1、1专题:含有电容器的直流电路分析电容器是一个储存电能的元件。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,在电容器处电路看做是断路,简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上。解决含电容器的直流电路问题的一般方法:(1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。(2)只有当电容器充、放电时,电容器支路中才会有电流,当电路稳定时,电容器对电路的作用是断路。(3)电路稳定时,与电容器串联的电阻为等势体,电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。(4)在计算电
2、容器的带电荷量变化时,如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差;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始末状态电容器电荷量之和。典例 1 (2013宁波模拟)如图 1 所示,R 1、R 2、R 3、R 4 均为可变电阻,C 1、C 2 均为电容器,电源的电动势为 E,内阻 r0。若改变四个电阻中的一个阻值,则( )图 1A减小 R1,C 1、C 2 所带的电量都增加B增大 R2,C 1、C 2 所带的电量都增加C增大 R3,C 1、C 2 所带的电量都增加D减小 R4,C 1、C 2 所带的电量都增加解析 R 1 上没有电流流过
3、,R 1 是等势体,故减小 R1,C 1 两端电压不变,C 2 两端电压不变,C 1、C 2 所带的电量都不变,选项 A 错误;增大 R2,C 1、C 2 两端电压都增大,C1、C 2 所带的电量都增加,选项 B 正确;增大 R3,C 1 两端电压减小,C 2 两端电压增大,C1 所带的电量减小,C 2 所带的电量增加,选项 C 错误;减小 R4,C 1、C 2 两端电压都增大,C1、C 2 所带的电量都增加,选项 D 正确。答案 BD典例 2 (2012江西省重点中学联考 )如图 2 所示电路中, 4 个电阻阻值均为 R,电键 S闭合时,有质量为 m、带电量为 q 的小球静止于水平放置的平行
4、板电容器的正中间。现断开电键 S,则下列说法正确的是( )2图 2A小球带负电B断开电键后电容器的带电量减小C断开电键后带电小球向下运动D断开电键后带电小球向上运动解析:选 ABC 带电量为 q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间,说明所受电场力向上,小球带负电,选项 A 正确;断开电键后电容器两端电压减小,电容器的带电量减小,带电小球所受电场力减小,带电小球向下运动,选项 C 正确 D 错误。针对训练1 如图 3 所示的电路中,R 1 是定值电阻,R 2 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( )图 3A通过 R2 的电流减小
5、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2(多选)电源、开关 S、定值电阻 R1、光敏电阻 R2 和电容器连接成如图 4 所示的电路,电容器的两平行板水平放置。当开关 S 闭合,并且无光照射光敏电阻 R2 时,一带电液滴恰好静止在电容器两板间的 M 点。当用强光照射光敏电阻 R2 时,光敏电阻的阻值变小,则( )图 4A液滴向下运动 B液滴向上运动C电容器所带电荷量减少 D电容器两极板间电压变大3如图 5 所示的电路,闭合开关 S,滑动变阻器滑片 P 向左移动,下列结论正确的是3( )图 5A电流表读数变小,电压表读数变大B小电泡 L 变亮C电容器 C 上电荷量减小D
6、电源的总功率变大4如图 6 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,则( )图 6A电压表读数减小B电流表读数减小C质点 P 将向上运动DR 3 上消耗的功率逐渐增大1 如图所示,E10 V, r1, R1R 35 , R24,C100F。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 R3 的总电荷量42.如图 2726 所示, E10 V, r1 , R1 R35 , R24 , C100 F.当 S 断开时,电容器中带电粒子恰好处
7、于静止状态求:图 2726(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 R3的总电荷量3如图 7218 所示电路中,开关 S 闭合一段时间后,下列说法中正确的是( )图 7218A将滑片 N 向右滑动时,电容器放电B将滑片 N 向右滑动时,电容器继续充电C将滑片 M 向上滑动时,电容器放电D将滑片 M 向上滑动时,电容器继续充电4(2010高考安徽卷)如图 7221 所示,M、N 是平行板电容器的两个极板,R 0 为定值电阻,R 1、R 2 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、R 2,关于
8、 F 的大小判断正确的是( 图 7221A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55如图 7222 所示,电源电动势为 E,内阻为 r,平行板电容器两金属板水平放置,开关 S 是闭合的,两板间一质量为 m、电荷量为 q 的油滴恰好处于静止状态,G 为灵敏电流计则以下说法正确的是( )图 7222A在将滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中,油滴向上加速运动,G 中有从 b 到 a 的电流B在将滑动变阻器滑片 P 向下移动的过程中,油滴向下
9、加速运动,G 中有从 b 到 a 的电流C在将滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中,油滴仍然静止,G 中有从 a 到 b 的电流D在将 S 断开后,油滴仍保持静止状态,G 中无电流通过6如图所示,电源电动势为 E,内电阻为 r,平行板电容器两金属板水平放置,S 闭合后,两板间恰好有一质量为 m、电荷量为 q 的油滴处于静止状态,G 为灵敏电流计以下说法正确的是( )A若滑动变阻器滑动触头向上移动,则油滴仍然静止,G 中有ab 的电流B若滑动变阻器滑动触头向下移动,则油滴向下加速运动,G中有 ba 的电流C若滑动变阻器滑动触头向上移动,则油滴向上加速运动,G中有 ba 的电流D若将 S 断开,则油滴仍保持静止状态, G 中无电流7如图所示的电路中,电源电动势 E6 V,内阻 r1 ,电阻R16 、R 2 5 、R 33 ,电容器的电容 C210 5 F,若将开关 S 闭合,电路稳定时通过 R2 的电流为 I;断开开关 S 后,通过 R1 的电荷量为 q.则( )AI 0.75 A BI0.5 AC q210 5 C Dq110 5 C8在如图所示的电路中,开关 S 闭合一段时间后,下列说法中正确的是( )A将滑片 N 向右滑动时,电容器放电B将滑片 N 向右滑动时,电容器继续充电C将滑片 M 向上滑动时,电容器放电D将滑片 M 向上滑动时,电容器继续充电