含容电路的分析
含容电路和电路故障分析
含容电路和电路故障分析一、含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上.分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：（1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.（2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.（3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.【例1】如图所示，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝1Ω，电阻R 1＝3Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，电容器的电容C 1＝4μF ，C 2＝1μF 。
求:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1和C 2所带的电量各是多少?(2)然后把S 断开，S 断开后通过R 2的电量是多少?解:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1两端的电压等于R 2两端的电压；C 2两端的电压等于路端电压 回路电流122E I A r R R ==++ C 1两端的电压U C1＝U 2＝IR 2＝4VC 1的带电量为：Q 1＝C 1U C1＝4×10－6×4C ＝1.6×10－5CC 2两端的电压U C2＝U ＝I （R 1＋R 2）＝10VC 2的带电量为：Q 2＝C 2U C2＝1×10－6×10C ＝1.0×10－5C（2）断开S 后，电容器C 1通过电阻R 2、R 3放电；电容器C 2通过电阻R 1、R 2、R 3放电，放电电流均流过R 2，且方向相同。
因此，通过R 2的电量为:Q ＝Q 1＋Q 2＝1.6×10－5C ＋1.0×10－5C ＝2.6×10－5C【例2】如图，已知源电动势E ＝12V ，内电阻不计。
高二物理电学专题提升专题20含容电路的分析及计算(2021年整理)
专题20 含容电路的分析及计算一：专题概述解决含电容器的直流电路问题的一般方法：（1) 不分析电容器的充、放电过程时,把电容器处的电路视为断路,简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
（2）电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降压的作用,但电容器两端可能出现电势差.(3）电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。
若电容器两端电压升高,电容器将充电；若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电.(4）如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过,则电容器两端的电压不是电源电动势E,而是路端电压U.(5) 如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器带电荷量之和.二：典例精讲1．电容器与滑动变阻器的电路分析典例1：在如图所示的电路中，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向a端移动一段距离,下列结论正确的是A．灯泡L变亮B．电流表读数变大C．电容器C上的电荷量增多D．电压表读数变小【答案】C2．电容与传感器结合的电路分析典例2：如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小。
当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电。
当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大,电源提供的总功率变小【答案】B3．电容器与二极管电路的分析典例3：如图所示的电路中,电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω,R2=6Ω，电容器的电容C=3。
6μF，二极管D具有单向导电性。
开始时，开关S1闭合,S2断开.(1）合上S2,待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少.(2）合上S2，待电路稳定以后再断开S1,求断开S1后流过R1的电荷量是多少.【答案】（1) 减少1.8×10—6C(2) 9.6×10—6C【解析】（1) 设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1,干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有I1==1。
《含容电路分析》 导学案
《含容电路分析》导学案一、学习目标1、理解电容器在电路中的作用和工作原理。
2、掌握含容电路的基本分析方法，包括电容器的充电和放电过程。
3、能够运用相关知识解决含容电路中的电流、电压、电荷量等问题。
二、知识回顾1、电容器的基本概念电容器：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成，是储存电荷和电能的元件。
电容：描述电容器容纳电荷本领的物理量，定义式为 C ＝ Q/U（C 表示电容，Q 表示电荷量，U 表示电容器两极板间的电压）。
常见电容器：平行板电容器、电解电容器、可变电容器等。
2、电路的基本规律欧姆定律：I ＝ U/R（I 表示电流，U 表示电压，R 表示电阻）。
串联电路特点：电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，总电阻等于各部分电阻之和。
并联电路特点：各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
三、含容电路的特点1、电容器在电路中具有“隔直流通交流”的作用。
当电容器与直流电源相连时，电容器充电，电路中有短暂的充电电流，充电完成后，电路中不再有电流，电容器两极板间的电压等于电源电压。
当电容器与交流电源相连时，电容器不断地充电和放电，电路中始终有电流通过。
2、电容器在电路中的电压取决于与之并联的部分电路的电压。
四、含容电路的分析方法1、确定电路的连接方式，分清电容器与哪些元件串联或并联。
2、分析电路的变化情况，判断电容器的充电或放电状态。
若电容器两端电压升高，则电容器充电，电流方向从电源正极流向电容器正极板。
若电容器两端电压降低，则电容器放电，电流方向从电容器正极板流向电源正极。
3、运用电路的基本规律和电容器的相关公式进行计算。
五、典型例题例 1：如图所示，电源电动势 E ＝ 10 V，内阻 r ＝1 Ω，电阻 R1 ＝3 Ω，R2 ＝6 Ω，电容器的电容 C ＝30 μF。
闭合开关 S，求稳定后电容器所带的电荷量。
解：电路稳定后，电容器与电阻 R2 并联，所以电容器两端的电压U2 ＝ IR2总电阻 R ＝ R1 ＋ R2r/（R2 ＋ r) ＝ 3 ＋ 6×1/（6 ＋ 1) ＝ 3 ＋ 6/7 ＝27/7 Ω总电流 I ＝ E/（R ＋ r) ＝ 10/（27/7 ＋ 1) ＝ 10/（34/7) ＝ 70/34 ＝35/17 AU2 ＝ IR2 ＝（35/17)×6 ＝ 210/17 V电容器所带的电荷量 Q ＝ CU2 ＝ 30×10^（－6)×（210/17) C ＝6300/17×10^（－6) C例 2：在如图所示的电路中，电源电动势 E ＝ 6 V，内阻 r ＝2 Ω，R1 ＝4 Ω，R2 ＝8 Ω，电容器的电容 C ＝100 μF。
高中物理含电容器电路的分析方法学法指导
含电容器电路的分析方法山西 石有山一、连接方式1. 串接：如图1所示，R 和C 串接在电源两端，K 闭合，电路稳定后，R 相当于导线，C 上的电压大小等于电源电动势大小．2. 并接：如图2所示，R 和C 并接，C 上电压永远等于R 上的电压．3. 跨接：如图3所示，K 闭合，电路稳定后，两支路中有恒定电流，电容器两极板间电压等于跨接的两点间的电势差，即||U N M ϕ-ϕ=二、典型例题1. 静态分析：稳定状态下，电容器在直流电路中起阻断电流作用，电容器两极间存在电势差，电容器容纳一定的电量，并满足Q=CU ．2. 动态分析：当直流电路中的电流和电势分布发生变化影响到电容器支路两端时，电容器的带电量将随之改变（在耐压范围内），即电容器发生充、放电现象，并满足△O=C △U ． 例1、如图4电路中电源E=12V ，r=1Ω，定值电阻R 1=3Ω，R 2=2Ω，R 3=5Ω，C 1=4μF ，C 2=1μF ，当电路闭合且稳定后各电容器的带电量为多少？当K 断开时，通过R 1、R 2的电量各为多少？解析：静态分析：R 3相当于导线，C 2与R 1、R 2串联起来的部分并联，C 1和R 2并联．V 10)R R (I U ,V 4IR U ,A 2r R R E I 212C 21C 21=+====++= C 100.1U C Q ,C 101.6U C Q 52C 225C111--⨯==⨯==，且C 1的下极板，C 2的右极板带正电．动态分析：断开K 后，C 1通过R 3、R 2放电，C 2通过R 3、R 2和R 1放电，最后电压都为0，电容上电量也都为0．故通过R 2的电量为Q=Q 1+Q 2=2.6x10－5C ，通过R 1的电量为Q 2=C 100.15-⨯． 例2、如图5所示的电路中，电源电动势为E ，内阻不计，电容器的电容为C ，R 2=R 3=R 4=R 5=R ，R 1为滑动变阻器，其阻值可在0～2R 范围内变化，则当滑动头从最左端向最右端滑动的过程中，通过R 5的电量是多少？解析：动态分析：本题电容器的接法为跨接，且电阻R 1连续变化，C 上电压为连续变化，不妨设电源负极为零电势点．则有2E N =ϕ 当P 置于R 1的最左端时2E U ,E MN M ==ϕ 当P 置于R 1中间某位置时0U ,2E MN M ==ϕ 当P 置于R 1的最右端时6E U ,3E MN M -==ϕ 当滑动头P 从最左端向最右端滑动的过程中，电容器上下极板电势差改变为3E 22E 6E U =--=∆ 则通过R 5的电量CE 32U C Q =∆=∆。
含容电路和电路故障的分析
[冲关必试] 5.如图8－2－10所示，电源电动势为6 V， 当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用 电压表测得各部分电压是Uad＝0、Ucd＝ 6 V、Uab＝6 V，由此可以断定 (C ) 图8－2－10
A．L1和L2的灯丝都断了 C．L2的灯丝断了
B．L1的灯丝断了 D．变阻器R断路
7．用电压表检查如图8－2－12所示电
例．(双选) (2011· 天津模拟)某同学按如 图7－2－18电路进行实验，电压表
内阻看做无限大，电流表内阻看做零．
实验中由于电路发生故障，发现两 电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用 电器引起的，则可能的故障原因是 A．R3短路 B．RP短路 ( BD )
C．R3断开
D．R2断开
6．[双选](2012•广东六校联考)M、N
是水平放置的平行板电容器，
将它与一电动势为E、内阻为r的电 源组成如8－2－11图所示的电路， R是并联在电容器上的滑动变阻器， 图8－2－11
G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油
滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将
滑动变阻器的滑片向上滑动，则 A．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流 ( ) B．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流 C．带电油滴将向上运动D．带电油滴将向下运动
(3)电压变化带来的电容器的变化：电路中电流、电压的变
化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升 高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连 接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的 变化；若电容器极板上极性发生变化。则电容器出现先 放电后反向充电的情况。 (4)含电容器电路的处理方法： 如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电
原创1：含容电路的分析与计算
由欧姆定律得通过R1的电流
E
10
I
A 1A
R1 R2 4 6
(2)S断开前，C两端电压U1＝IR2＝6 V C所带电量Q1＝CU1＝30×10－6×6 C＝1.8×10－4 C 开关S断开稳定后，总电流为零， 电容器两端电压为E， 所带电量Q2＝CE＝30×10－6×10 C＝3×10－4 C 通过R1的电量，即为电容器增加的电量 ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4 C． 答案：(1)1 A (2)1.2×10－4 C 规律总结：处于稳定状态时，电容器相当于断路，与之串联的电阻不
例1．如图所示，电路中E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF．电 池内阻可忽略． (1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流． (2)然后将开关S断开，求这以后通过R1的总电量．
解析：(1)电路稳定后，电容器所在的支路上无电流通过，
因此R1与R2串联，C两端的电压即为R2两端的电压．
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，下列关 于F的大小变化的判断正确的是( ) A．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大 B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C．保持R1、R2不变，减小平行板MN的间距，F将变大 D．保持R1、R2不变，减小平行板MN的间距，F将变小
·R2＝3 V.
Q＝CU2＝12×10－6 C，且a板带正电，b板带负电．
SQ闭′＝合C，U1C＝两7端.2×电1压0－即6 RC1．两且端a电板压带，负由电电，路b分板析带：正U电1=．R1
R1 R2
·r
E R外
·R外=1.8 V.
据此通过电流表电量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5 C. 答案：1.92×10－5 C
电磁感应现象中含容电路分析方法
电磁感应现象中含容电路分析方法电磁感应是物理学中一个重要的现象，它也是电子电路中常用的技术。
当一个变化电流流过线路时，它会产生一个磁场，当磁场变化时，线圈会产生电动势，由此可以将电能转换成其他形式的能量。
电磁感应中含容电路的分析是理解和应用电磁感应原理的基础，它包括对含容电路的定义、含容电路的电压和电流表达式以及含容电路的时域和频域响应。
首先我们来介绍含容电路定义，含容电路可以定义为具有电容元件和一个或多个串联或并联电阻的电路。
电容元件概括地讲就是二极管，它由两个电极及一个绝缘物质构成，当这两个电极之间施加电压时，就会产生电容效应，电容效应是指电流在电容元件中产生的延迟反应，因此它可以被称为含容电路。
接下来讨论含容电路的电压和电流表达式，电压在含容电路中可以用振荡器方程表达：$$V_C=V_{max}sin(omega t+varphi)，$$其中$V_C$是电容元件上的电压，$V_{max}$是电压的最大值，$omega$是角速度，$varphi$是位相差，t是时间。
而电流表达式为： $$I_C=I_{max}sin(omega t+varphi)，$$其中$I_C$是电容元件上的电流，$I_{max}$是电流的最大值，$omega$是角速度，$varphi$是位相差，t是时间。
最后，讨论含容电路的时域和频域响应，对于含容电路的时域响应，它指的是电流和电压变化随时间的变化趋势，也就是说，在电路中电流和电压是按照正弦波计算的，而频域响应则指的是信号随频率变化时，电路的行为所表现出来的结果。
因此，频域响应可以直观地反映电路在不同频率情况下的反应情况，且深入的理解和使用电磁感应的原理都离不开含容电路的时域和频域响应。
综上所述，含容电路的定义、电压和电流表达式，以及时域和频域响应都是理解和应用电磁感应现象的基础。
因此，我们可以用含容电路来模拟电磁感应发生的过程，并通过该模型来分析电磁感应现象中的不同参数对现象的影响及其机理。
含容电路分析
含容电路分析（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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)
R1
C2
S
E
R2
在如图所示的电路中电源内阻不计,
R1 : R2 1: 3 , R3 : R4 3:1 , 当 R2 的 滑 动
片 P 从最右端向最左端滑动的过程中 ,导线 ) EF 上的电流方向是( A.始终从 E 到 F F R R E B.始终从 F 到 E C C.先从 F 到 E ,再从Ｅ到Ｆ R R D. EF 上没有电流 S E
如图所示的电路中,已知电容 C1 C2 ,电阻 R1 R2 ,电源电动势为
E ,内阻不计,当开关 S 接通时,以下说法中正确的是(
Ａ. C1 的电量增多, C2 的电量减少 Ｂ. C1 的电量减少, C2 的电量增多 Ｃ. C1 、 C2 的电量都增多 Ｄ. C1 、 C2 的电量都减少
C1
1
2
3
4
如图所示的电路中, U 10V ,电阻 R1 3 、 R2 2 、 R3 5 、 电容器的电容 C1 4 F 、 C2 1 F 、求: (1)当 K 闭合时间足够长时, C1 和 C2 所带的电量各是多少？ (2)然后把 K 打开, K 打开后通过 R2 的电量是多少？
R1
C1
R2
R3
C2
U
K
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 ,电量为 q 的带电小 球.当电键 K 闭合时,带电小球静止在两极板间的中点 O 上.现把电键打 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.