专题31 含容电路-2019高考物理一轮复习专题详解

专题31 含容电路-2019高考物理一轮复习专题详解

含容电路的分析方法 ‎(1)稳态含容直流电路 电容器处于稳定状态时，相当于断路，此时的电路具有以下两个特点：‎ ‎①电容器所在支路无电流，与电容器直接串联的电阻相当于一根无电阻导线；‎ ‎②电容器上的电压就是与含有电容器的那条支路并联部分电路的电压．‎ 弄清电路结构是解决稳态含容直流电路问题的关键．‎ ‎(2)动态含容直流电路 若直流电路结构发生改变，电容器两端的电压往往会产生相应的变化，从而在电路中产生短暂的充放电现象，使电容器的电荷量发生改变，试题通常要求求出这个电容器所带电荷的电荷量的改变量及充、放电电流的方向．对于这类问题，只要抓住初、末两稳定状态，如果变化前后极板所带电荷的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和．‎ ‎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．‎ ‎【例1】　如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω，电容器的电容C＝4 μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？‎ ‎【答案】ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5C.‎ ‎【例2】．(2017年佛山二模)如图所示，平行金属板中带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时(　　)‎ A．电压表读数减小，电流表读数减小 B．电源效率变小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 ‎【答案】：B 专题练习 ‎1.如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一上闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将（　　）‎ A． 由小变大 B． 由大变小 C． 先变小后变大 D． 先变大后变小 ‎【答案】C ‎【解析】当触点P由m点经n点移到q点的过程中，电路总电阻先变大后变小，由闭合电路欧姆定律得知，电路中电流先变小后变大，R的电压先变小后变大，对于电容器，其电压等于R两端的电压，则由电量公式Q=CU，可知电容器的电量先变小后变大，故C正确 ‎2.在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，（电压表和电流表均视为理想）下列结论正确的是（　　）‎ A． 灯泡L变亮 B． 电源的输出功率变小 C． 电流表读数变大 D． 电容器C上电荷量减小 ‎【答案】B ‎3.在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（　　）‎ A． L变暗，Q增大 B． L变暗，Q减小 C． L变亮，Q增大 D． L变亮，Q减小 ‎【答案】B ‎【解析】当滑动变阻器的滑动片向下移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，灯L变暗．电容器板间电压等于变阻器两端的电压．由上得知，路端电压减小，则通过L灯的电流减小，而干路电流增大，则通过R1的电流增大，R1的电压也增大，则变阻器两端的电压减小，电容器所带电量Q减小，故B正确．‎ ‎4.如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(　　)‎ A． 电压表读数减小 B． 电流表读数减小 C． 质点P将向上运动 D． R3上消耗的功率逐渐增大 ‎【答案】A ‎5.如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是(　　)‎ A． 增大R1的阻值 B． 增大R2的阻值 C． 增大两板间的距离 D． 断开开关S ‎【答案】B ‎【解析】油滴静止不动，则其所受电场力与重力平衡，即mg＝Eq＝q，现欲使油滴仍能处于平衡状态，应保证电场强度不发生变化，即R1的电压不变．R2没有电流通过，故改变R2时对电路工作状态无影响，所以选项B正确，A错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C错误；断开开关S时，电容器与可变电阻构成闭合回路，电容器放电，油滴下落，所以选项D错误．‎ ‎6.如图所示的电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P，欲使P向下运动，应断开开关(　　)‎ A． S1 B． S2‎ C． S3 D． S4‎ ‎【答案】C ‎7.如图所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，电源的内阻不能忽略．闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度增大时，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 通过R2的电流减小 B． 电源的路端电压减小 C． 电容器C所带的电荷量增加 D． 电源的效率增大 ‎【答案】B ‎【解析】当光敏电阻上的光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，通过R2的电流增大，电源的路端电压减小，电容器C所带的电荷量减小，电源效率η＝减小，故选项A、C、D错误，B正确．‎ ‎8.如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则(　　)‎ A． 电容器中的电场强度将增大 B． 电容器上的电荷量将减少 C． 电容器的电容将减少 D． 液滴将向上运动 ‎【答案】B ‎9.竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用绝缘线悬挂了一个带负电的小球，将平行金属板按如图所示的电路连接，开关闭合后绝缘线与左极板间的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则(　　)‎ A． θ1<θ2，I1θ2，I1>I2‎ C． θ1＝θ2，I1＝I2‎ D． θ1<θ2，I1＝I2‎ ‎【答案】A ‎【解析】在滑动变阻器的滑片由a位置滑到b位置的过程中，电路中总电阻减小，平行金属板两端的电压增大，小球受到的电场力增大，因此夹角θ增大，即θ1<θ2；电路中的总电阻减小，总电流增大，即I1

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