2.7含电容器的直流电路分析1.docVIP

　 2、通过对含电容器的直流电路的分析，培养学生分析、判断、推理的能力。 （二）过程与方法 通过对含电容器的直流电路的分析，培养学生分析、判断、推理的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力 二、教学重点 学会应用闭合电路的欧姆定律解决含电容器的直流电路问题。 三、教学难点 含电容器的直流电路的分析、判断。1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。 四、教学用具 滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干 五、教学过程 （一）含电容器的直流电路的一般规律 1、电容器在直流电路中是断路，对电路没有作用，分析时可以等效于拆去电容器，从而简化电路。、、当电容器与电阻串联时，电阻两端不分电压。　电路1）分电路、全电路欧姆定律；串、并联电路的一般关系；电动势与内外电压的关系　　2端电压与外阻的关系　　3源输出功率与内外电阻的关系　　4于对称电路的基本关系 C2=2C1，R2=2R1。下列说法正确的是（ ） (1)开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量。 (2)开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量。 (3)开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量。 (4)开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量。 解析：开关断开时电路中无电流，电容器两极间的电压等于电源电动势，故有 C1EC2E，即Q1Q2.所以然）正确。 开关接通后，外电路为R1、R2串联分压电路，R1、R2两端的电压之比U2/U1=R2/R1=2。 此时C1与R2并联，C2与R1并联，C1、C2的电压就等于R1、R2两端的电压。又： ，即Q1=Q2。（3）和（4）都错。正确选项为A。 三.电容器充、放电过程中的电量计算 【例3】如图所示电路中，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF。电源内阻可忽略。求： （1）闭合开关S，稳定后流过R1的电 流。（2）然后将开关断开，求这以后流过R1的总电量。 解析：（1）S闭合，电流稳定后，电容器上没有电流通过，此时两个电阻和电源组成闭合电路则： （A） （2）S闭合时，UC=U2=I1R2=6V，Q1=CUC=1.8×10-4C S断开后直至电路达到稳定的过程，电容器上的电压发生变化，由UC=6V变至UC2=E=10V。在这一过程中，电容器的电压增加了，故这一过程是一个电容器的充电过程。 UC2=10V时，电容器所带电量为：Q2=CUC2=3.0×10-4C 由于电容器是通过R1的电量来充电的，故电容器上增加的电量即通过R1的电量。所以： ΔQ=Q2-Q1= 1.2×10-4C 【例4】如图14-3所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d.在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m,电量为q的带电小球.当电键K闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷. 解析：由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E， 由分压关系可得 U＝U3＝E ① 小球处于静止，由平衡条件得 ＝mg ② 当K断开，由R1和R3串联可得电容两极板间电压U′为U′＝ ③ 由① ③得 U′＝U ④ U′＜U表明 K断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做 负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系 mg－qmv2－0 ⑤ 因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电量变为q′， 由功能关系得 q′U′－mgd=0－mv2 ⑥ 联立上述各式解得q′＝q 即小球与下极板碰后电荷符号未变，电量变为原来的. 【例5】 图为一测速计的原理图，滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表的示数可得运动物体的速度。已知电源的电动势E=4V，内阻r=10Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值R=30Ω，长度L=30cm，电容器的电容C=50μF。现测得电流表示数为0.05mA，方向由N流向M。试求运动物体的