专题强化：闭合电路的动态分析：含容电路 学案－2021年粤教版（新教材）物理必修第三册

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1、 学习目标 1.掌握闭合电路动态问题的分析方法.2.会计算电容器两端的电压和电容器的电荷量 一、闭合电路的动态分析 闭合电路动态问题的分析方法 (1)程序法 分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； 由局部电阻变化判断总电阻的变化； 由 I E Rr判断总电流的变化； 据 UEIr 判断路端电压的变化； 由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化 (2)结论法“并同串反” “并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某 一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小 “串反”：

2、是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某 一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大 电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2及滑动变阻器 R 连接成图 1 所示的电路当滑动变 阻器的滑片由中点滑向 b 端时，下列说法正确的是( ) 图 1 A电压表和电流表读数都增大 B电压表和电流表读数都减小 C电压表读数增大，电流表 A1读数减小，A2读数增大 D电压表读数增大，电流表 A1读数减小，A2读数减小 答案 C 解析 由题图可知滑动变阻器的滑片由中点滑向 b 端时，滑动变阻器连入电路中的阻值增大，则外电路的

3、总阻值 R总增大，干路电流 I E R总r减小，故电流表 A1 读数减小；路端电压 UEIr，因 I 减小，所以 U 增大，即电压表的读数增大；R2两端电压 U2EI(R1r)，因 I 减小，所以 U2增大，由 I2U2 R2知，I2增大， 即电流表 A2的读数增大，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误 针对训练 1 如图 2 所示电路中，当开关 S 闭合，滑动变阻器的滑片 P 从 a 端向 b 端滑动时，以下判断正 确的是( ) 图 2 A电压表示数变大，通过灯 L1的电流变大，灯 L2变亮 B电压表示数变小，通过灯 L1的电流变小，灯 L2变暗 C电压表示数变大，通过灯 L2的电流变小

4、，灯 L1变亮 D电压表示数变小，通过灯 L2的电流变大，灯 L1变暗 答案 D 解析 当滑动变阻器的滑片 P 从 a 端向 b 端滑动时， 滑动变阻器接入电路的电阻减小， 外电路总电阻减小， 由 I E R外r知总电流增大，通过 L2 的电流变大，L2变亮；由 U并EI(RL2r)知，滑动变阻器与 L1并联 部分电压减小，电压表示数变小，L1变暗，D 正确 二、含电容器电路的分析与计算 在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、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且不漏电的情况)的元件，电容器处电路可看成是断路，简 化电路时可去掉它

5、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低，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、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电有 QCU. 如图 3 所示，电源电动势 E10 V，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求： 图 3 (1)S 闭合后，电路稳定时通过 R1的电流； (2)S 原来闭合，然后断开，这个过程中流过 R1的总电荷量 答案 (1)1 A (2)1.210 4 C 解析 (1)S 闭合后，电路稳定时，R1、R2串联， 电流 I E R1R

6、21 A. (2)S 闭合时，电容器两端电压 UCU2IR26 V，储存的电荷量 QCUC.S 断开至达到稳定后电路中电流 为零，此时 UCE，储存的电荷量 QCUC.电容器上的电荷量增加了 QQQCUCCUC 1.210 4 C电容器上电荷量的增加是在 S 断开以后才发生的，则只有通过 R 1这条电路实现，所以流过 R1的电荷量就是电容器所带电荷量的增加量 针对训练 2 在如图 4 所示的电路中，当滑动变阻器 R2的滑片向下移动时，关于灯 L 的亮度及电容器 C 所 带电荷量 Q 的变化判断正确的是( ) 图 4 AL 变暗，Q 增大 BL 变暗，Q 减小 CL 变亮，Q 增大 DL 变亮，

7、Q 减小 答案 B 解析 当滑动变阻器的滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，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，路端电压减小，故灯 L 变暗，通过灯 L 的电流减小，而干路电流增大， 则通过 R1的电流增大，R1两端的电压增大，则滑动变阻器两端的电压减小，电容器所带电荷量 Q 减小 1(闭合电路的动态分析)用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻的阻值会迅速减小，如图 5 所 示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，经过一段时间会观察到( ) 图 5 A电流表示数不变 B电流表示数减小 C电压表示数增大 D电压表示数减小 答案 D 解析 接通开关后， 由于电

8、流的热效应， 热敏电阻的温度升高，阻值减小，电路的总电阻减小，则 I总增大， 电流表示数变大，故 A、B 错误；U 不变，R1支路的电流不变，R2支路的电流 I2增大，UR2增大，又 U UR2U热，则 U热减小，电压表示数减小，故 D 正确，C 错误 2(闭合电路的动态分析)如图 6 所示，R1阻值恒定，R2为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而增大)，L 为小灯泡，当 R2所在位置温度升高时( ) 图 6 AR1两端的电压减小 B小灯泡的亮度变暗 C电流表的示数减小 D通过 R2的电流减小 答案 B 解析 当 R2所在位置温度升高时 R2阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增

9、大，R1 两端的电压 U1IR1增大，故 A、C 错误；总电流增大，则路端电压 UEIr 减小，并联部分的电压减小， 所以灯泡 L 变暗，故 B 正确；通过 L 的电流减小，而总电流增大，则通过 R2的电流增大，故 D 错误 3(含容电路的动态分析)如图 7 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( ) 图 7 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 B 解析 若将滑片 P 向左移动，则滑动变阻器接入电路中的阻值增大，则 R总增大，干路电流减小，R2两端电 压减小，

10、所以电容器两端电压减小，电荷量减少，电场强度减小，液滴将向下运动，故 B 对，A、D 错；由 平行板电容器的电容 C rS 4kd可知，电容器的电容不变，故 C 错 4(含容电路的动态分析)在如图 8 所示的电路中，电表均为理想电表，当开关 S 闭合后，将滑动变阻器的 滑片 P 向下调节，下列说法正确的是( ) 图 8 A电压表和电流表的示数都增大 B灯 L2变暗，电流表的示数减小 C灯 L1变亮，电压表的示数减小 D灯 L2变亮，电容器的带电荷量增加 答案 C 解析 将滑动变阻器的滑片 P 向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，根据闭 合电路欧姆定律分析得知，干路电流 I 增大，路端电压 U 减小，则电压表的示数减小，灯 L1变亮，灯 L1 两端电压 U1增大，灯 L2两端的电压 U2UU1，则 U2减小，流过灯 L2的电流 I2减小，灯 L2变暗，则电 容器两端电压减小，电容器的电荷量减小，流过 R 的电流变大，即电流表示数增大，选项 C 正确