含容电路分析
2含电容器的电路分析1
含电容器的电路分析1
在教学中发现，学生对含有电容的直流电路问题，感到很头疼，一遇到计算题，就茫然失措。
分析其原因，是没有很好地理顺解题思路，那麽如何解决这类问题呢？对初学者，具体地说要做到“三能”：
一、能识电路图。
就是要识别电容器在直流电路中的连接形式（包括绘画等效电路图）。
如图１，电容与电阻串联接入电路；如图２，电容与电阻并联接入电路。
二、能牢记电容器的特点。
在直流电路中，电容器所起的作用相当于电键断开时的情况,即电容器起隔直流作用。
这样与电容器相连的那局部电阻不过作无电阻的导线处理，以方便于求电容器两极板间电势差。
三、能确定电容器两极板电势差。
只要能确定电容器每一极板对同一参考点（如电源负极）的电势高低，就能顺利确定两极板间电势差。
例１．如图３所示，当电键断开和闭合时，电容器Ｃ１电量变化＿＿＿＿＿＿库仑。
例２．如图６所示，Ｒ1＝６Ω，Ｒ2=３Ω，Ｒ３=４Ω，ＵＡＢ＝１２Ｖ，Ｃ1＝３μF，Ｃ2＝1μF，则他们带电量分别为＿＿＿＿Ｃ和＿＿＿＿Ｃ。
例３．如图８所示，已知电源电动势为ε＝12Ｖ，内电阻为ｒ＝１Ω，Ｒ1＝３Ω，Ｒ2=２Ω，Ｒ3=５Ω，Ｃ1＝４μF，Ｃ2＝1μF，则Ｃ1带电量为＿＿＿＿Ｃ，Ｃ２带电量为＿＿＿＿Ｃ。
含容电路和电路故障的分析
[冲关必试] 5.如图8－2－10所示，电源电动势为6 V， 当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用 电压表测得各部分电压是Uad＝0、Ucd＝ 6 V、Uab＝6 V，由此可以断定 (C ) 图8－2－10
A．L1和L2的灯丝都断了 C．L2的灯丝断了
B．L1的灯丝断了 D．变阻器R断路
7．用电压表检查如图8－2－12所示电
例．(双选) (2011· 天津模拟)某同学按如 图7－2－18电路进行实验，电压表
内阻看做无限大，电流表内阻看做零．
实验中由于电路发生故障，发现两 电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用 电器引起的，则可能的故障原因是 A．R3短路 B．RP短路 ( BD )
C．R3断开
D．R2断开
6．[双选](2012•广东六校联考)M、N
是水平放置的平行板电容器，
将它与一电动势为E、内阻为r的电 源组成如8－2－11图所示的电路， R是并联在电容器上的滑动变阻器， 图8－2－11
G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油
滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将
滑动变阻器的滑片向上滑动，则 A．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流 ( ) B．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流 C．带电油滴将向上运动D．带电油滴将向下运动
(3)电压变化带来的电容器的变化：电路中电流、电压的变
化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升 高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连 接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的 变化；若电容器极板上极性发生变化。则电容器出现先 放电后反向充电的情况。 (4)含电容器电路的处理方法： 如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电
原创1：含容电路的分析与计算
由欧姆定律得通过R1的电流
E
10
I
A 1A
R1 R2 4 6
(2)S断开前，C两端电压U1＝IR2＝6 V C所带电量Q1＝CU1＝30×10－6×6 C＝1.8×10－4 C 开关S断开稳定后，总电流为零， 电容器两端电压为E， 所带电量Q2＝CE＝30×10－6×10 C＝3×10－4 C 通过R1的电量，即为电容器增加的电量 ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4 C． 答案：(1)1 A (2)1.2×10－4 C 规律总结：处于稳定状态时，电容器相当于断路，与之串联的电阻不
例1．如图所示，电路中E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF．电 池内阻可忽略． (1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流． (2)然后将开关S断开，求这以后通过R1的总电量．
解析：(1)电路稳定后，电容器所在的支路上无电流通过，
因此R1与R2串联，C两端的电压即为R2两端的电压．
R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线 将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合 电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F，下列关 于F的大小变化的判断正确的是( ) A．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大 B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C．保持R1、R2不变，减小平行板MN的间距，F将变大 D．保持R1、R2不变，减小平行板MN的间距，F将变小
·R2＝3 V.
Q＝CU2＝12×10－6 C，且a板带正电，b板带负电．
SQ闭′＝合C，U1C＝两7端.2×电1压0－即6 RC1．两且端a电板压带，负由电电，路b分板析带：正U电1=．R1
R1 R2
·r
E R外
·R外=1.8 V.
据此通过电流表电量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5 C. 答案：1.92×10－5 C
含电容器电路的分析与计算
含电容器电路的分析与计算电容器是一种重要的电子元件，广泛应用于电路中。
在电容器电路的分析与计算中，我们需要了解电容器的基本原理、参数和特性，以及如何计算电容器电路中的电压、电流和时间常数等。
首先，电容器是一种能够储存电荷的电子元件，由两个导体板和介质组成。
常用的电容器有金属箔电容器、陶瓷电容器和电解电容器等，其容值单位是法拉(F)。
电容器的容量取决于其两个导体板之间的面积、板间的距离和介质的电容常数。
在电容器电路中，电容器的两个导体板分别连接到电路的两个节点，形成一个开回路。
当电容器充电时，电容器两个板之间的电荷会积累，并且在两个板之间形成一个电势差。
根据库仑定律，电容器的电压与其所储存的电荷量成正比。
电容器的电压-电荷关系可以表示为V=Q/C，其中V 是电容器的电压，Q是电容器所储存的电荷量，C是电容器的容值。
在电容器电路中，常用于分析和计算的是RC电路和RLC电路。
1.RC电路：RC电路由电阻和电容器组成，常用于滤波和积分电路。
在RC电路中，电容器会充电和放电，形成一个充放电过程。
当电容器充电时，电流通过电阻，电压逐渐上升。
当电容器放电时，电流从电容器流向电阻，电压逐渐下降。
在RC电路中，电容器的充放电过程遵循指数衰减的规律，其电压变化可以用指数函数来描述。
2.RLC电路：RLC电路由电感、电阻和电容器组成，常用于振荡、滤波和谐振电路。
在RLC电路中，电容器和电感可以形成共振回路，当外部输入信号频率等于回路共振频率时，电流最大。
RLC电路的分析和计算可利用电压-电流关系和频率响应等进行求解。
在电容器电路分析和计算时，我们可以通过以下步骤进行：1.确定电容器电路的拓扑结构：确定电容器的连接方式、电阻和电感的位置等。
2.建立电容器电路的数学模型：通过电压和电流的关系、电容器的电压-电荷关系等，建立电容器电路的数学方程。
3.求解电容器电路的初始条件：根据电路的初始状态，确定初始电荷量、电压和电流。
微专题65 含电容器电路分析问题-2025版高中物理微专题
微专题65含电容器电路分析问题【核心考点提示】1．电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．2．处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体．电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．3．电容器所带电荷量的变化的计算：(1)如果变化前后极板带电的电性相同，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；(2)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．分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确判断和求出电容器两端的电压，其具体方法是：(1)确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压．(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压．(3)当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势．【微专题训练】(2016·全国卷Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。
开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。
Q 1与Q 2的比值为()A.25B.12C.35D.23【解析】S 断开时等效电路如图甲所示。
图甲电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R ×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路如图乙所示。
图乙电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R ×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确。
【答案】C【变式】(多选)如图所示，C 1＝6μF ，C 2＝3μF ，R 1＝3Ω，R 2＝6Ω，电源电动势E ＝18V ，内阻不计，下列说法正确的是()A ．开关S 断开时，a 、b 两点电势相等B ．开关S 闭合后，a 、b 两点间的电流是2AC ．开关S 断开时C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D ．不论开关S 断开还是闭合，C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大【解析】S 断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等，由题图知a 点电势与电源负极电势相等，而b 点电势与电源正极电势相等，A 错误．S 断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C 1＞C 2，由Q ＝CU 知此时Q 1＞Q 2.当S 闭合时，稳定状态下C 1与R 1并联，C 2与R 2并联，电路中电流I ＝E R 1＋R 2＝2A ，此时两电阻两端电压分别为U 1＝IR 1＝6V 、U 2＝IR 2＝12V ，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q 1′＝C 1U 1＝3.6×10－5C 、Q 2′＝C 2U 2＝3.6×10－5C ，对电容器C 1来说，S 闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B 、C 正确，D 错误．【答案】BC【巩固习题】1.(2014·天津·2)如图所示，电路中R1、R2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，闭合电键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()A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离D．断开电键S【解析】增大R1的阻值，稳定后电容器两板间的电压升高，带电油滴所受电场力增大，将向上运动，A错误．电路稳定后，电容器相当于断路，无电流通过电阻R2，故R2两端无电压，所以，增大R2的阻值，电容器两板间的电压不变，带电油滴仍处于静止状态，B正确．增大两板间的距离，两板间的电压不变，电场强度减小，带电油滴所受电场力减小，将向下运动，C错误．断开电键S后，两板间的电势差为0，带电油滴只受重力作用，将向下运动，D错误．【答案】B2.如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C 为平行板电容器，开关S闭合后，电容器两板正中央有一个带电液滴恰好静止．电流表和电压表都可以视为理想电表．当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，下述说法中正确的是()A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电容器C所带电荷量增加，液滴向上加速运动D．电容器C所带电荷量减小，液滴向下加速运动【解析】当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，R2与R3并联的电阻减小，总电阻减小，则总电流增大，R1两端电压增大，则电压表示数变大；R2与R3并联的电压减小，通过R3电流减小，则电流表示数变大，故A、B错误；R2与R3并联的电压减小，电容器板间的电压减小，板间场强减小，液滴所受的电场力减小，则液滴将向下加速运动，故C错误，D正确．【答案】D3.在如图所示的电路中，R 1＝11Ω，r ＝1Ω，R 2＝R 3＝6Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 2，则()A ．Q 1∶Q 2＝1∶3B ．Q 1∶Q 2＝3∶1C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1【解析】当开关S 闭合时，电容器两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E 3，Q 1＝E 3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，选项A 正确．【答案】A4.如图所示，E 为内阻不计的电源，MN 为同种材料制成的粗细均匀的长电阻丝，C 为电容器。
含容电路和电路故障分析
含容电路和电路故障分析一、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 ＝1Ω，电阻R 1＝3Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω，电容器的电容C 1＝4μF ，C 2＝1μF 。
求:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1和C 2所带的电量各是多少?(2)然后把S 断开，S 断开后通过R 2的电量是多少?解:(1)当S 闭合时间足够长时，C 1两端的电压等于R 2两端的电压；C 2两端的电压等于路端电压 回路电流122E I A r R R ==++ C 1两端的电压U C1＝U 2＝IR 2＝4VC 1的带电量为：Q 1＝C 1U C1＝4×10－6×4C＝1.6×10－5CC 2两端的电压U C2＝U ＝I （R 1＋R 2）＝10VC 2的带电量为：Q 2＝C 2U C2＝1×10－6×10C＝1.0×10－5C（2）断开S 后，电容器C 1通过电阻R 2、R 3放电；电容器C 2通过电阻R 1、R 2、R 3放电，放电电流均流过R 2，且方向相同。
因此，通过R 2的电量为:Q ＝Q 1＋Q 2＝1.6×10－5C ＋1.0×10－5C ＝2.6×10－5C【例2】如图，已知源电动势E ＝12V ，内电阻不计。
含容电路分析计算技巧和实例
含容电路分析计算技巧和实例电容器是一个储存电能的元件．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荷量时，可在相应的位置补上。
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)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等．(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。
⑷如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。
含有电容器的电路解题方法（1）先将含电容器的支路去掉（包括与它串在同一支路上的电阻），计算各部分的电流、电压值。
（2）电容器两极扳的电压，等于它所在支路两端点的电压。
（3）通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。
（4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。
例1：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．电容器的电容将减小D．液滴将向上运动由题意可知，电容器与R2并联，根据闭合电路欧姆定律可确定随着滑片左移，电阻的变化，导致电压的变化，从而判定电阻R2的电压变化，再根据可得，电容器的电量及由E=知两极间的电场强度如何变化．【解析】A、电容器两板间电压等于R2两端电压．当滑片P向左移动时，R2两端电压U 减小，由E=知电容器中场强变小，A错误；B、根据可得，电容器放电，电荷量减少，B项正确；C、电容器的电容与U的变化无关，保持不变，C项错误．D、带电液滴所受电场力变小，使液滴向下运动，D项错误；故选：B例2：在如图所示的电路中，电源两端A、B 间的电压恒定不变，开始时S断开，电容器上充有电荷．闭合S后，以下判断正确的是（）A．C1所带电量增大，C2所带电量减小B．C1所带电量减小，C2所带电量增大C．C1、C2所带电量均减小D．C1、C2所带电量均增大S断开时，外电路中没有电流，两电容器的电压都等于电源的电动势，S闭合后，两电容器的电压都小于电源的电动势，根据Q=CU分析电容器电量的变化．【解析】S断开时，外电路中没有电流，两电容器的电压都等于电源的电动势．S闭合后，两电阻串联，电容器C1的电压等于R1的电压，电容器C2的电压等于R2的电压，可知两电容器的电压都小于电源的电动势，根据Q=CU分析可知两电容器电量均减小．故C正确，ABD错误．故选C例3：如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较（）A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小电容在电路稳定时可看作开路，故由图可知，R1、R2串联后与R3、R4并联，当有光照射时，光敏电阻的阻值减小，由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流的变化及路端电压的变化，再分析外电路即可得出C两端电势的变化，从而得出电容器极板带电情况；同理也可得出各电阻上电流的变化．【解析】因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电路中电流增大，由E=U+Ir可知路端电压减小；R1与R2支路中电阻不变，故该支路中的电流减小；则由并联电路的电流规律可知，另一支路中电流增大，即通过R2的电流减小，而通过R4的电流增大，故C、D错误；当没有光照时，C不带电说明C所接两点电势相等，以电源正极为参考点，R1上的分压减小，而R3上的分压增大，故上极板所接处的电势低于下极板的电势，故下极板带正电；故A错误，B正确；故选B．例4:如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L=80cm，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v=4m/s水平向右射入两板高效课堂—实验微专题间，该小球可视为质点．若小球带电量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A板右边缘射出（g取10m/s2）．求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？（3）此时电源的输出功率是多少？（1）小球进入电场中做类平抛运动，小球恰好从A板右边缘射出时，水平位移为L，竖直位移为d，根据运动学和牛顿第二定律结合可求出板间电压，再根据串联电路分压特点，求解滑动变阻器接入电路的阻值．（2）根据闭合电路欧姆定律求解电路中电流，由欧姆定律求解路端电压，即可求得两电表的读数．（3）电源的输出功率P=UI，U是路端电压，I是总电流．【解析】（1）小球进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则有：水平方向：L=vt竖直方向：d=由上两式得：a===20m/s2又根据牛顿第二定律得：a=联立得：U==V=24V根据串联电路的特点有：=代入得：=解得，滑动变阻器接入电路的阻值为R′=24Ω（2）根据闭合电路欧姆定律得电流表的示数为：I==A=1A电压表的示数为：U=E-Ir=（40-1×1）V=39V（3）此时电源的输出功率是P=UI=39×1W=39W．答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω．（2）此时电流表、电压表的示数分别为1A和39V．（3）此时电源的输出功率是39W．每日一练解析C为板间距离固定的电容器，电路连接如图所示，当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电容器C充电B．电容器C放电C．流过电流计G的电流方向为a→G→bD．流过电流计G的电流方向为b→G→a首先明确含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据C=可知，电容器极板电量减少，即放电；电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从a移动到b，故流过电流计G的电流方向为b→G→a．【解析】AB、含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据C=可知，电容器极板电量减少，即放电，故A错误，B正确．CD、以上分析可知，电容器放电，且电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从a移动到b，电流的方向与电子的方向相反，故流过电流计G的电流方向为b→G→a，故C错误，D正确．。
电磁感应现象中含容电路分析方法
电磁感应现象中含容电路分析方法
电磁感应现象是指电磁场对电路产生的影响。
电磁感应可以通过容电路分析方法来理解。
容电路分析方法是一种用于研究电磁感应现象的理论方法，它将电磁场看作是一个无限大的电容，而线圈或其他电路元件看作是一个电感。
电感与电容之间的相互作用使得电路中的电流和电压随时间发生变化。
容电路分析方法可以用来解决许多电磁感应问题，如线圈的感应电动势、电感的电磁耦合等。
它可以帮助我们理解电磁感应现象的本质，并为我们设计电磁元件和电路提供理论依据。
在容电路分析方法中，我们假设电磁场是一个无限大的电容，线圈或其他电路元件是一个电感。
这个假设使得我们可以用电容和电感的电学特性来描述电磁感应现象。
电容的电学特性主要表现在它的电容值上。
电容值越大，电容就越难通过电流。
电感的电学特性主要表现在它的感抗上。
感抗越大，电感就越难通过电流。
在电磁感应现象中，电磁场与电路元件之间的相互作用使得电路中的电流和电压随时间发生变化。
这个过程可以用容电路分析方法来描述。
电磁感应现象是普遍存在的，它在很多领域都有应用。
比如说，电磁感应原理是电动机和变压器的工作原理，也是无线电波传播的基础。
容电路分析方法可以帮助我们理解这些现象的本质，并为我们设计电磁元件和电路提供理论依据。
含电容器电路的分析与计算方法
含电容器电路的分析与计算方法
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，因此电容器两极板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接入电路时，电容器两极板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。
如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之则放电。
1、如图所示，电源两端电压为U＝10 V保持不变，R1＝4.0 Ω，R2
＝6.0 Ω，C1＝C2＝30 μF.先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断
开，则S断开后，通过R1的电荷量为 ( )
A．4.2×10－4 C
B．1.2×10－4 C
C．4.8×10－4 C
D．3.0×10－4 C
2、如图16所示，两个相同的平行板电容器C1、C2用导线相连，开始都
不带电．现将开关S闭合给两个电容器充电，待充电平衡后，电容器C1
两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态．再将开关S断开，把电容器C2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)，重新平衡后，下列判断正确的是
A．电容器C1两板间电压减小
B．电容器C2两板间电压增大
C．带电微粒将加速上升
D．电容器C1所带电荷量增大
3、在如图所示，c1=6μF,c2=3μF,R1=3Ω,R2=6Ω，电源电动势E=18V，内阻不计，下列说法正确的是：
A.开关s断开时，a、b两点电势相等
B.开关s闭合后，a，b两点间的电流时2A
C.开关 s断开时C1带的电荷量比开关s闭合后C1带的
电荷量大
D.不论开关s断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带
的电荷量大。
6、含容电路分析、故障分析
图39
分析与解：由于电灯仍正常发光，说明电源是好的， 电热壶所在的C、D两点间没有发生短路故障。把试 电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光， 说明插座的左、右插孔都与火线相通，说明电热壶 所在的C、D两点间没有发生断路故障。综合分析可 知，故障为导线AB间断路，即C选项正确。
练习：一平行板电容器 C, 极板是水平放置的 , 它和三个可变电阻及电源联接成如图所示的电 路.今有一质量为 m的带电油滴悬浮在两极板之 间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:
A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2.
解 这 类 题 的 关 键 ： 据 E=U/d 和 C E=4π KQ/(ε .S) 讨论 E 的变化情况。 根据场强的变化情况就可以分析电容 器中带电粒子的受力情况，从而判定 带电粒子的运动情况。
（2）短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有 电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零时， 该电路被短路，当电压表示数不为零，则该电路不被 短路或不完全被短路。 2、假设法：已知电路发生某种故障，寻示故障发生 在何处时，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，运用电流定律进行正向推 理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是 发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合， 则故障可能发生在这部分电路；直到找出发生故障的 全部为止。
R1 m R2 R3 E
图19
二、电路故障的分析方法
（一）故障的特点：
1、断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不 为零而电流强度为零；若外电路中任意两点之间的电 压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源联结 部分无断点。
含容电路
7．如图所示，电灯 L 标有“4 V 1 W”的字样， 滑动变阻器 R′总电阻为 50 Ω ，当滑动触头 P 滑至某位 置时，L 恰好正常发光，此时理想电流表示数为 0.45 A， 由于某处电路发生故障，电灯 L 突然熄灭，此时理想电 流表示数变为 0.5 A，理想电压表示数为 10 V，若导线 完好，电路中各处接触良好，试问： (1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？ (2)发生故障前，滑动变 阻器接入电路的电阻是 多大？ (3)电源的电动势和内阻 为多少？
次序 1 2 3 4 操作步骤 闭合开关，选直流电压挡， 红、黑表笔分别接a、b 闭合开关，选直流电流挡， 红、黑表笔分别接a、b 闭合开关，选欧姆挡，红、 黑表笔分别接a、b 断开开关，选欧姆挡，红、 黑表笔分别接a、b 现象和结论
图8
指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路 指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路 指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短 路
－5
C.
3． 如图所示， 电源电动势 E＝20 V、 内阻 r＝2 Ω ， 两个定值电阻 R1＝R2＝8 Ω ，C 为平行板电容器，其 电容 C＝3.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长 L ＝0.20 m，两极板的间距 d＝1.0×10－2 m，开关 S 断 开时， 有一带电微粒沿虚线方向以 v0＝2.0 m/s 的初速 度射入 C 的电场中，微粒恰能落到下板的正中央，已 知该微粒的质量为 m＝4×10－5 kg，g 取 10 m/s2，试 求：(1)开关断开时两极板间的电压； (2)微粒所带电荷的电 性和电荷量 q； (3)当开关 S 闭合后，此 带电微粒以相同初速度 v0＝2.0 m/s 沿虚线方向射 入 C 的电场中，带点微粒 在极板中运动的竖直偏移量为多少？
含容电路的分析与计算
由两个相互靠近的导体组成，能 够储存电能，具有“隔直通交” 的特性。
电容器作用与特性
储存电能
01
电容器能够储存电能，其储存的电能与电容器的电容量和电压
的平方成正比。
隔直通交
02
电容器对直流电具有隔断作用，而对交流电则具有导通作用，
其导通程度取决于电容器的电容量和交流电的频率。
充放电过程
03
电容器在充电过程中储存电能，而在放电过程中释放电能。
电容器将电场能释放，转换为其他形式的能量（如热能、机械能等）。
效率计算方法及优化措施
效率定义
计算方法
选择高性能元器件
优化电路设计
控制策略优化
在含容电路中，效率通 常定义为有用功率与输 入功率之比，用于衡量 能量转换的有效程度。
效率计算涉及对输入功 率、输出功率以及损耗 功率的测量与计算。通 常使用功率计或相关仪 表进行测量，并结合电 路参数进行分析。
报告范围
01
02
03
04
含容电路基本概念
介绍含容电路的定义、特点以 及常见类型等基本概念。
分析方法
详细介绍含容电路的分析方法 ，包括等效电路法、相量法、
复频域分析法等。
计算实例
通过具体的计算实例，展示含 容电路分析方法的实际应用和
计算过程。
结论与展望
总结报告的主要内容和成果， 并展望含容电路未来的发展趋
复杂含容电路稳态分析
含多个电容器的复杂电路 稳态分析
对于含有多个电容器的复杂电路，可以采用 节点电压法或网孔电流法进行分析。首先， 根据电路的连接方式确定各电容器之间的电 压或电流关系；然后，利用基尔霍夫定律建 立电路的方程组；最后，通过求解方程组得 到各电容器上的电压或电流值。
含容电路的分析与计算
D．不论开关 S 断开还是闭合，C1 带的电荷量总比 C2 带的电荷量 大
3、含容电路上的电阻
稳定时，与电容器串联的定 值电阻对电路有没有影响？
第二章 恒定电流
含容电路的分析与计算
稳定时，电容器中有“电流”流过吗？
Hale Waihona Puke R1 E,r CR3 R2 bP a
一、含容电路处理方法
1、含容电路的简化
直流电路中，稳定后电容器可视为断路，简化
电路时可先去掉.
R1 E,r C
R2 bP a
如图所示，R 是光敏电阻，当它受到的光照强度增大 时( )
考
向
互
动
探
究
A．灯泡 L 变暗
B．光敏电阻 R 上的电压增大
C．电压表 V 的读数减小
D．电容器 C 的带电荷量减小
2、含容电路的电压 电容器两端电压等于什么？
R1 E,r C
R2 bP a
2、电容器两端的电压：与其并联支路两端的电压相等 可将其当作一理想电压表
(多选)如图所示，C1＝6 μF，C2＝3 μF，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω， 电源电动势 E＝18 V，内阻不计．下列说法正确的是( )
A．增大R1
B．增大R4
C．减小R2
D．减小R3
R4
C2
C1
R2
R3
R1
E,r
3.如图所示的电路中，电源电动势E=3V，内阻忽略不
计，R1=5Ω， R2=4Ω， C=50μF ，先闭后开关S，当电 路稳定后，断开开关，求开关断开后流过电阻R1的电 量？
含容电路分析
(1)当 K 闭合时间足够长时, C1 和 C2 所带的电量各是多少？
(2)然后把 K 打开, K 打开后通过 R2 的电量是多少？
R1
C2
R2
C1
R3
U
K
小专题 含容电路的分析
1.电路简化 把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在 相应位置补上. 2.电容器的电压 (1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于 导线. (2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.
3.电容器的电荷量及变化 (1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两 端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电 路放电. (2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|； (3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2.
3.(含容电路的动态分析)(多选)(2020·福建师大附中期末)如图11所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中的R2、R3 均为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当电键S闭合时， 电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.有关下列说法中正确的是
√A.只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电 阻R3中有向上的电流
1.如图6所示，电路中R1、R2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.闭合电键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条件，油滴仍能静止不动
的是
A.增大R1的阻值
√B.增大R2的阻值
C.增大两板间的距离
D.断开电键S
图6
《含容电路分析》 导学案
《含容电路分析》导学案一、学习目标1、理解电容器在电路中的作用和工作原理。
2、掌握含容电路的基本分析方法，包括电容器的充电和放电过程。
3、能够运用相关知识解决含容电路中的电流、电压、电荷量等问题。
二、知识回顾1、电容器的基本概念电容器：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成，是储存电荷和电能的元件。
电容：描述电容器容纳电荷本领的物理量，定义式为 C ＝ Q/U（C 表示电容，Q 表示电荷量，U 表示电容器两极板间的电压）。
常见电容器：平行板电容器、电解电容器、可变电容器等。
2、电路的基本规律欧姆定律：I ＝ U/R（I 表示电流，U 表示电压，R 表示电阻）。
串联电路特点：电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，总电阻等于各部分电阻之和。
并联电路特点：各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
三、含容电路的特点1、电容器在电路中具有“隔直流通交流”的作用。
当电容器与直流电源相连时，电容器充电，电路中有短暂的充电电流，充电完成后，电路中不再有电流，电容器两极板间的电压等于电源电压。
当电容器与交流电源相连时，电容器不断地充电和放电，电路中始终有电流通过。
2、电容器在电路中的电压取决于与之并联的部分电路的电压。
四、含容电路的分析方法1、确定电路的连接方式，分清电容器与哪些元件串联或并联。
2、分析电路的变化情况，判断电容器的充电或放电状态。
若电容器两端电压升高，则电容器充电，电流方向从电源正极流向电容器正极板。
若电容器两端电压降低，则电容器放电，电流方向从电容器正极板流向电源正极。
3、运用电路的基本规律和电容器的相关公式进行计算。
五、典型例题例 1：如图所示，电源电动势 E ＝ 10 V，内阻 r ＝1 Ω，电阻 R1 ＝3 Ω，R2 ＝6 Ω，电容器的电容 C ＝30 μF。
闭合开关 S，求稳定后电容器所带的电荷量。
解：电路稳定后，电容器与电阻 R2 并联，所以电容器两端的电压U2 ＝ IR2总电阻 R ＝ R1 ＋ R2r/（R2 ＋ r) ＝ 3 ＋ 6×1/（6 ＋ 1) ＝ 3 ＋ 6/7 ＝27/7 Ω总电流 I ＝ E/（R ＋ r) ＝ 10/（27/7 ＋ 1) ＝ 10/（34/7) ＝ 70/34 ＝35/17 AU2 ＝ IR2 ＝（35/17)×6 ＝ 210/17 V电容器所带的电荷量 Q ＝ CU2 ＝ 30×10^（－6)×（210/17) C ＝6300/17×10^（－6) C例 2：在如图所示的电路中，电源电动势 E ＝ 6 V，内阻 r ＝2 Ω，R1 ＝4 Ω，R2 ＝8 Ω，电容器的电容 C ＝100 μF。
4含电容电路
习题课
含电容电路
含容电路的分析
1.在直流电路中，电容器充放电结束后，电容器 相当于断路，所在电路中无电流，其两端的电压 就是所在支路两端的电压（此时可将电容器看成 理想电压表）。
2.在交流电路中，电压一直在变化，电容器持续 地充放电，电路中就一直有电流。
小结： 大多数情况下可以把电容当成理想电压表处理 串反并同原则依然适用
拓展
电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2 ＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF。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量是多少？
则通过电流表电量 ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5 C
S断开时，a板带正电，b板 带负电。
S闭合时，a板带负电，b板带 正电。
R1
A R2
B
R3
R4
遇到桥式电路时只能算各点电势之差
桥式电路
如图所示，电源电动势E=18V，不计内阻，R1=1Ω， R2=R3=2Ω，R4=6Ω，把电源正极接地。 则A点电势为__-_6_V___；B点电势为_-_4_._5_V__。 若在AB间接入一电容器C=10μF，则电容器带电量 为_1__.5__×__1_0_-_5_c_，上板带__负___电。
R1
A R2
B
R3
R4
电容器带电量取决于两端电势差，和电势无关
拓展
答案:C
V
拓展
电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2 ＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF。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量是多少？
S断开时，C两端电压即R2两端 电压，U2＝3V。 Q＝CU2＝12×10－6C
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
C R b a 含电容器电路的分析
处理含电容器电路的一般规律：
1、电容器相当于断路，分析电路结构时可从电路中删去。
2、电容器两极间的电压等于与它并联的电路两端的电压。
3、与电容器串联支路中的电阻可去掉。
4、当电路发生变化时，电容器两极板间的电压发生变化，其所带电量也将发生相应的变化，即电容器会发生充、放电现象。
1、如图所示，是一个电容器、电池和电阻组成的电路，在将平行板电容器两极板距离增大的过程中
A.电阻R 中没有电流
B.电容器的电容变小
C.电阻R 中有从a 流向b 的电流
D.电阻R 中有从b 流向a 的电流
2、图中E=10伏,R1=4欧,R2=6欧,C=30微法,电池内阻可忽略.
(1)闭合开关K,求稳定后通过R1的电流.
(2)然后将开关K 断开,求这以后流过R1的总电量.
3、在如图所示的电路中，电容器的上极板带正电．为了使该极板仍带正电且电量增大，下列办法中可采用的是
A 、增大R1，其他电阻不变
B 、增大R2，其他电阻不变
C 、增大R3，其他电阻不变
D 、增大R4，其他电阻不变
A B U C 1 C 2 K R 1
R 2 4、如图, 问： （1）当开关K 断开时,A 、B 两点的电压U AB 是多少？ （2）当K 闭合后，电容器C 1的带电量变化了多少？
+ —
5、电容器C1、C2和可变电阻器R1、R2以及电源E 连接成如图所示的电路.当R1的滑动触头在图示位置时,C1、C2的电量相等.要使C1的电量大于C2的电量,应
A 、增大R2
B 、减小R2
C 、将R1的滑动触头向A 端移动
D 、将R1的滑动触头向B 端移动
,
18,3,6,3,62121V U R R F C F C =Ω=Ω===μμ。