含容电路和电路故障分析

1、含容电路和电路故障分析、含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，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，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉 它.简化后若要求电容器所带电量时， 可接在相应的位置上.分析和计算含有电容 器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极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，电容器两极间的电压与其并联电 阻两端的电压相等.(3)电路的电流、电压

2、变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.【例1】如图所示，电源电动势E = 12V,内阻r= 1Q,电阻Ri = 3Q, R2=2Q, R3= 5Q,电容器的电容 Ci=4C2=1 乒求：(1)当S闭合时间足够长时，C1和C2所带的电量各是多少？(2)然后把S断开，S断开后通过R2的电量是多少？解:(1)当S闭合时间足够长时，C1两端的电压等于R2两端的电压；C2两端的电 压等于路端电压回路电流I 2Ar R1 R2C1两端的电压Uc1=U2= IR2=4VC1 的带电量为：Q1 = CUc1= 4X 106X 4

3、C= 1.6 M5CC2两端的电压 Uc2=U = I (R1+R2) =10VC2 的带电量为： Q2=C2Uc2= 1 X 106X 10CC0X10-5C(2)断开浙，电容器C1通过电阻 眩、R放电；电容器C2通过电阻R、R2、R就电，放电电流均流过 R2,且方向相同。因此，通过 R2的电量为：Q = Q1 + Q2=1.6 10 5C+ 1.0 10 5C=2.6X10 5C【例2】如图，已知源电动势 E=12V,内电阻 不计。电容 C=1 F, R1 ： R2 ： R3 ： R4= 1 ： 2 ： 6 ：,3 则电容a极板所带电量为：()精品A、8X106C B、4X1O 6C C、

4、4X106C D、8X1O 6C解：Uac所以Ucd = 64= 4V4V Uad JR3因此瞅板带正电荷'E 8VR4Q = CUcd= 4X 106C【例3】右图电路中，电源电动势 E=10V、内阻忽略 不计，定值电阻 Ri = 4Q R2= 6Q,电容 C= 30 F。(1)闭合开关S,电路稳定后通过电阻 Ri的电流多大？(2)然后将开关S断开，求这以后流过电阻 Ri的总电 量？(3)开关断开以后，电源还输出多少电能？解：(1)闭合开关S后，电路达到稳定时，电容器相当于断路，由闭合电路 欧姆定律知，通过 Ri的电流为1AR,R2(2)断开前，电容器两极上电压等于 R2两端的电压，

5、即Uc=旧2= 1 X 6= 6V电容器的带电量为Q = CUc= 30 X 1 XPx 6= 1.8 xdCS断开后，电容器两极间电压等于电源电动势E,其带电量为Q' =CE= 30X106X10= 3X16 4c流过R1的总电量等于电容器带电量的增加，即 Q= Q' -Q= 1.2 X 10C(3)开关断开以后，电源又释放的电能为E 电=4 QE= 1.2 XT40 10J = 1.2 k3J0、电路故障的分析方法（一）故障的特点：1、断路的特点：电路电压不为零而电流为零。2、短路的特点：有电流通过电路而电压为零。（二）故障的分析方法1、电压表检测法电压表示数为零，说明电压

6、表无电流通过，可能是电压表并联部分无电阻（短路），或该并联电路之外断路（电路中无电流）。如果电压表有示数，说明电压表有电流流过，则该并联电路无断路且该并 联电路内无短路。2、假设法已知电路发生某种故障，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某 部分电路发生故障，运用电流定理进行正向推理，推理结果若与题述物理现象 不符合，则故障可能发生在这部分电路；直到找出发生故障的全部可能为止。3、排除法在明确电路结构的基础上，从分析比较故障前后电路中电流、电压的变化 入手，确立故障原因并对电路中元件逐一分析，排除不可能情况，寻找故障所 在。针对故障前后电路的两种状态，可根据不同状态物理量间的关系求解有关

7、量。【例1】如图所示，电源电动势为 6V,当开关接 通时，灯泡Li和L2都不亮，用电压表测得各部分电压 是Uad=0, Ucd= 6V, Uab= 6V,由此可以断定A. Li和L2的灯丝都断了B. Li的灯丝断了C. L2的灯丝断了D.变阻器R断路【例2】如图所示，由于电路中某 灯变亮，则故障可能是A. Ri短路B. R2断路C. R3断路D . R短路【例3】如图所示电路中，由于某一电阻断路，使伏特表和安培表读数都 发生变化，则下列说法正确的是A.B.C.D .若 若 若 若Ri断路, Q断路, R3断路, &断路,则两表读数都变小 则两表读数都变小 则两表读数都变小 则两表读数都

8、变大【例4】（2001年上海高考试题）如图所示的电 路中，闭合电键，灯 Li、L2正常发光，由于电路出 现故障，突然发现灯 Li变亮，灯L2变暗，电流表的 读数变小，根据分析，发生的故障可能是：（A） Ri断路 （B） R2断路（C） R短路 （D） R4短路分析与解：首先应对电路进行标准化，如 图所示为其标准化后的电路。当Ri断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯L2变暗，电流表的读数变小， 而路端电压增大，所 以Li两端电压增大，灯Li变亮，所以A选项正 确。L2两端电压增大，灯 L2变当R2断路时，总电阻增大，所以通过电源 的总电流减小，灯 Li变暗，而路端电压增大，所以 亮，

9、所以B选项不正确。当R3短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯Li变亮，而路端电压减小，所以 L2两端电压减小，灯 L2变暗，因为总电流增加，而通过 L2的电流减小，电流表的读数变大，所以C选项不正确。当R4短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯Li变亮，而路端电压减小，所以 L2两端电压减小，灯 L2变暗，因为总电流增加，而通过 L2的电流减小，电流表的读数变大，所以 D选项不正确。5.如图所示，电路中 Li、L2、L3是三盏完全相同的 白炽小灯泡，把它们串联后接在电压恒为6V的电源上,三个小灯泡都正常发光，后来三个小灯泡都不亮了，用电 压表接ac两端时，示数是6 V；接bd两端时，电压表示 数为零.接ab两端时，示数也为零.导线连接良好，则灯丝烧断的小灯泡可能是A.仅是 LiB.仅是 L2C. Li 和 L2D. L 2和 L3【解析】由Ubd=0,知Li断；Uab= 0,可知L2断.【答案】C【答案】B4.如图所示的电路中，闭合 S以后，灯L不亮。用电压表测得A、B