含电容器电路的归类分析

1、_含电容器电路的归类分析山东潍坊寒亭一中张启光李瑞芳（邮编261100 ）电容器是一个储能元件，在直流电路中， 当电路稳定后， 电容器相当于一个阻值无限大的元件，含有电容器的支路看作断路，关于电路中电容器的考查常见以下几方面：一、考查电容器所带电荷量例 1如图 1所示电路中， 已知电容器的电容 C=2F，电源电动势 E=12V ，内阻不计，R1 : R2 : R3 : R4 =1:2:6:3 ，则 S 闭合时电容器a 板所带电荷量为（）aA 8×CB4×6 C126RR1010R3b R4C 4×6CD8×6 C1010解析 ：电源内阻不计则路端电压为1

2、2V ，电路稳定后电容器相当S于断路，由串联正比分压有 U1R11 ，则U28V，同理图 1U 2R22U 3R32a 板电势为8V ，b 板电势为4V ，U 4R4，则 U 4 4V ，取电源的负极电势为零，则1故电容器两极板间电势差U 4V ， a 板带正电荷q CU 8×6C ，正确答案为 D10二、考查电路变化后流过用电器的电荷量例 2 如图 2 所示电路中12 R3 8 ，电容器电容 C=5F，RR电源电动势 E=6V ，内阻不计，求电键 S 由稳定的闭合状态断开后流过R3 的电荷量解析 ：电键闭合时电路结构为R1和 R2串联后与 R3 并联，电容器并在R2 两端，电源内阻

3、不计，由串联正比分压得U 2 3V ，b 板带正电，电荷量R1R3abR2S图 2Q CU2 15 ×6C ；电键断开后电路结构为R1和 R2串联，电容器通过R3 并在 R1 两端，10则电容器两端电压为U 13V，b 板带负电，电荷量QCU 1×6 C ，所以电键断开15 10后电容器通过 R3先放电后反向充电，流过R3 的电荷量为两情况下电容器所带电荷量之和Q Q Q 3×105C注意 ：求电路变化后流过用电器的电荷量的问题，一定要注意同一极板上所带电荷的电性是否变化， 不变则流过用电器的电荷量为初、末状态电容器所带电荷量之差，变化则为二者之和三、以电容器为背

4、景考查力电综合问题例 3 如图 3 所示， R1 R2 R3 R4 R，电键 S 闭合时，间距为d 的平行板电容器 C 的正中间有一质量为m、电荷量为 q 的小球恰好处于静止状态；R1R2R3S·R4精品资料图 3_电键 S 断开时，小球向电容器的一个极板运动并发生碰撞，碰后小球带上与极板同性质的电荷 设碰撞过程中没有机械能的损失，小球反弹后恰好能运动到电容器的另一极板，不计电源内阻，求电源的电动势和碰后小球所带的电荷量解析 ：电键 S 闭合时 R1 、 R3 并联后与R4 串联（ R2 中没有电流通过） ，电容器并在R4上，UC U 4 2U C，解得 E3mgdE ，对带电小球有 mg qd电键 S 断开时， 仅 R1 、32qR4 串联，电容器仍并在 R4 上， U CE，故小球向下运动，设小球与下极板碰撞后带电荷2量 为 q，从小球开始运动到小球恰好运动到上极板的全过程由动能定理得mgdqU Cq U C 0 ，综合解得q7q226点评 ：分析和计算含有电容器的直流电路问题，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，具体方法是：（ 1）明确电路结构，确定电容器和哪部分电路并联，该电路两端电压就是电容器两端电压（ 2）当电容器与某一电阻串联后接入电路时，此支路中没有电流，所以与电容器串联的电阻看成导线，电路两端的电压就是电容器两极板间电压（ 3）对于较复杂电路