高考专题31含容电路-高考物理一轮复习专题详解版含解析

1、高考物理热点快速突破 知识点31：含容电路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：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；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

2、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.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.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 Q ,电阻R=2 R= 3 , R =7.5 电容器的电容 C= 4 F.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？用 七【答案】 AQ= Q+ Q = 1.92 X 10 5C.1解析】s断开J c相当于断路，用中无电流,C两端电压即火?两端

3、电压S二r金二孙=3 V, 0=C5=1240PC,且q板带正电2b板带负电.S闭合，C两端电压即期两端电压，由电路分析；Ui=-N畀=1.8V.0=。71 = 7,2内0仁,且口板带负电，力板带正电.据此通过电滂表的电荷量= C74-0,= 1.92xlO-5C. RV FV【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R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. R上消耗的功率逐渐增大【答案】：B【解析】：当滑动变阻器后的滑片向。端移动时，用的有效电阻减小，

4、电压表读数减小，电流表读数增大J 电容器两极板的电势差减小；电场力减小，质点P将向下运动J治两端的电势差减小，必上消耗的功率减 小孑电源效率升二学二号，因为干路电流幡大，所以路谎电压Gw=E一减小，所以号减小f故A、C、 D错误，B正确.专题练习.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.由大变小先变大后变小C.先变小后变大【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

5、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.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（）电源的输出功率变小A.灯泡L变亮C.电流表读数变大电容器C上电荷量减小【答案】B【解析】当滑动变阻器滑片P向左移动，其接入电路的电阻增大，电路的总电阻R海大，总电流I减小， 灯泡的功率为P=PKl Rl不变，则P减小，灯泡变暗J故A、C错误才因灯泡内阻大于电源内阻，则滑片向左移动时,外电阻增大，因

6、此电源的输出功率一定瀛小，故B正确， 因总电流减小，则由U=ETr可知,路端电压增大，由A分析可知，灯泡两端电压及内电压减小，故变阻 器两揣电压塔大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量蟠大，故D错误.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（）L变暗，Q减小L变亮，Q减小A.L变暗，Q增大C.L变亮，Q增大【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，灯则通过L灯的电变暗.电容器板间电压等于变阻器两端

7、的电压.由上得知，路端电压减小, 流减小，而干路电流增大，则通过R的电流增大，Ri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 R的滑片向b端移动时，则（）1-(AA.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. R上消耗的功率逐渐增大【答案】A【解析】当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，路端电 压;咸小，同时整两端的电压增大，故并联部分的电压瀛小,流过感的电流遍小j则滂过电流表的电流增大, 故电漪表示教增大.因并

8、联部分电压减小，而总中电压增大，故电压表示数减小，故A正确，B错误因 电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小j则重力大于电场力，电荷向下运动，故C错误宁因心两端的电压减小，由公式2=天可知，&上消耗的功率减小，故D错误5.如图所示，电路中 R、险均为可变电阻，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 （）Je 交?弱c *A.增大Ri的阻值B.增大R的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S【答案】BU【解析】油滴静止不动，则其所受电场力与重力平衡，即m驴Eq = q,现欲

9、使油滴仍能处于平衡状态，应保证电场强度不发生变化，即R的电压不变.R没有电流通过，故改变 R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S、4、&、&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（）B. S2D. S4A. SiC. S3【答案】CU【解析】要使P下移，应使电场力服小根据公式E二万可得需要使电容器两端的电压减小，而电容器两 端电压等于前两端电压，如果断

10、开S1和断开Si；电容器两板间的电压不变尸场强不变，油滴所受的电场力 不变，油滴仍处于平衡状态，故A、D错误；断开启,电容器两板间的电压增大，稳定时，其电压等于电 ,源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，故B错误断开S打电容器放电, 板间场强逐渐激小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下运动，故C正确.如图所示的电路中， R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,A.通过R2的电流减小.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】BR的电流增大，电源【解析】当光敏电阻上的光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，通过的路端电压减小

11、，电容器 C所带的电荷量减小，电源效率Y =E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】Bt解析】若招滑片向左移动，则R遮大干路电流减小，&两端电压减小，所以电容器两端电压减小，电 然荷量减少，电场强度瀛小，海滴将向下运动，故B对，A, D错j由平行板电容器电容C=4由可知，电 容器的电容不变，选项C错误.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

12、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。.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为 Ii,夹角为。1；当滑片在b位置时，电流表的读数为 I2,夹角为。2,则（）0 10 2, I10 2, IiI20 1 = 0 2, I 1= I 20 10 2, I1=I2【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0增大，即。1。2；电路中的总电阻减小，总电流增大，即I 1= 6.0 .闭合开关Si,给电容器 C、C2充电，电路达到稳定后，再闭合开关S2,电容器C的极板上所带电荷量的减少量与

13、电容器C2的极板上所带电荷量的减少量之比是16： 15.开关4闭合时,电流表的示数为1.0 A .求：电源的电动势和内阻.【答案】16 V 2.0 Q【解析】只闭合开关 S时，电容器。的电荷量Q=GE, C2的电荷量Q=QE,式中E为电源的电动势，再闭合开关S2后，电流表的示数为I ,则G的电荷量Q = GIR1, C2的电荷量Q = C2IR2根据题意有:6r禺)6a。、CE - R) 15由闭合电路的欧姆定律，有：E=I(R 1+Rz+r)联立解得：E= 16 V, r = 2.0 a。21.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离 d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 电阻R=15 Q .闭合开关S,待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 运7m s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1X10 2 C,质量为m=2 10 2 kg,不考虑空气阻力.那么(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?(2)此时，电源的输出功率是多大？(取 g=10 m/s2)【答案】(1) 8 (2) 23