上海市高考物理一轮复习 实验六十二 电容充放电与串并联导学案
2020高考物理大一轮复习 6.20 电容器 带电粒子在电场中的运动(一) 沪科版
电容器带电粒子在电场中的运动(一)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。
关于b 点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )解析:做曲线运动的物体,速度的方向沿轨迹上该点的切线方向,而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线,选项A错误;负电荷受力方向与该点电场强度方向相反,并且轨迹曲线应向力的方向弯曲,选项C错误;质点从a到c减速,故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角,选项B错误,D正确。
答案:D2.(2013·湖北检测)传感器是一种采集信息的重要器件。
如图所示是一种压力传感器。
当待测压力F作用在可动膜片电极上时,可使膜片发生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么( )A.当F向上压膜片电极时,电容将减小B.当F向上压膜片电极时,电容将不变C.若电流计有示数,则压力F发生了变化D.若电流计有示数,则压力F不发生变化解析:根据C=,向上压膜片电极时,两电极间距离d减小,电容将增大,选项A、B错误;电容变化引起两极板上电荷量的变化,灵敏电流计有示数,故选项C正确,D错误。
答案:C3.如图所示是一个说明示波管工作的原理图,电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时偏转量是h,两平行板间的距离为d,电压为U2,板长为l,每单位电压引起的偏移叫作示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可采用下列哪些方法( )A.增大U1B.减小lC.减小dD.增大U2解析:根据题意,由每单位电压引起的偏移叫作示波管的灵敏度,联立U1q=m和h=y= ()2,解得=,可知本题只有选项C正确。
上海市高考物理一轮复习 实验五十九 并联电路中电流的规律导学案
实验五十九 并联电路中电流的规律
实验目的
探究并联电路中各支路电流与干路电流的关系。
实验原理
实验电原理见图59-1。
图中电流1为干电路中的总电流，电流2与电流3为两个支路电流，两个支路电流之和等于干路电流。
实验器材
朗威®
DISLab 、计算机、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、单刀开关、导线若干。
实验过程与数据分析
1．将三只电流传感器分别接入数据采集器；
2．按照实验原理图连接好实验装置，电路闭合；
3．打开“计算表格”，点击记录此时每个电流传感器的测量值。
每调节滑动变阻器触点，就记录一次数据，得到一组实验数据（图59-2）；
4．由实验结果得出结论：并联电路中各支路的电流之和等于干路电流。
图59-1 实验电原理图
图59-2 实验数据。
2022年高考物理大一轮复习精品课件：6-4 电容器 电容
＝CQd＝4πεrkSQ知，电容器所带电荷量 Q 不变，εr、S 也不变， 则当两极板间距离变化时，板间场强 E 不变，A 选项正确；
由 U＝Ed，可知 P 与负极板间的距离不变，P 与负极板间的
电势差不变，P 点的电势不变，正电荷在 P 点的电势能 Ep＝
qφP，不变，C 选项正确，B、D 选项错误．【答案】 AC
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第六章 电 场
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
【解析】 若小球带正电，原来的受力为重力和电场力 方向均向下，加速度 a＝mg＋m qE，现通过上下移动 A 板来改 变两极板 A、B 间距，说明粒子运动的竖直方向上的位移 y 不变，y＝12at2，x＝vt＝v 2ay＝v mg2＋ymqE，当 d 增大时， 由 C＝4επrkSd，知电容减小，但二极管的反向截止，Q 不可能 减小，所以 Q 不变，U 增大，
一、电容器 1．基本结构 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可看成电容 器． 2．功能 储存电荷和电能的容器． 3．电容器的带电量 是一个极板上带电量的绝对值．两板电荷等量异号，分 布在两板相对的内侧．
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第六章 电 场
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
4．充电与放电 使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放 电．充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板 移到正极板的过程．由于正、负两极板间有电势差，所以电 源需要克服电场力做功．正是电源所做的这部分功以电能的 形式储存在电容器中，放电时，这部分能量又释放出来．
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第六章 电 场
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
【解析】 电容器与电源相连时，两板间电势差 U 保持
不变(等于电源电动势)，将上极板上移以后，两板间距 d 变
一轮复习-导学案62-远距离输电-教师版
一轮复习-高三物理导学案62-远距离输电-教师版第1页（共1页）“东师学辅” 导学练·高三物理（62）远距离输电1. 请将本节课所涉及的知识点整理于此。
（概念，规律，公式，注意事项）远距离输电 Ⅰ(考纲要求) 1.输电过程(如图1022所示)图10222.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt ．3.电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR4.功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R5.输送电流(1)I ＝PU ；(2)I ＝U －U ′R2. 本节课还有哪些概念不理解？哪些地方没听懂？哪些方法还不会使用？【典例1】如图为某小型水电站的电能输送示意图，A 为升压变压器，其输入功率为P 1，输出功率为P 2，输出电压为U 2；B 为降压变压器，其输入功率为P 3，输入电压为U 3.A 、B 均为理想变压器，输电线的总电阻为r ，则下列关系式正确的是( ). A.P 1>P 2 B ．P 2＝P 3 C.U 2>U 3 D ．U 2＝U 3 【C 】【典例2】中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( ).A.P 4B.P2 C ．2P D ．4P 【A 】【变式2】照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( ). A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D.供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小【C 】【典例3】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是( ). A.输电线上损耗的功率为P 20RU 22B.输电线上损耗的功率为P 20RU 21C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率 【C 】2014-2015学年上学期。
2020届高考物理一轮复习教学案精品集62电场强度
2020届高考物理一轮复习教学案精品集62电场强度【教学要求】1．明白电荷间的相互作用是通过电场发生的,初步了解场是物质存在的形式之一。
2．明白得电场强度，依照电场强度的定义式进行有关的运算。
3．认识匀强电场，认识点电荷的电场。
4．明白什么是电场线，会用电场线描述电场【知识再现】一、电场1．电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间__________的媒体．它是一种看不见的______的物质．它具有___________和能的特性．2．电场最差不多的性质是____________________________。
电场力：_____________________________ _____________________________，此力叫电场力．二、电场强度1．定义和定义式：放人电场中某点的电荷所受____________与____________的比值，叫电场强度．____________表示．其定义式为：_________。
2．单位：电场强度的单位为导出单位，为______，符号为__________________。
3．矢量性：电场强度是矢量，方向与____________。
三、电场线在电场中画出的一系列从________到________终止的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟_____一致，此曲线叫电场线．四、电场线的特点1．电场线是为了形象地描述_______________而假想的、实际不存在的__________。
2．电场线是起源于_____ (或无穷远处)，终止于___ ________ (或无穷远处)的有源线，是________曲线。
3．电场线的疏密表示__________，某点的切线方向表示该点的________________。
它不表示电荷在电场中的运动轨迹。
3．电场线________相交．在静电场中，电场线不中断。
五、电场的叠加电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同产生时，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和．知识点一对电场和电场强度的明白得电场是存在于电荷周围的一种专门物质，是电场力赖以存在的媒介，它对放入其中的电荷有力的的作用，这种作用在电场中用电场强度来进行描述，电场强度的定义是引入检验电荷进行的，而电场强度又与检验电荷无关．【应用1】在真空中O点放一个点电荷Q＝+1.0×10—9C，直线MN通过O点，OM的距离r＝30 cm，M点放一个点电荷q＝—1.0×10—10C，如图，求：(1)q在M点受到的作用力。
物理一轮复习专题62串并联电路电表的改装练习含解析
专题62 串并联电路电表的改装1．［2020·沈阳质检］如图所示的电路中，两个电压表的内阻均为3 kΩ ，定值电阻R1的阻值为12 kΩ，电压表V1示数为2 V，V2示数为3 V，则定值电阻R2的阻值为()A．10 kΩB．20 kΩC．30 kΩD．60 kΩ2．P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上下表面积大于P2的上下表面积，将P1和P2按图所示接到电源上,闭合开关后，下列说法正确的是()A．若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流B．若P1和P2的体积相同，则P1的电功率等于P2的电功率C．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压等于P2两端的电压D．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压3．如图所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0。
02 A;R1的阻值等于电流表内阻的错误!；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是(）A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0。
06 AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0。
01 A4．一电压表由表头G与电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍大一些，采用下列哪种措施可能加以改进（)A．在R上串联一比R大得多的电阻B．在R上串联一比R小得多的电阻C．在R上并联一比R小得多的电阻D．在R上并联一比R大得多的电阻5．（多选）如图所示，用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V,分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中．通电后关于指针是()A．甲中电压表的指针偏角比电流表的大B．甲中电压表的指针偏角比电流表的小C．乙中电压表的指针偏角比电流表的大D．乙中电压表的指针偏角比电流表的小6．利用如图所示电路可测量待测电阻R x的阻值．定值电阻R1、R2阻值已知，闭合电键S，调节电阻箱接入电路阻值为R3时，电流表示数为零，则R x阻值等于()A．R2B。
2023届高考物理一轮复习学案 8.3 电容器带电粒子在电场中的运动
第3节电容器带电粒子在电场中的运动学案基础知识：一、电容器及电容1．电容器(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。
(2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。
(3)电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能。
放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。
2．电容(1)定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的比值。
(2)定义式：C＝Q U。
(3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。
(4)单位：法拉(F)，1 F＝106μF＝1012 pF。
3．平行板电容器的电容(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与电介质的相对介电常数成正比，与极板间距离成反比。
(2)决定式：C＝εr S4πkd，k为静电力常量。
二、带电粒子在匀强电场中的运动1．做直线运动的条件(1)初速度v0≠0粒子所受合外力F合＝0，粒子做匀速直线运动。
(2)初速度v0≠0粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。
2．偏转(1)运动情况：如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中，则带电粒子在电场中做类平抛运动，如图所示。
(2)处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动。
根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。
(3)基本关系式：运动时间t＝lv0，加速度a＝Fm＝qEm＝qUmd，偏转量y＝12at2＝qUl22md v 20，偏转角θ的正切值：tan θ＝v yv0＝atv0＝qUlmd v 20。
三、示波管1．示波管的构造①电子枪，②偏转电极，③荧光屏。
(如图所示)2．示波管的工作原理(1)YY′偏转电极上加的是待显示的信号电压，XX′偏转电极上是仪器自身产生的锯齿形电压，叫作扫描电压。
(2)观察到的现象①如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。
高考物理一轮复习 专题六 电场 第3讲 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动学案
第3讲电容器与电容带电粒子在电场中的运动一、单项选择题1．(2017年湖南邵阳高三大联考)根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器．通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右．地球的电容约为( ) A．0.17 F B．l.7 F C．17 F D．170 F2．(2017年湖南怀化高三二模)如图K631所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态．现贴着下板迅速插入一定厚度的金属板，则在插入过程中( )图K631A．电路将有逆时针方向的短暂电流B．电容器的带电量减小C．带电液滴仍将静止D．带电液滴将向下做加速运动3．(2017年湖南长沙雅礼中学高三月考)如图K632所示，两加上电压的水平平行金属板之间放了一薄带电金属网，形成了上下两个匀强电场空间，场强分别为E1、E2(方向均竖直向下)．两不计重力的带电微粒，从离开金属网d1、d2处先后水平射入电场(不考虑两的是( )微粒间的库仑力)，运动轨迹与金属网相交于同一点，则以下判断错误．．图K632A．两微粒一定带异种电荷B．若两微粒初速度相同，则到达金属网所用的时间相同C．不改变其他物理量，仅将E1和d1同时减半，两粒子运动轨迹仍然能相交于同一点D．若E1＞E2，d1＝d2，则上方微粒的比荷(带电量与质量的比值)较小4．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P 点，如图K633所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，E p 表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x 0的过程中，各物理量与负极板移动距离x 的关系图象正确的是( )图K633A B C D 5．如图K634所示的交变电压加在平行板电容器的A 、B 两极板上，开始时B 板电势比A 板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场力作用下开始运动，设A 、B 两极板间的距离足够大，下列说法正确的是( )图K634A ．电子一直向着A 板运动B ．电子一直向着B 板运动C ．电子先向A 板运动，然后返回向B 板运动，之后在A 、B 两板间做周期性往返运动D ．电子先向B 板运动，然后返回向A 板运动，之后在A 、B 两板间做周期性往返运动二、多项选择题6．在如图K635所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住带电小球在竖直平面内绕悬点O 做圆周运动，下列说法正确的是( )图K635A ．带电小球有可能做匀速圆周运动B ．带电小球有可能做变速圆周运动C ．带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小D ．带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小 7．(2016年山东淄博、莱芜二模)如图K636所示，平行板电容器两极板水平放置，电容为C .电容器与一直流电源相连，初始时开关闭合，极板间电压为U ，两极板间距为d ，电容器储存的能量E ＝12CU 2.一电荷量为q 的带电油滴以初动能E k 从平行板电容器的轴线水平射入(极板足够长)，恰能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器，则( )图K636 A ．保持开关闭合，只将上极板下移d 3，带电油滴仍能沿水平线运动 B ．保持开关闭合，只将上极板下移d 3，带电油滴将撞击上极板，撞击上极板时的动能为E k ＋qU12C ．断开开关后，将上极板上移d 3，若不考虑电容器极板的重力势能变化，外力对极板做功至少为23CU 2 D ．断开开关后，将上极板上移d3，若不考虑电容器极板的重力势能变化，外力对极板做功至少为16CU 2 8．(2017年四川成都高三模拟)如图K637所示，光滑绝缘的水平面内存在场强为E 的匀强电场，长度为l 绝缘光滑的挡板AC 与电场方向夹角为30°.现有质量相等、电荷量均为Q 的甲、乙两个带电体从A 处出发，甲由静止释放，沿AC 边无摩擦滑动，乙以垂直于电场方向的初速度运动，甲、乙两个带电体都通过C 处．则甲、乙两个带电体( )图K637A ．发生的位移相等B ．通过C 处的速度相等C ．电势能减少量都为32EQlD ．从A 运动到C 时间之比为2 三、非选择题9．如图K638所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d ＝8 cm ，板长为l ＝25 cm ，接在直流电源上．有一带电液滴以v 0＝0.5 m/s 的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P 处时迅速将下板向上提起43cm ，液滴刚好从金属板末端飞出．求：(1)将下板向上提起后，液滴的加速度大小．(2)液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点所用的时间．(g取10 m/s2)图K63810．(2017年山东济宁高三模拟)图K639为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图．在xOy平面的第一象限，存在以x轴、y轴及双曲线y＝l22x的一段(0≤x ≤l,0≤y≤l)为边界的匀强电场区域Ⅰ，电场强度为E；在第二象限存在以(－2l≤x≤0,0≤y≤l)为边界的匀强电场区域Ⅱ.一电子(电荷量大小为e，质量为m，不计重力)从电场Ⅰ的边界B 点处由静止释放，恰好从N点离开电场区域Ⅱ.求：(1)电子通过C点时的速度大小．(2)电场区域Ⅱ中的电场强度的大小．(3)试证明：从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都能从N点离开电场．图K63911．(2017年甘肃高三二诊)如图K6310所示，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中的半圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左．静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强大小都为E0，方向沿圆弧半径指向圆心O.离子质量为m、电荷量为q，QN＝2d、PN＝3d，离子重力不计．(1)求圆弧虚线对应的半径r的大小．(2)若离子恰好能打在QN的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值．图K6310。
2019版高考物理大一轮复习第六章静电场第3讲电容器的电容、带电粒子在电场中的运动学案
第3讲 电容器的电容、带电粒子在电场中的运动 [考试标准] 知识内容 必考要求 加试要求 说明
电容器的电容 b c 1.不要求应用平行板电容器电容的决定式进行计算． 2.示波管问题的分析与计算不涉及两个偏转电极同时加电压的情形． 3.解决带电粒子偏转运动问题只限于垂直电场方向入射且偏转电极加恒定电压的情形.
带电粒子在电场中的运动 b d
一、电容器 1．电容器的充、放电 (1)充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能． (2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．
2．公式C＝QU和C＝εrS4πkd的比较
(1)定义式：C＝QU，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关． (2)决定式：C＝εrS4πkd，εr为电介质的相对介电常数，S为极板正对面积，d为板间距离． 自测1 下列关于电容器的叙述正确的是( ) A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器
B．从C＝QU可以看出，电容的大小取决于带电荷量和电压 C．电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值 D．电容器充电过程，是将电能转变成电容器的电场能并储存起来的过程；电容器放电过程，是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能的过程 答案 D 二、带电粒子在电场中的运动 1．加速问题 若不计粒子的重力且无其他外力作用，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子的动能的增量．
(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝12mv2－12mv02.
(2)在非匀强电场中：W＝qU＝12mv2－12mv02. 2．带电粒子在电场中偏转的运动规律 不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，如图1.
图1 (1)沿初速度方向做匀速直线运动
运动时间 a.能飞出电容器：t＝lv0.b.不能飞出电容器：d0＝12at2＝qU2md t2， t＝ 2mdd0qU. (2)沿电场力方向，做匀加速直线运动
2019-2020年高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 第2单元 串并联电路 电表的改装教案
2019-2020年高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 第2单元 串并联电路电表的改装教案一、串并联1、串联I 1 ＝ I 2 R ＝ R 1 + R 2 U ＝ U 1 + U 22、并联I 1 + I 2 ＝ I U 1 ＝ U 2 （1）(2) 总电阻小于任何一个电阻 （3）某一个电阻变大，总电阻变大 （4）某一支路断路，总电阻变大（5）某一支路短路，总电阻为零3、分压器（1） 分清负载和空载时的输出电压U CD （2） CD 间接入电阻的大小和多少对输出电压的影响 （3） p 在中点时的输出电压U CD4、电源的串联和并联【例1】 已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ，60W ”和“110V ，100W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？BA. B. C. D.【例2】 实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律，其中U 表示棒两端的电势差，k =0.02A/V 3。
现将该棒与一个可变电阻器R 串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V 的电源上。
求：（1）当串联的可变电阻器阻值R 多大时，电路中的电流为0.16A ？（2）当串联的可变电阻器阻值R 多大时，棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5？解：画出示意图如右。
（1）由I =kU 3和I =0.16A ，可求得棒两端电压为2V ，因此变阻器两端电压为4V ，由欧姆定律得阻值为25Ω。
（2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V ，由I =kU 3得电流为0.02A ，变阻器两端电压为5V ，因此电阻为250Ω。
【例3】 图为分压器接法电路图，电源电动势为E ，内阻不计，变阻器总电阻为r 。
闭合电键S 后，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器本身a 、b 两点间的阻值R x变化的图线应最接近于右图R xC D中的哪条实线A.①B.②C.③D.④解：当R x 增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以R 两端的电压U 应增大，排除④；如果没有并联R ，电压均匀增大，图线将是②；实际上并联了R ，对应于同一个R x 值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以③正确，选C 。
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实验六十二 电容充放电与串并联
实验目的
观察电容充放电过程，了解电容串并联的容量变化。
实验原理
电源接通时，开始对电容充电，经过一定时间后，电容充电完成，然后将电源去掉换成
导线，电容开始放电；在相同的电气环境下，充电时间的长短取决于电容量大小，电容量大
的充电时间长，可根据充电时间的大小，推断电容串并联后的容量变化。
实验电原理见图62-1a、62-1b。
实验器材
朗威®DISLab、计算机、朗威®系列电学实验板EXB-16（图62-2）、学生电源、导线等。
实验装置图
见图62-3a、图62-3b。
图62-1a 电容充放电原理图 图62-1b 电容串联原理图
图62-2 朗威®系列电学实验板EXB-16
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实验过程与数据分析
1．将电压传感器接入数据采集器，并连接实验板EXB-16的U1；
2．选择示波显示方式；
3．将电源接入实验板EXB-16，开关K1由放电拨到充电；当曲线平缓上升趋于稳定后，再
把K1拨到放电，即可得到充放电图线（图62-4）；
4．取另一只电压传感器，接入数据采集器第二通道，将测量夹连接实验板EXB-16的U2，
K2闭合；
5．启动“组合图线”功能，添加 “时间-电压1、时间-电压2”图线，点击“开始”；
6．将K1由放电拨到充电，可以得到两条充放电图线（图62-5）：左为两只同型电容串联，
右为单独一只电容。比较两者可见：串联电容充放电图线的变化速率（上升和下降）明显大
于单独一只电容充放电图，说明其充放电所用时间较短，即电容串联后容量减小；
7．将第二通道电压传感器接入实验板EXB-16的U3，K2闭合，重复步骤6，可以得到单独
一只电容与两只相型电容并联的充放电图线；
8．总结电容充放电及串并联的规律；
9．取下第二通道的传感器，第一通道的传感器接入实验板EXB-16的U3，将采样频率设
置为500，打开“计算表格”，选用“自动记录”，时间间隔设定为“0.02”；
10．点击“开始”，同时将K1拨到1，按照设定的时间间隔记录电容充电过程中的数值，
记录2秒左右后点击“结束”；若K1由1拨到2，则记录一组电容放电过程中的数据；
图62-4 电容充放电图线 图62-5 电容串联充电时间变短
图62-3a 电容充放电实验装置
图62-3b 电容串并联实验装置
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11．点击“绘图”，设定X轴为t，Y轴为U1，得到基于电容放电实验数据的“电压-时间”
数据点（图62-6）；
12．确定“选择区域”，点击“拟合”，选取多种拟合方式，比较各种拟合图线与数据点
的对应关系。发现：只有选择“指数拟合”的时候，数据点与拟合图线完全重合（图62-7）。
这说明电容放电过程中的电压（电流）与时间的关系为指数函数关系；
13．重复上述步骤，研究电容充电过程中电压（电流）与时间的关系。
14．将第一通道的电压传感器更换为电流传感器（量程为200mA），将电流传感器接入实
验板EXB-16的I，将K2断开，添加 “时间-电流1、时间-电压2”图线，点击“开始”，将开
关K1由放电拨到充电；当曲线平缓上升趋于稳定后，再把K1拨到放电，便可以得到两只电容
并联时电流和电压的充放电曲线（图62-8）。
图62-6 电容放电“电压-时间”数据点 图62-7 基于数据点的指数拟合
图62-8 电流、电压充放电曲线