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1、安全教育学习是提高员工安全防范意识的重要措施。“百日安全活动”开展以来，保卫部从自身着手对本部门所有员工开展集中安全教育培训专题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
2、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
3、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=1,电阻R1=3,R2=6, 电容器的电容C=3.6F,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
4、少1.810-6C(2) 9.610-6C【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=1.5A,U1=I1 R1=4.5V.合上开关S2后,电容器电压为U2,干路电流为I2.根据闭合电路欧姆定律有I2=2A,U2=I2=4V.所以电容器上电荷量变化了Q=(U2-U1)C=-1.810-6 C.(或电容器上电荷量减少了1.810-6C)(2) 合上S2后,电容器上电荷量为Q=CU2=1.4410-5C.断开S1后,R1和R2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比,流过电阻R1的电荷量为Q1=Q=9.610-6C.三
5、总结提升（1）电路稳定后，电容器两极板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，电容器两极板间的电压与其并联的电路两端的电压相等。（3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，若果电容器两端电压升高，电容器将充电；反之，电容器将放电。（4）电容器在直流电路中相当于断路，对电路没有作用。（5）当电容器与电阻串联时，电阻两端不分电压。四 提升专练1.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯能正常发光，当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是A. 路端电压变小 B. 灯泡L将变亮C. 电容器
6、C的电量将减小 D. 电容器C的电量将增大【答案】D【解析】当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，电路中电流减小，路端电压增大，故A错误电路中电流减小，灯L变暗，故B错误电容器的电压等于路端电压，可见其电压是增大的，则由Q=CU知，电容器C的电荷量将增大故C错误，D正确故选D.2. (多选) 在如图所示的电路中，S闭合，电容器已经充电。现将S断开，则以下判断正确的是（ ）A. 电容器将放电B. 电容器将继续充电C. 有瞬时电流通过R3D. 电容器上的带电荷量将增大【答案】BCD3. 如图所示的电路中,E为电池,R1、R2为可变电阻,R为定值电阻,C为平行板电容器.闭合开
7、关S后,能使电容器带电荷量增加的方法是 ()A. 增大R1的阻值B. 增大电容器两极板间的距离C. 减小R2的阻值D. 将电容器的两极板错开些【答案】 C【解析】 电容器与R1串联,改变R1的阻值对电容器两端电压无影响,A项错误;增大电容器两极板的距离和将电容器的两极板错开些,电容C减小,电压不变,带电荷量减小,B、D选项错误;减小R2可以增大R两端电压,C项正确.4.阻值相等的四个电阻R、电容器C及电池E（内阻可忽略）接成如图所示的电路。保持S1闭合，开关S2断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S2，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为A 5:3 B2:1C1
8、:2 D1:3【答案】A【解析】电池E的内阻可忽略不计，保持开关S1闭合、S2断开且电流稳定时，电容器的电压为：，再闭合开关S2时，电容器的电压为：，由Q=CU得：C相同，则有：Q1:Q2=U1:U2=5:3，故A正确，BCD错误。5.(多选)如图所示，电路中RT为热敏电阻，R1和R2为定值电阻。当环境温度升高时，RT阻值变小。开关S闭合后，若环境温度降低，则（）A. 通过 R1 的电流变小 B. 通过R2的电流变小C. RT两端的电压增大 D. 电容器两极板间的电场强度不变【答案】AC6.(多选) 如图所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为)连接,电源
9、负极接地。开始时电容器不带电,闭合开关S,稳定后,一带电油滴恰能静止在电容器中P点。在开关S保持接通的状态下,下列说法正确的是()A. 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动B. 当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动C. 断开开关S，带电油滴将向下运动D. 当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高【答案】ADC：断开开关S，理想二极管具有单向导电性，故电容器不会放电，两板间的电场强度不变，带电油滴仍静止。故C错误D：当电容器的下极板向左移动时，电容器两极板的正对面积变小， 电容器的电容减小， 电容器两极间的电压增大，理想二极管具有单向导电性，故电容器不会放电电荷量不变U
10、变大，又，电容器两板间的电场强度增大，设P点到下极板距离为h，则P与下极板间电势差为，又下极板接地电势为零，故P点的电势会升高。D正确7.(多选) 如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为U，电流表示数的变化量为I，则( )A. 变化过程中U和I的比值保持不变B. 电压表示数变大，电流表示数变小C. 电阻R0两端电压减小，减小量为UD. 电容器的带电量增大，增加量为CU【答案】ABD8. 电容器C1、C2和可变电阻器R1、R2以及电源连接成如图所示的电路当R1的滑动触头在图示位置时，C1、C2的电量相等要使C1
11、的电量大于C2的电量，应A. 增大R2B. 减小R2C. 将R1的滑动触头向A端移动D. 将R1的滑动触头向B端移动【答案】D【解析】由题意，当变阻器R1的滑动触头在图示位置时，C1、C2的电量相等，则，要使C1的电量大于C2的电量，根据Q=CU，可知，C1的电压占R1两端的总电压的比例应增大，根据闭合电路分析，则有当将R1的滑动触头向B端移动时，C1的电压占R1两端的总电压的比例将增大，而R2电阻的增大或减小，都不会导致C1的电压占R1两端的总电压的比例增大，故D正确，ABC错误；故选D.9.(多选) 如图所示的电路，R1R3R4R5R，滑动变阻器R2的总电阻为2R，其滑片P恰处在正中，电源
12、的内阻不计，电键S1闭合，单刀双掷开关S2合在a端，此时平行板电容器C的带电量为Q，如果将R2的触片滑到最右端A. 电容器C的带电量变为2Q/3B. 电容器C的带电量将变为Q/3C. 再将S2由a合向b端，将有向右的瞬时电流流过R4D. 将S2由a合向b端后，通过电阻R5的电量为2Q/3【答案】AC10.在如图所示电路中，电源电动势为12 V，内阻不计，各电阻阻值已在图中标出，开关是闭合的。现将开关断开，测得通过电阻R3的电荷量为1.1910-5C，则电容器的电容为 ( )A. 1.75 F B. 4.25 FC. 5.95 F D. 2.48 F【答案】A开关断开时， 和与串联，电容器的电压
13、等于的电压，则代入数据得： ，此时电容器两端电压为4.8V且下极板带负电；开关断开，测得通过电阻R3的电荷量为1.1910-5C，则代入数据得： 故选A11. 如图所示的电路中,R1=3 ,R2=6 ,R3=1.5 ,C=20 F.当开关S断开时,电源所释放的总功率为2 W;当开关S闭合时,电源所释放的总功率为4 W.求:(1) 电源的电动势和内阻.(2) 闭合S时,电源的输出功率.(3) S断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少.【答案】 (1) 4 V0.5 (2) 3.5 W(3) 610-5 C0【解析】 (1) S断开时P总=2 W,S闭合时P总=4 W,R并=,解得E=4 V,r=0.5 .12如图所示，电源电动势E=6 V，内阻r=1 ，电阻R1=2 ，R2=3 ，R3=7.5 ，电容器的电容C=4 F，开关S原来断开。试求：（1）电容器所带电量；（2）合上开关S到电路稳定，这一过程中通过电流表的电荷量。【答案】（1）C（2）【解析】（1）S断开，C相当于断路,中无电流，C两端电压即两端电压电容器的电压电容器的带电量C且a板带正电，b板带负电。（2）S闭合， 与串联后再与并联，C两端电压即两端电压，在治安防范工作中保卫部要求治安员按照“全覆盖、零容忍”的工作原则，明确责任、清晰目标，坚持对重点要害部位进行“地毯式”巡查
