 的电场中射出（要求写出计算和分析过程，g 取210m/s ）11、 如图20所示，电源电动势E ＝6V ，电源内阻不计．定值电阻R 1=Ω、R 2=Ω. ⑴ 若在ab 之间接一个C =100μF 的电容器，闭合开关S ，电路稳定后，求电容器上所带的电量；⑵ 若在ab 之间接一个内阻R V = Ω的电压表，求电压表的示数．12、已知如图，电源内阻不计。

为使电容器的带电量增大，E可采取以下那些方法：A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R113、已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，C1=6μF，E=18V，r=0，当开关S断开时。

求（1）A点的电势；（2）当开关S闭合时，电容器C1的电荷量变化了多少库仑14、如图所示，E=6V，r不计，R1=2Ω，R2=4Ω，R,3=10Ω，C1=20μF，C2=40μF。

求：（1）闭合S时，电流表G中有无电流通过若有，方向如何（2）S闭合后，通过电流表G的总电量。

15、如图所示，U=10V，r不计，R1=3Ω，R2=2Ω，R,3=5Ω，C1=4μF，C2=1μF。

求：（1）当闭合S足够长时间后，C1和C2所带的电荷量各是多少（2）然后把S断开，通过R2的总电量是多少含电容器电路经典习题解答1、解析:开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE=mg 且qE 竖直向上。

S 闭合后，qE ＝mg 的平衡关系被打破。

S 断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d ，有2124C R U E V R R r ==++ qUC/d=mg S 闭合后， /228C R U E VR r ==+设带电粒子加速度为a ，则qU/C/d －mg= ma,解得a=g ，方向竖直向上。

(2 )S 闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ ＝C ( U /c 一Uc)＝4×10－4C.2、解析:电容器的电压等于电阻丝PB 段上的电压，如果P 不滑动，电阻丝PB 段长度不变，加在电容C 上的电压也不变，电流计G 中无电流通过。

若P 向右滑动，PB 段长度减少，电阻减少，电压也减小，电容器就要放电。

电流计G 中的电流就是电容器放电的电流。

由于滑动的速度越大，电容器上电压减小越快，放电电流越大。

因此电流计G 允许通过电流的最大值就决定了P 滑动的最大速度。

设滑动触头P 滑动的速度为v,那么在Δt 时间内滑过的距离为ΔL = v Δt .若P 1,P 2为滑动触头的初末位置．那么P 1,P 2与B 点间的电压分别为11,PB ER U R r L =⨯+22,P BER U R r L=⨯+ 滑动触头P 从P 1滑至P 2的过程中，触头P 与B 点间的电压减小量为1212PB P B ER ER L ER v tU U U R r L R r L R r L-∆∆∆=-=⨯=⨯=⨯+++ 在此过程中，电容器的放电量为ΔQ=C ΔU=ER v t C R r L ∆⨯+，其中，电容器的电容为4SC kd επ= 那么.根据电流的定义，流过电流计的电流为()144Q S ER v t SERvI t kd R r L t kd R r Lεεππ∆∆==⨯⨯⨯=∆+∆+ 又因为流过电流计的电流I ≤I m ，所以触头P 滑动时，所允许的最大速度为()4mm kd R r LI v SERπε+=7、解析：理解此电路的工作过程是解决本题的关键。

电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U 时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U ，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U 时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。

要使得充电后达到电压U ，则电源电动势一定大于等于U ，A 项错误；电容器两端的最大电压为U ，故电容器所带的最大电荷量为CU ，B 项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C 项错误；充电时电荷通过R ，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R 的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D 项正确。

8、【解析】保持R 1不变，缓慢增大R 2时，由于R 0和R 2串联，R 0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U 减小，带电小球受到的电场力U F qE q d==⋅电减小, 悬线的拉力为F =将减小，选项B 正确，A 错误。

保持R 2不变，缓慢增大R 1时，R 0两端的电压不变，F 电不变，悬线的拉力为F 不变，C 、D 错误。

9、 解：(1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A 板时速度为零。

设两板间电压为U AB 由动能定理得 -mgd -qU AB =0-2021mv ① ∴滑动变阻器两端电压 U 滑=U AB =8 V ②设通过滑动变阻器电流为I ,由欧姆定律得I =A 1=+-rR U E 滑 ③滑动变阻器接入电路的电阻Ω 8＝＝滑滑IU R ④ (2)电源的输出功率 P 出=I 2(R+R 滑)=23 W ⑤10、解析：（1）S 断开时，电阻R 3两端电压为332316V R U E R R r==++S 闭合后，外阻为123123()6()R R R R R R R +==Ω++ 端电压为21V RU E R r==+电阻R 3两端电压为/332314V R U U R R ==+则所求流过R 4的总电量为/1233 6.010C Q CU CU -∆=-=⨯（2）设微粒质量为m ，电量为q ，当开关S 断开时有：3qU mg d= 当开关S 闭合后，设微粒加速度为a ，则/3qU mg ma d-= 设微粒能从C 的电场中射出，则水平方向：0L t v =竖直方向：212y at = 由以上各式求得：36.2510m>2dy -=⨯故微粒不能从C 的电场中射出。