难点14 含电容电路的分析策略
高中物理:含电容器电路的分析方法
高中物理:含电容器电路的分析方法一、电容器在电路中的连接方式1、串接:如图1所示,R和C串接在电源两端,K闭合,电路稳定后,R相当于导线,C上的电压大小等于电源电动势大小.2、并接:如图2所示,R和C并接,C上电压永远等于R上的电压.3、跨接:如图3所示,K闭合,电路稳定后,两支路中有恒定电流,电容器两极板间电压等于跨接的两点间的电势差,即二、静态分析稳定状态下,电容器在直流电路中起阻断电流作用,电容器两极间存在电势差,电容器容纳一定的电量,并满足Q=CU.三、动态分析当直流电路中的电流和电势分布发生变化影响到电容器支路两端时,电容器的带电量将随之改变(在耐压范围内),即电容器发生充、放电现象,并满足△O=C△U.例1、如图4电路中电源E=12V,r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,C1=4μF,C2=1μF,当电路闭合且稳定后各电容器的带电量为多少?当K断开时,通过R1、R2的电量各为多少?解析:静态分析:R3相当于导线,C2与R1、R2串联起来的部分并联,C1和R2并联.,且C1的下极板,C2的右极板带正电.动态分析:断开K后,C1通过R3、R2放电,C2通过R3、R2和R1放电,最后电压都为0,电容上电量也都为0.故通过R2的电量为Q=Q1+Q2=2.6x10-5C,通过R1的电量为Q2=.例2、如图5所示的电路中,电源电动势为E,内阻不计,电容器的电容为C,R2=R3=R4=R5=R,R1为滑动变阻器,其阻值可在0~2R 范围内变化,则当滑动头从最左端向最右端滑动的过程中,通过R5的电量是多少?解析:动态分析:本题电容器的接法为跨接,且电阻R1连续变化,C上电压为连续变化,不妨设电源负极为零电势点.则有当P置于R1的最左端时当P置于R1中间某位置时当P置于R1的最右端时当滑动头P从最左端向最右端滑动的过程中,电容器上下极板电势差改变为则通过R5的电量。
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略高中物理电学实验是学习电学知识不可或缺的一部分,但由于其实验器材复杂、实验现象抽象等特点,往往会给学生带来一定的困惑和难点。
下面我将从实验器材准备、实验现象观察和实验原理理解三个方面进行浅谈,提出应对策略。
在实验器材准备方面,学生往往会遇到电路连线错误、仪器选择不当等难点。
为了克服这些难点,学生首先要加强对电路原理和仪器知识的学习,了解各种仪器的使用方法和性能特点。
学生可以在实验前进行预习和准备工作,了解实验步骤和操作要求,熟悉实验器材的名称、功能和使用方法,避免在实验中出现不必要的错误。
学生还可以向老师或同学请教,加强合作学习,互相帮助和监督,提高实验准备的质量和效率。
在实验现象观察方面,学生往往会遇到实验现象不明显、读数误差大等难点。
为了克服这些难点,学生首先要熟练掌握实验仪器的使用方法,注意观察实验现象时的观察角度和距离,确保观察的准确性和精确度。
学生可以利用合适的数据处理方法,如平均值、标准差等,对实验数据进行合理处理和分析,减小读数误差。
学生还可以利用图像分析软件等辅助工具,对实验现象进行图像化处理和分析,提高实验结果的可靠性和有效性。
在实验原理理解方面,学生往往会遇到实验原理抽象、理论联系实际困难等难点。
为了克服这些难点,学生首先要加强对物理理论知识的学习,理解相关的物理概念和原理。
学生可以通过实验仿真软件等辅助工具,进行实验原理的模拟和演示,加深对实验原理的理解和感受。
学生还可以参考相关的实验教材和参考书籍,结合实际的实验现象和结果,进行理论联系实际的探究和思考,提高对实验原理的理解和运用能力。
高中物理电学实验难点的应对策略主要包括实验器材准备、实验现象观察和实验原理理解三个方面。
学生应通过加强理论知识学习、提前做好实验准备、加强合作学习、利用数据处理和图像分析等方法,克服实验中的困惑和难点,提高实验的质量和效果。
学生还应培养对实验的热爱和兴趣,通过实践和思考,掌握电学实验的基本原理和方法,提高对物理学习的理解和应用能力。
高考物理重点难点14 含电容电路的分析策略
高考物理重点难点14 含电容电路的分析策略将电容器置于直流电路,创设复杂情景,是高考命题惯用的设计策略,借以突出对考生综合能力的考查,适应高考选拔性需要.应引起足够关注.1.(★★★★)在如图14-1电路中,电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合.C 是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P ,断开哪一个电键后P 会向下运动A.S 1B.S 2C.S 3 D.S 4图14—1 图14—2 2.(★★★)(2000年春)图14-2所示,是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中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 ●案例探究 [例1](★★★★★)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.命题意图:考查推理判断能力及分析综合能力,B 级要求.错解分析:不能深刻把握该物理过程的本质,无法找到破题的切入点(K 断开→U 3变化→q 所受力F 变化→q 运动状态变化),得出正确的解题思路.解题方法与技巧:由电路图可以看出,因R 4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R 3上的电压U 3,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 =U 3=32E ①小球处于静止,由平衡条件得dqU=mg②当K 断开,由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为图14-3U ′=2E ③ 由①③得U ′=43U④U ′<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mg2d -q212='U mv 2-0 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 =0-21mv 2⑥联立上述各式解得 q ′=67q 即小球与下极板碰后电荷符号未变,电量变为原来的67. [例2](★★★★)如图14-4所示,电容器C 1=6 μF ,C 2= 3 μF ,电阻R 1=6 Ω,R 2=3 Ω,当电键K 断开时,A 、B 两点间的电压U AB =?当K 闭合时,电容器C 1的电量改变了多少(设电压U = 18 V )?命题意图:考查理解、推理、分析综合能力及解决实际问题的创新能力,B 级要求.错解分析:没有依据电路结构的变化分析求出电容器充放电前后的电压变化,使问题难于求解.解题方法与技巧:在电路中电容C 1、C 2的作用是断路,当电键K 断开时,电路中无电流,B 、C 等电势,A 、D 等电势,因此U AB =U DB =18 V ,U AB =U AC =U DB =18 V ,K 断开时,电容器C 1带电量为Q 1=C 1U AC =C 1U DC =6×10-6×18 C =1.08×10-4 C.当K 闭合时,电路R 1、R 2导通,电容器C 1两端的电压即电阻R 1两端的电压,由串联的电压分配关系得:U AC =211R R UR +=12 V此时电容器C 1带电量为:Q 1′=C 1U AC =7.2×10-5 C电容器C 1带电量的变化量为:ΔQ =Q 1-Q 1′=3.6×10-5 C所以C 1带电量减少了3.6×10-5 ●锦囊妙计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,电路有充电、放电电流,一旦电流达到稳定状态,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不漏电的情况)的元件,电容电路可看作是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器所带电量时,可在相应的位置补上.分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确地判断并求出电容器的两端的电压,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图14-4压.3.对于较复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压.●歼灭难点训练1.(★★★)(1997年全国)如图14-5所示的电路中,电源的电动势恒定,要想使灯泡变暗,可以A.增大R1B.减小R1C.增大R2D.减小R22.(★★★)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14-6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R1B.增大R2C.增大R3D.减小R23.(★★★★)如图14-7所示,E=10 V,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF,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,求这以后通过R1的总电量.图14—7 图14—84.(★★★★)如图14-8所示的电路,已知电池电动势E=90 V,内阻r=5 Ω,R1=10 Ω,R2=20 Ω,板面水平放置的平行板电容器的两极板M、N相距d=3 cm,在两板间的正中央有一带电液滴,其电量q=-2×10-7 C,其质量m=4.5×10-5kg,取g=10 m/s2,问(1)若液滴恰好能静止平衡时,滑动变阻器R的滑动头C正好在正中点,那么滑动变阻器的最大阻值R m是多大?(2)将滑动片C迅速滑到A端后,液滴将向哪个极板做什么运动?到达极板时的速度是多大?5.(★★★★)如图14-9所示.两根相距为L的竖直金属导轨MN和PQ的上端接有一个电容为C的电容器,质量为m的金属棒ab可紧贴竖直导轨无摩擦滑动,且滑动中ab始终保持水平,整个装置处于磁感应强度为B的磁场中,不计电阻,求最后通过C的充电电流.图14—9图14-5 图14-66.(★★★★★)图14-10所示,金属棒ab质量m=5 g,放在相距L=1 m的光滑金属导轨MN、PQ上,磁感应强度B=0.5 T,方向竖直向上,电容器的电容C=2μF,电源电动势E=16 V,导轨距地面高度h=0.8 m.当单刀双掷开关先掷向1后,再掷向2,金属棒被抛到水平距离s=6.4 cm的地面上,问电容器两端的电压还有多大?参考答案图14-10[难点磁场] 1.C 2.BC[歼灭难点训练] 1.AD 2.CD3.电容器稳定后相当于断路,K断开前电容器相当于和R 2并联,K 断开前,电容器相当 于直接接到电源上,K 断开前后通过R 1的电量即为前后两状态下电容器带电量之差. 电容器稳定后相当于断路,则: (1)I1=I总=)64(1021+=+R R E A =1A (2)断开K 前,电容器相当于和R 2并联,电压为I2R 2,储存的电量为Q 1=CI 1R 2 断开K 稳定后,总电流为零,电容器上电压为E ,储存电量为Q 2=CE 所以通过R 1的电量为:ΔQ =Q 2-Q 1=C (E -I 1R 2)=1.2×10-3 C4.滑动变阻器R 的滑动触头C 正好在AB 正中点时对液滴进行受力分析知,重力G 与电场力Eq 平衡,从而求得电容器两极电压,也就是BC 间电压,然后据闭合电路欧姆定律求得R BC ,从而求得R m .将滑片C 迅速滑到A 端后,由闭合电路欧姆定律可求得AB 间电压,即电容器两板间电压UAB =UMN ′=159090+×90即UMN ′=77 V 大于C 在中央时电压,对液滴分析受力知电场力大于重力,所以向M 板运动,由动量定理便可求得速度.(1)滑片C 在AB 中央时,对带电液滴由平衡条件得mg =qdU MN所以UMN =q m gd =7241021031045---⨯⨯⨯⨯ V =67.5(V ) 由题意知U MN =UBC =67.5 V 由欧姆定律得21mR R r E ++=UBC即21590mR +2m R ⨯=67.5 所以R m =90 Ω(2)滑片滑到A 时,UMN ′=m 1m R R r ER ++15909090+⨯V =77(V )>67.5 V所以液滴向M 板运动,设达M 板时速度为v由动能定理得q ·mg U MN -'2·2d =21mv 2 所以v =0.2 m/s5.经分析知最终ab 棒做匀加速下滑,设最终充电电流为I ,在Δt 内电量、速率、电动势的变化量分别为ΔQ 、Δv 和ΔE则有I =t Q ∆∆=C ·t E ∆∆=CBL ·t v∆∆=CBLa 由牛顿第二定律有mg -BIL =ma 解得I =CL B m mgCBL22+6.电容器充电后电量为Q =CE .开关掷向位置2时,电容器通过ab 放电,其放电电量为ΔQ ,则通过棒中电流为I =tQ∆∆ 金属棒受安培力F =BIL =BLtQ∆∆ ① 据动量定理F Δt =mv -0② 由平抛运动可知v =s/hgsg h 22=③由式①、②、③得BLt Q ∆∆·Δt =m shg 2 所以ΔQ =hg BL m s 2=1.6×10-5C电容器所余电量Q ′=Q -ΔQ =CE -ΔQ =1.6×10-5 C 所以电容器两端电压为U′=CQ '=8V。
初中电路教学难点及解决策略研究
活动都是按照教师的意愿进行安排,学生只能跟着教师走。
由于不能从学生的实际情况出发,学生在学习上感到吃力,也非常被动,没有学习的主动性,课堂教学的质量自然不高。
如果教师能够结合学生的需求,围绕学生展开课堂教学活动,让学生能够真正参与到语文知识的探究过程之中,一定会使课堂教学取得不一样的效果。
在新时期的课堂上,学生成为了教学的主人,能够在教学过程中体会到自己的作用,品尝到成功的喜悦,自然学习热情高涨,对学习充满了期待。
对学生一视同仁是新课改中的另一重要教学理念。
传统的教学过程中,不同成绩的学生教师都区别对待。
优等生得到了教师更多的关注,而学困生经常会受到教师的漠视和斥责。
在不平等的待遇之下,学生们怎么能够都参与到学习过程之中呢?为此,教师要想做好课堂教学工作,就要平等对待每一位学生,根据学生的兴趣爱好、认知能力、原有基础等做好因材施教工作。
只有结合不同层次水平学生的具体情况合理组织教学活动,为每个层次的学生都制定最贴近实际情况的教学目标,选择易于学生接受的教学方法,才能够让学生们都学有所得,在学习上保持高涨的情绪。
二、新时期进行语文教学工作需要教师多给予学生鼓励每个学生都希望得到教师的关注,教师对他们的表扬和鼓励会让学生备受鼓舞。
因此,在教学中教师要做一位有心人,善于发现学生的长处。
每位学生都具有自己的闪光点,只要教师多留心,就一定会有所发现。
为了对学生形成积极的作用,促使学生参与到课堂教学中,教师要结合多方面因素,制定出多元化的评价机制,这样,学生的多方面表现都能够得到肯定。
教师对学生进行评价时不再单纯看学生的学习成绩,当学生在课堂上积极表现时,在学习上有细微的进步时,在日常给予他人帮助时,教师都要及时给予学生表扬和鼓励,让学生认识到教师对他们是关注的,认可的。
在教师的鼓励下,学生们的信心倍增,自然在学习上表现更加积极,使课堂教学的气氛活跃,课堂教学的效果明显提高。
三、新时期进行语文教学工作需要教师灵活选用教学方法传统语文课堂教学中单一的讲授法使语文课堂失去了其应有的活力。
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略高中物理电学实验是学习电学知识的重要环节,通过实验可以帮助学生更直观地理解电学理论,并培养学生的实验能力和动手能力。
由于电学实验涉及到一定的理论知识和操作技能,学生在进行实验时往往会遇到一些困难和难点。
本文将就高中物理电学实验中常见的难点进行讨论,并提出相应的应对策略。
一、难点一:实验仪器的使用和维护因为高中生缺乏实践经验,对于实验仪器的使用和维护常常不够熟悉,容易出现误操作或者仪器损坏的情况。
应对策略:在进行电学实验之前,老师应该向学生详细介绍各种实验仪器的使用方法和注意事项,还可以组织学生进行模拟操作,熟悉仪器的使用流程和注意事项。
学校可以安排专门的技术员对实验仪器进行定期检修和维护,确保实验仪器的正常使用。
二、难点二:实验电路的搭建和调试电学实验中,学生需要搭建不同的电路进行测量和实验,对于电路的搭建和调试,学生常常存在一定的困难。
应对策略:老师可以在课堂上向学生详细介绍各种电路的搭建原理和方法,并通过示范操作的方式,让学生对搭建电路的步骤和注意事项有更清晰的认识。
学校也可以配置一定数量的示范电路供学生练习使用,让学生在实际操作中熟练掌握电路搭建和调试的技能。
三、难点三:数据记录和处理在电学实验中,学生需要进行大量的实验数据记录和数据处理,特别是在进行电学曲线测量和分析时,学生常常感到困惑。
应对策略:老师可以在实验课上向学生讲解实验数据记录和处理的基本方法和技巧,指导学生如何进行数据记录和数据处理,以及如何制作实验报告。
老师还可以给学生提供一些实验数据的处理软件和实验报告模板,使学生更加便捷地进行数据处理和实验报告的撰写。
四、难点四:实验现象的观测和解释在电学实验中,学生通过观察实验现象并进行解释,但是由于对电学理论的掌握程度不同,学生在观测和解释实验现象时容易出现困惑和误解。
应对策略:老师应该在实验课上引导学生深入思考实验现象背后的物理机理,帮助学生理清实验现象和电学理论之间的联系。
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略高中物理电学实验难点主要集中在电路的组装、电路参数的测量和分析、电器仪器操作等方面,对于初学者难度较大。
以下是应对这些难点的策略。
一、电路的组装电路的组装需要认真细致地进行,避免连接松动、漏接等问题,保证电路的稳定运行。
特别是对于涉及到高电压和大电流的电路,必须要严格按照安全操作规程进行操作,避免发生危险。
实验前要认真阅读实验指导书,理解电路原理及其组装方式,并进行模拟实验,整理出电路图,逐步将电路图转换成实际电路。
在组装电路的过程中,要注意以下几点:1. 电路元件的正确使用。
电路元件的使用要符合规定,根据实验要求选择合适的电容器、电阻器、电感器等元件,并严格按照标准进行接线。
2. 电路连线的安全牢固。
对于需要接插件的电路元件,要仔细检查插针是否损坏、弯曲、错位等问题,接插口是否干净,确保每个接插口紧固可靠。
3. 电路接线的准确无误。
组装时要逐一检查电路接线是否准确无误,符合电路原理,确保电路运行正常。
二、电路参数的测量和分析电学实验常涉及到电势、电流、电阻、电容、电感等参量的测量,对于初学者而言,这些参数的测量和分析十分困难,需要细心认真地进行。
在实验前需要充分理解测量的原理和方法,熟悉所需设备的使用方法,严格执行实验步骤,注意以下几点:1. 测量设备的准确校准。
充分理解各种测量仪器的原理,熟悉测量设备的使用方法和操作界面,确保设备的准确校准。
2. 测量参数的正确选择。
对于不同类型的电路,要按照实验原理和实验目的选择恰当的测量参数,同时保证测量结果具有可靠性和精确性。
3. 测量数据的记录和分析。
要规范地记录测量数据,同时对数据进行实时分析和比对,对异常数据进行排除,确保实验结果准确无误。
三、电器仪器操作电学实验中常涉及到对各种电器仪器的操作,包括发电机、万用表、示波器、信号发生器、电源等。
这些设备操作流程繁琐、操作方式复杂,初学者很难完全掌握。
因此,在使用这些电器仪器时,应注意以下几点:1. 熟悉仪器的使用方法。
含电容器直流电路分析计算问题
含电容器直流电路的分析与计算问题摘要:初次接触电路问题的中学生在利用欧姆定律和串、并联电路的特点进行定性分析和定量计算时,往往觉得很”繁”、很”乱”、很”难”。
其实,解决电路问题的关键在于掌握思路和方法:一般是先对电路进行变形、整理,组成简单的串、并联电路,然后利用欧姆定律及串联的特点建立方程。
学生的问题大多不是出在电路分析阶段,而是建立方程阶段。
关键词:含电容器,直流电路;分析,计算中图分类号:g633.7 文献标识码:e 文章编号:1006-5962(2013)01-0194-01电学是中学物理的重点,也是难点。
欧姆定律又是电学的基础。
初次接触电路问题的中学生在利用欧姆定律和串、并联电路的特点进行定性分析和定量计算时,往往觉得很”繁”、很”乱”、很”难”。
其实,解决电路问题的关键在于掌握思路和方法:一般是先对电路进行变形、整理,组成简单的串、并联电路,然后利用欧姆定律及串联的特点建立方程。
学生的问题大多不是出在电路分析阶段,而是建立方程阶段,在教学中,发现学生”乱”就乱在不知先用哪个公式算什么量.后用哪个公式算什么量。
往往花很长时间还理不出头绪,于是,越想越糊涂,简单的问题也变难了,当然解决不了,怎么办呢?很简单,只要有一种能迅速获得计算结果的方法就行了。
本文以两个用电器串、并联电路为例,介绍一种简单快捷的电器计算方法。
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情况)的元件,电容器所在支路可视为断路,简化电路时可去掉,简化后若要求电容器所带电荷量,可接在相应的位置。
【例1】如图1所示,两个电阻r1=5ω,r2=10ω,两电容器c1=5μf,c2=10μf,电路两端电压恒定,u=18v,求:(1)当s断开时,a、b两点间的电压为多大?(2)当s闭合时,两电容器的带电量分别改变了多少?【解析】(1)直流电不能通过c1、c2,所以当s断开时,电路中无电流。
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略高中物理电学实验是高中物理课程中的重要部分,通过实验,学生可以更直观地了解电学现象,加深对电学知识的理解。
由于电学实验涉及到一些复杂的电路搭建和测量技术,因此很多学生在进行电学实验时会遇到各种难点。
本文将针对高中物理电学实验中常见的难点进行分析,并给出应对策略,帮助学生能够更好地完成电学实验。
一、电学实验常见难点1. 电路搭建复杂在进行电学实验时,学生需要按照实验指导书上的要求,通过连接导线、电阻、电源等器材,搭建所需的电路。
对于一些复杂的电路,学生可能会出现连接错误、接触不良等问题,导致电路无法正常工作。
2. 测量仪器操作困难在电学实验中,学生需要使用安全电表、万用表等仪器进行电流、电压的测量,而对于这些测量仪器的操作,一些学生可能并不熟悉,导致测量数据不准确或者操作不当引起安全隐患。
3. 实验现象解释困难在完成电学实验后,学生需要对实验现象进行解释和分析,这需要对电学知识有一定的理解和运用能力,一些学生可能在这一环节出现困难。
二、应对策略1. 提前准备在进行电学实验之前,学生应该提前做好准备,熟悉实验内容和所需器材,阅读实验指导书并了解所需步骤。
在实验前,可以自行搭建小型电路进行练习,以确保熟练掌握电路搭建的技巧。
2. 注重实验操作细节在进行电学实验时,学生需要特别注意实验操作的细节,例如接线是否牢固、插头是否接触良好等。
在搭建电路时,可以先在纸上画出电路图,并仔细核对实际连接情况,以确保搭建的电路准确无误。
3. 提前熟悉测量仪器学生在进行电学实验前,可以提前熟悉测量仪器的使用方法,了解不同测量仪器的功能和操作步骤。
可以通过与老师、同学讨论,或者查阅相关资料,提前了解测量仪器的使用技巧,以确保在实验中能够准确测量电流、电压等数据。
4. 多练习,掌握操作技巧在电学实验中,操作技巧十分重要,因此学生需要通过多次练习,掌握电路搭建和测量仪器操作的技巧。
可以利用课余时间进行实验操作的练习,逐步提高操作的熟练度和准确度。
初中物理电路部分教学问题和解决策略研究
初中物理电路部分教学问题和解决策略研究电路是初中物理学的重要内容之一,但是学生在学习电路时常常面临一些困惑和问题。
本文将针对初中物理电路部分的教学问题进行研究,并提出相应的解决策略。
一、学生对电路原理的理解不深刻学生在学习电路时常常只停留在记住一些概念或者公式的层面上,对于电路的实际运行原理缺乏深入的理解。
解决策略:1. 引导学生进行实践探究,通过搭建简单电路并观察其运行状态来加深对电路原理的理解。
2. 利用模拟实验软件进行电路模拟,让学生通过模拟实验来观察电流的流动和电压的变化,进一步理解电路原理。
3. 通过实例分析,结合生活中的电路应用,引导学生分析电流的路径、电压的分布等,培养学生对电路原理的直观感受。
二、难以理解电流的流动和电压的分布学生往往难以理解电流是如何在电路中流动的,以及电压在电路中的分布情况。
解决策略:1. 利用动画、实验演示等多种形式展示电流的流动和电压的分布情况。
使用电子线路模型或者水流模型进行演示,让学生直观地看到电流的流动及电压的变化。
2. 利用电子课件或教学软件,通过仿真图形展示电流和电压的变化情况,让学生通过观察图形来理解电路中电流和电压的分布规律。
3. 利用问题导入的方式,引导学生进行思考和探究,通过解决实际问题的方式来理解电流和电压的分布情况。
三、无法正确应用电路定律解题学生对于电路定律的掌握程度较低,无法正确应用电路定律解决实际问题。
解决策略:1. 在教学中注重电路定律的讲解和训练,通过具体的例题和实例分析,让学生理解电路定律的含义和应用。
2. 针对不同类型的题目,提供不同的解题思路和方法,引导学生熟练运用电路定律解决问题。
3. 利用课堂小测验、作业练习等方式进行巩固训练,及时发现和纠正学生对电路定律的理解误区。
四、实验操作能力薄弱学生在进行电路实验时,存在实验操作能力薄弱的问题,无法独立完成实验并获得准确的实验数据。
解决策略:1. 在实验之前,对实验装置和仪器的使用进行详细讲解,解释实验操作的步骤和注意事项,引导学生掌握实验操作的技巧。
含容电路问题求解方法
Җ㊀山东㊀顾化坤㊀㊀含容电路问题是高中物理教学的重点,也是学生学习的难点.近年来,在各种考试中关于含容电路的问题屡屡出现.为更好地突破这个难点,本文试通过分析求解几道例题,总结解题的通式通法,以供参考.1㊀平行板电容器中带电粒子的运动例1㊀如图1所示,E =10V ,r =1Ω,R 1=R 3=5Ω,R 2=4Ω,C =100μF .当开关S 断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态.求当开关S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向.图1开关S 断开时,电阻R 1㊁R 2串联,电路中的电流为I 1=E R 1+R 2+r =105+4+1A=1A .电容器两端的电压与电阻R 2两端的电压相等,即U 1=I 1R 2=1ˑ4V=4V .此时,电容器中的带电粒子受到的重力和电场力大小相等,设此时电容器内匀强电场的场强为E 1,则有m g =qE 1=U 1dq .开关S 闭合后,R 1被短路,电路中的电流I 2=E R 2+r =104+1A=2A.此时,电容器两端的电压仍与电阻R 2两端的电压相等,即U 2=I 2R 2=2ˑ4V=8V .显然,此时带电粒子受到的电场力大于重力,其方向竖直向上.设此时电容器内匀强电场的场强为E 2,由牛顿第二定律得q E 2-m g =ma ,其中E 2=U 2d.联立以上各式解得a =g .技巧方法㊀在恒定电路中,平行板电容器因带电在内部形成一个电场,不考虑边缘效应,可将此电场看作匀强电场,因此,带电粒子在电容器中的运动实质上就是带电粒子在匀强电场中的运动.2㊀电容器的充放电状态例2㊀如图2所示,当a ㊁b 两点间没有接电容器时,闭合开关S ,灯L 正常发光.断开S ,在a ㊁b 两点间接一个电容较大的电容器C ,再闭合开关S 时,观察到的现象是;闭合一段时间后,再将开关S断开,观察到的现象是.图2在a ㊁b 两点间接电容器,闭合开关S 时,由于电容器处于充电状态,电容器两端的电压从零逐渐增大到灯L 的额定电压,之后电路处于稳定状态.在此过程中,灯L 两端的电压也从零开始逐渐增大,故可观察到灯L 慢慢变亮的现象.电路稳定后再把开关断开,由于电容器处于放电状态,它与灯L 构成回路,电容器相当于电源,电容器放电.随着电容器放电电流逐渐减小,灯L 两端的电压逐渐降低.故断开开关S 后可观察到灯慢慢变暗后熄灭.技巧方法㊀电容器充电时,在电路中因电荷的移动形成电流,电容器两端的电压逐渐增大,通过的电流逐渐减小,所带的电荷量不断增大.在电容器刚充电时,电流最大,当带电荷量达到最大时,充电完毕,电流减小为零.电容器放电时,在电路中因电荷的移动形成电流,电容器两端的电压逐渐减小,通过的电流逐渐减小,所带的电荷量不断减少.在放电过程刚开始时,电流最大,当带电荷量减小为零时,放电完毕,电流减小为零.3㊀判定电路的电流方向例3㊀在如图3所示的电路中,电源电动势E =031 5V ,内阻r =1Ω,电阻R 1=4Ω,电阻R 2=R 3=10Ω,电容器的电容C =5ˑ10-3F ,则:图3(1)开关S 断开时,电容器的电荷量Q 1为多少?(2)将开关S 闭合,通过电流计G 的电荷量q 为多少?电流方向如何?(1)开关S 断开时,R 1与R 2串联,电容器两端的电压U C 1等于路端电压.根据闭合电路欧姆定律得I 1=E R 1+R 2+r =1 54+10+1A=0 1A .电容器两端的电压U C 1=I 1(R 1+R 2)=0 1ˑ(4+10)V=1 4V .电容器所带的电荷量Q 1=C U C 1=5ˑ10-3ˑ1 4C =0 007C .(2)开关S 闭合后,R 2与R 3并联再与R 1串联,电容器两端的电压U C 2等于电阻R 1两端的电压.R 2与R 3并联的总电阻R 23=R 2R 3R 2+R 3=10ˑ1010+10Ω=5Ω.根据闭合电路欧姆定律知通过电阻R 1的电流I ᶄ1=E R 1+R 23+r =1 54+5+1A=0 15A .电容器两端的电压U C 2=I ᶄ1R 1=0.15ˑ4V=0.6V .电容器所带的电荷量为Q 2=C U C 2=5ˑ10-3ˑ0 6C =0 003C .将开关S 闭合瞬间,通过电流计G 的电荷量q =Q 1-Q 2=0 004C .由此可知,开关闭合后,电容器将要放电,电流方向自右向左通过电流计G .技巧方法㊀判断含有电容器的电路中的电流方向,关键在于弄清电容器是处于充电状态还是放电状态.总之,求解含容电路问题,既要掌握电容器的基本特点,也要熟悉串㊁并联电路的特点,做到能够化简电路,并能熟练灵活地运用处理此类问题的通式通法,实现快速求解.(作者单位:山东省平度市第九中学)Җ㊀山东㊀王现忠㊀㊀从物理学的视角来看,模型法是人们为研究物理问题㊁探究物理事物本身规律而对研究对象所作的一种简化描述.模型法以观察和实验为基础,采用理想化的思维方法,揭示物理现象的本质和内在特性.在高中物理解题教学中,教师可指导学生应用模型法解题,抓住问题的主要因素,将问题由复杂变得简单,从而顺利解决问题,提升学生物理学科核心素养.1㊀物理模型物理作为一门自然科学,主要研究物体最一般的运动规律和物质的基本结构,与其他学科相比较为抽象,结合研究对象的规律建立模型有助于将抽象问题具体化.例1㊀物理兴趣小组研究两名同学在接力赛中直线部分的交接棒过程,甲同学能在加速之后以7m s-1的速度运动,而乙同学从开始运动到接棒过程做匀加速直线运动,为使乙同学顺利接棒且达到合适速度,甲同学在接力区前10m 处发出信号,乙开始做匀加速直线运动,恰能在接力区被甲追上且速度相同,求乙同学的加速度a 乙及在何处接到棒(已知接力区长度为L =20m ).解答本题需先挖掘研究对象的本质,建立模型,再根据甲㊁乙两名同学的运动情况,建立出质点匀速直线运动和匀加速直线运动两个模型.根据题意得知L 甲=v 甲t 甲,L 乙=12a 乙t 2乙,L 甲=L 乙+10m ,v 乙=v 甲=a 乙t 乙,联立各式得t 甲=t 乙=2 86s ,a 乙=2 45m s -2.结合题意得L 乙=12a 2t 22=10m ,即两同学在距接力区起点10m 处接棒.此题涉及两个模型,匀速直线运动模型和匀加速直线运动模型,主要考查运动学知识㊁牛顿运动定律的应用等,学生通过认真分析,构建出模型,使解题思路变得清晰,易于求解.2㊀实物模型实物模型是指用来代替由具体物体组成的.代表13。
初中物理电路部分教学问题和解决策略研究
初中物理电路部分教学问题和解决策略研究初中物理电路部分是学生在学习物理课程中的重点部分之一,也是学生较难理解和掌握的内容之一。
在教学过程中,常常出现一些问题,如学生对电路的基本概念理解不清、电路分析能力差、实验操作困难等。
为了解决这些问题,提高学生的学习效果,我们需要研究相应的教学策略。
学生对电路的基本概念理解不清是一个常见的问题。
为了解决这个问题,老师可以采取以下策略:1. 深入浅出地讲解电路的基本概念,如电流、电压、电阻等。
可以通过生动的比喻、实例等方式,让学生更加直观地理解这些概念。
2. 进行电路模型的三维展示,让学生通过观察和实践来理解电路结构和原理。
3. 组织小组讨论,鼓励学生在小组内互相讨论并解决问题。
这样可以培养学生的思辨能力和合作精神。
1. 增加电路分析的练习,多进行解答和例题,这有助于提高学生的分析和解决问题的能力。
2. 引导学生学会运用物理公式和理论知识分析电路,并与实际情况相结合。
3. 利用多媒体技术,结合电路模拟软件等,进行电路实验仿真,帮助学生理解电路的分析过程。
1. 在实验前进行详细的实验预习,通过实验讲解和演示,让学生充分理解实验操作过程。
2. 积极创造实验条件和环境,提供足够的实验设备和材料,确保学生能够顺利进行实验。
3. 对于实验难度较大的部分,可以组织小组合作完成,让学生互相帮助和支持。
针对初中物理电路部分的教学问题,我们可以采取相应的解决策略,如深入浅出地讲解电路的基本概念、进行电路模型的三维展示、增加电路分析的练习、利用多媒体技术进行电路实验仿真等,从而帮助学生更好地理解和掌握电路知识。
也需要老师注重引导学生自主学习和思考,积极参与实验操作,提高自身的学习能力和实验能力。
电路分析中难题解题技巧探索
电路分析中难题解题技巧探索
电路分析是电子工程师日常工作中的必要技能之一,但是在实践过程中,总会遇到一些难题,让工程师们头痛不已。
本文将探讨在电路分析中遇到的难题以及解题的技巧。
1. 电路参数不确定性
在实际电路中,电阻、电感和电容的参数往往不是完全确定的,这种不确定性往往会导致分析结果与实际情况不符。
针对这种情况,人们常常会使用参数变化法,通过逐步改变某一个参数,观察电路参数的变化情况,以此来判断电路中的主要因素是哪一个。
2. 电路复杂度
有些电路非常复杂,导致分析难度很大。
解决这个问题的方法是分步分析,先对电路的各个模块分别分析,最后再将它们合在一起。
同时,一些专业的电路仿真软件也可以用来帮助电子工程师更快地分析和解决复杂电路的问题。
3. 非线性电路
线性电路很容易被分析和解决,但是非线性电路则需要采用更为复杂的方法来进行分析。
在大多数情况下,非线性电路需要求解微分方程,这就需要利用微积分的知识,涉及到一定的数学技巧。
4. 电路元器件寿命问题
当电路中的元器件使用已经达到寿命,或发生了失效问题,这时候就需要进行替换或修复。
修复的方法就是找出元器件失效
之后,对电路进行细致全面的检查,找到故障点,并更换损坏部件。
在电路分析中,我们需要将不同的方法和技巧结合运用,才能更好地解决各种问题。
同时,要注重实践,跟进最新的电子技术发展,和不断练习分析、解决电路难题的能力,为提升工作中的实践能力,打下良好基础。
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。
如何解决电路中的电容问题
如何解决电路中的电容问题电容是电路中常见的元件之一,它在电路中起到了储存电荷、调整信号频率等重要作用。
然而,在电路设计和实际应用中,电容问题也是经常遇到的挑战之一。
本文将介绍一些解决电路中电容问题的方法,从而帮助读者更好地理解和应对这些问题。
一、优化电容选型在解决电路中的电容问题时,首先要考虑的是电容的选型。
不同类型的电容具有不同特性,比如电容值、电压容忍度、温度系数等。
根据电路的需求,正确选择合适的电容型号和规格,可以减少潜在的电容问题。
1.1 分析电路需求在选型之前,需要对电路的需求进行分析。
考虑电容在电路中的作用,如平滑电压、隔离信号、滤波等。
根据不同的应用场景,确定所需电容的类型和特性。
1.2 查找电容参数根据电路的需求,查询相关的电容参数,如电容的容值、电压容忍度、频率响应等。
这些参数将有助于确定电容的选型范围。
1.3 选择合适的电容型号根据电路需求和电容参数,选择合适的电容型号。
可以参考电容供应商的产品手册或在线电容选型工具,筛选出符合要求的电容型号。
二、考虑电容的串并联组合在某些情况下,单个电容无法满足电路需求,需要通过串并联组合电容来解决问题。
电容的串联和并联组合可以调整电容值、频率响应等。
2.1 串联组合当需要得到较大的电容值时,可以通过串联多个较小的电容实现。
串联时,总电容值等于各个串联电容的倒数之和的倒数。
这种方式可以扩大选择范围,满足更高的电容值需求。
2.2 并联组合当电容值已经很大时,但需要更低的等效串联电阻时,可以通过并联多个较大的电容实现。
并联时,总电容值等于各个并联电容的和。
这种方式可以降低等效串联电阻,提高电容性能。
三、增加电容的工作温度范围电容的工作温度范围是电容性能的重要指标。
如果电路工作环境温度波动较大,选择工作温度范围更广的电容可以提高电路稳定性,避免电容问题。
3.1 确定工作环境温度范围通过对电路工作环境的分析,确定电容所需的工作温度范围。
考虑电路所在环境的最高温度、变化速度等因素。
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略一、电学实验难点的原因分析1. 理论基础薄弱:电学实验与电学理论知识密切相关,学生在进行实验时需要结合理论知识加以分析和理解,有时候缺乏扎实的理论基础会导致对实验内容的理解不深。
2. 设备操作不熟练:电学实验中需要用到各种电学仪器,如电压表、电流表、电阻箱等,操作不熟练会导致实验数据不准确,影响实验效果。
3. 实验设计要求高:有些电学实验需要学生自行设计实验方案,这就要求学生不仅要掌握理论知识,还要具备一定的实验设计能力和分析能力。
4. 数据处理困难:电学实验中获得的数据需要加以处理和分析,有些学生不善于进行数据分析,导致实验结果不准确或无法得出结论。
二、应对策略1. 强化理论知识学习:学生在进行电学实验前,应该对实验涉及到的理论知识进行深入学习,理解相关概念和原理,掌握相关公式和计算方法。
可以通过课堂学习、复习、讨论等方式加强理论学习。
2. 加强实验操作训练:学校应该加强对电学实验设备的操作训练,让学生熟悉仪器的使用方法,提高操作技能。
老师可以结合实验内容进行实际操作演示,让学生掌握操作技巧,保证实验数据的准确性。
3. 提供实验设计指导:对于需要学生自行设计实验方案的实验,老师可以提供一定的实验设计指导,指导学生如何根据理论知识进行实验设计,怎样选择合适的实验方案和方法,从而提高实验设计的质量。
4. 数据处理与分析培训:学校可以通过课外讲座、实验室技能培训等形式,加强学生对实验数据的处理和分析能力的培养,让学生学会如何运用数学工具和统计方法分析实验数据,得出准确的结论。
5. 提供实验技能拓展课程:学校可以在学生课外时间组织一些实验技能拓展课程,教授一些实用技巧和方法,如焊接技巧、电子电路设计等,提高学生的实验技能水平。
6. 鼓励实验实践:学校可以设置一定的实践实验时间,让学生有更多的时间去进行实验操作,熟练掌握实验技能。
鼓励学生多参与科技创新活动,提高学生对实验的兴趣和积极性。
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。
电气重点难点解决方案
电气重点难点解决方案电气工程作为一门重要的学科,涵盖了广泛的知识领域和技术应用。
在学习和实践中,我们经常会遇到一些难点和问题。
本文将就电气工程中的重点难点问题进行分析,并提出解决方案。
一、电路分析中的复杂网络电路分析是电气工程的基础,但在实际应用中,我们常常遇到复杂的电路网络。
这些复杂网络可能包含多个电源、电感、电容等元件,导致分析过程困难。
为了解决这个问题,我们可以采用以下方法:1. 应用基本定律:欧姆定律、基尔霍夫定律和电压分压定律、电流分流定律等是电路分析的基本工具,我们应熟练掌握这些定律,并应用于具体问题的求解。
2. 网络简化:对于复杂的电路网络,我们可以进行网络简化,将多个元件合并成一个等效元件,从而简化分析过程。
例如,可以将多个电阻并联或串联,将多个电容并联或串联。
3. 电路分支分析:将复杂电路分解为多个简单的电路分支,分别进行分析,然后将结果综合起来。
这样可以减小分析的复杂性。
二、电机控制与驱动电机在电气工程中的应用非常广泛,但电机控制和驱动技术相对复杂。
在实际应用中,我们常常会遇到以下难点:1. 回路速度控制:在电机控制中,回路速度控制是一个重要的难点。
为了解决这个问题,我们可以采用PID控制方法,通过不断调整比例、积分和微分系数,使电机的实际速度接近于设定速度。
2. 电机起动与制动:电机的起动与制动过程需要合理控制电压、电流和转矩等参数。
为了解决这个问题,我们可以采用软启动和电阻制动等方法,逐渐增加或减小电压,控制电流和转矩的变化。
3. 电机正反转控制:在某些应用中,电机需要实现正反转的控制。
为了解决这个问题,我们可以采用双向电流控制和相位控制等技术,实现电机的正反转。
三、电力系统中的短路故障电力系统是电气工程的重要组成部分,但在实际运行中,短路故障是一个常见的难点问题。
为了解决这个问题,我们可以采取以下措施:1. 短路电流计算:对于电力系统的短路故障,我们需要准确计算短路电流,以判断系统的稳定性和选择合适的保护设备。
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略
浅谈高中物理电学实验难点的应对策略电学实验是高中物理学习中的重要环节,通过实验可以深入了解和掌握电学知识,在实践中加深对理论的理解和应用。
但是,电学实验也有其一些难点,在这篇文章中,我将从电路搭建、仪器使用、数据处理等方面,谈一下老师和学生应对难点的策略。
一、电路搭建难点与应对策略电路搭建的难点在于纷繁复杂的线路与组件,需要注意的细节很多,因此,学生容易出现搭建失败的情况。
此时,老师可以采取一下应对策略:1、提前制定细致的实验计划,准确列出电路中各个元器件之间的连线方式,确保学生理解并按计划进行搭建。
2、精心制作电路搭建动画和图示,帮助学生更加直观地理解和掌握搭建过程。
3、尽可能多地提供实物电器元器件,让学生通过实物操作更好地理解各个元器件的特性和搭建方法,提高搭建成功率。
在电学实验中,常常需要使用电器仪器进行测量、记录等操作,这就需要学生掌握各种仪器的使用方法和操作技巧,而这些技巧对于初学者来说是需要很长时间的积累和经验的。
为此,老师可以采取以下应对策略:1、让学生提前了解各种电器仪器的基本原理和使用方法,学生初步了解后,再为他们进行详细的操作指导。
2、翻阅仪器使用手册和说明书,详细了解各个参数和控制项的含义,然后通过实验操作进行实践,直到达到熟练的程度。
3、教师应当给学生提供充足的练习机会,慢慢培养出学生对仪器的熟练度。
这要求教师为学生创造更多的实践机会,方便他们掌握实际操作技能。
数据处理作为电学实验的重要部分,学生需要能够准确记录、整理、处理电学实验数据,并能够分析和得出相关结论。
老师可以采取以下应对策略:1、在实验中,老师应及时提醒学生记录实验数据,并告诉他们数据的相关要求和如何进行记录。
2、督促学生根据实验数据,突出重点,分析和回答相关问题。
老师可以就数据的处理方法给出相应的指导,帮助学生更好地理解数据记录及处理的重要性。
3、将相关实验结果进行总结,并与理论知识相结合,让学生明确学习成果,对学习效果进行总结与优化。
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难点14 含电容电路的分析策略将电容器置于直流电路,创设复杂情景,是高考命题惯用的设计策略,借以突出对考生综合能力的考查,适应高考选拔性需要.应引起足够关注.●难点磁场1.(★★★★)在如图14-1电路中,电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合.C 是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P ,断开哪一个电键后P 会向下运动A.S 1B.S 2C.S 3 D.S 4图14—1 图14—22.(★★★)(2000年春)图14-2所示,是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中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 ●案例探究[例1](★★★★★)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.命题意图:考查推理判断能力及分析综合能力,B 级要求.错解分析:不能深刻把握该物理过程的本质,无法找到破题的切入点(K 断开→U 3变化→q 所受力F 变化→q 运动状态变化),得出正确的解题思路.解题方法与技巧:由电路图可以看出,因R 4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R 3上的电压U 3,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 =U 3=32E ①小球处于静止,由平衡条件得dqU =mg ②图14-3当K 断开,由R 1和R 3串联可得电容两极板间电压U ′为 U ′=2E③ 由①③得U ′=43U④U ′<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mg2d -q212='U mv 2-0⑤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 =0-21mv 2⑥联立上述各式解得 q ′=67q即小球与下极板碰后电荷符号未变,电量变为原来的67.[例2](★★★★)如图14-4所示,电容器C 1=6 μF ,C 2= 3 μF ,电阻R 1=6 Ω,R 2=3 Ω,当电键K 断开时,A 、B 两点间的电压U AB =?当K 闭合时,电容器C 1的电量改变了多少(设电压U = 18 V )?命题意图:考查理解、推理、分析综合能力及解决实际问题的创新能力,B 级要求.错解分析:没有依据电路结构的变化分析求出电容器充放电前后的电压变化,使问题难于求解.解题方法与技巧:在电路中电容C 1、C 2的作用是断路,当电键K 断开时,电路中无电流,B 、C 等电势,A 、D 等电势,因此U AB =U DB =18 V ,U AB =U AC =U DB =18 V ,K 断开时,电容器C 1带电量为Q 1=C 1U AC =C 1U DC =6×10-6×18 C =1.08×10-4C.当K 闭合时,电路R 1、R 2导通,电容器C 1两端的电压即电阻R 1两端的电压,由串联的电压分配关系得:U AC =211R R U R +=12 V此时电容器C 1带电量为:Q 1′=C 1U AC =7.2×10-5 C电容器C 1带电量的变化量为:ΔQ =Q 1-Q 1′=3.6×10-5 C 所以C 1带电量减少了3.6×10-5●锦囊妙计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,电路有充电、放电电流,一旦电流达到稳定状态,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不漏电的情况)的元件,电容电路可看作是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器所带电量时,可在相应的位置补上.分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确地判断并求出电容器的两端的电压,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.图14-42.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.对于较复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压.●歼灭难点训练 1.(★★★)(1997年全国)如图14-5所示的电路中,电源的电动势恒定,要想使灯泡变暗,可以A.增大R 1B.减小R 1C.增大R 2D.减小R 22.(★★★)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14-6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R 1B.增大R 2C.增大R 3D.减小R 23.(★★★★)如图14-7所示,E =10 V ,R 1=4 Ω,R 2=6 Ω,C =30 μF ,电池内阻可忽略.(1)闭合开关K ,求稳定后通过R 1的电流;(2)然后将开关K 断开,求这以后通过R 1的总电量.图14—7 图14—84.(★★★★)如图14-8所示的电路,已知电池电动势E =90 V ,内阻r=5 Ω,R 1=10 Ω,R 2=20 Ω,板面水平放置的平行板电容器的两极板M 、N 相距d =3 cm ,在两板间的正中央有一带电液滴,其电量q =-2×10-7 C ,其质量m =4.5×10-5 kg ,取g =10 m/s 2,问(1)若液滴恰好能静止平衡时,滑动变阻器R 的滑动头C 正好在正中点,那么滑动变阻器的最大阻值R m 是多大?(2)将滑动片C 迅速滑到A 端后,液滴将向哪个极板做什么运动?到达极板时的速度是多大?5.(★★★★)如图14-9所示.两根相距为L 的竖直金属导轨MN 和PQ 的上端接有一个电容为C 的电容器,质量为m 的金属棒ab 可紧贴竖直导轨无摩擦滑动,且滑动中ab 始终保持水平,整个装置处于磁感应强度为B 的磁场中,不计电阻,求最后通过C 的充电电流.图14-5图14-6图14—96.(★★★★★)图14-10所示,金属棒ab 质量m =5 g ,放在相距L =1 m 的光滑金属导轨MN 、PQ 上,磁感应强度B =0.5 T ,方向竖直向上,电容器的电容C =2μF ,电源电动势E =16 V ,导轨距地面高度h =0.8 m.当单刀双掷开关先掷向1后,再掷向2,金属棒被抛到水平距离s =6.4 cm 的地面上,问电容器两端的电压还有多大?参考答案:[难点磁场] 1.C 2.BC[歼灭难点训练]1.AD2.CD3.电容器稳定后相当于断路,K断开前电容器相当于和R 2并联,K 断开前,电容器相当 于直接接到电源上,K 断开前后通过R 1的电量即为前后两状态下电容器带电量之差. 电容器稳定后相当于断路,则: (1)I1=I总=)64(1021+=+R R E A =1A(2)断开K 前,电容器相当于和R 2并联,电压为I2R 2,储存的电量为Q 1=CI 1R 2 断开K 稳定后,总电流为零,电容器上电压为E ,储存电量为Q 2=CE 所以通过R 1的电量为:ΔQ =Q 2-Q 1=C (E -I 1R 2)=1.2×10-3 C4.滑动变阻器R 的滑动触头C 正好在AB 正中点时对液滴进行受力分析知,重力G 与电场力Eq 平衡,从而求得电容器两极电压,也就是BC 间电压,然后据闭合电路欧姆定律求得R BC ,从而求得R m .将滑片C 迅速滑到A 端后,由闭合电路欧姆定律可求得AB 间电压,即电容器两板间电压UAB =UMN ′=159090+×90即UMN ′=77 V 大于C 在中央时电压,对液滴分析受力知电场力大于重力,所以向M 板运动,由动量定理便可求得速度.(1)滑片C 在AB 中央时,对带电液滴由平衡条件得mg =qdU MN所以UMN =qmgd =7241021031045---⨯⨯⨯⨯ V =67.5(V )由题意知U MN =UBC =67.5 V 由欧姆定律得21m R R r E ++=UBC图14-10即21590m R +2m R ⨯=67.5所以R m =90 Ω(2)滑片滑到A 时,UMN ′=m 1mR R r ER ++15909090+⨯V =77(V )>67.5 V所以液滴向M 板运动,设达M 板时速度为v 由动能定理得q ·mg U MN-'2·2d =21mv2所以v =0.2 m/s 5.经分析知最终ab 棒做匀加速下滑,设最终充电电流为I ,在Δt 内电量、速率、电动势的变化量分别为ΔQ 、Δv 和ΔE则有I =tQ ∆∆=C ·tE ∆∆=CBL ·tv ∆∆=CBLa由牛顿第二定律有mg -BIL =ma 解得I =CL B m mgCBL 22+6.电容器充电后电量为Q =CE .开关掷向位置2时,电容器通过ab 放电,其放电电量为ΔQ ,则通过棒中电流为I =tQ ∆∆金属棒受安培力F =BIL =BL tQ ∆∆ ① 据动量定理F Δt =mv -0 ② 由平抛运动可知v =s/hg sgh 22=③由式①、②、③得BL tQ ∆∆·Δt =m shg 2所以ΔQ =hg BLms 2=1.6×10-5C电容器所余电量Q ′=Q -ΔQ =CE -ΔQ =1.6×10-5 C 所以电容器两端电压为U′=CQ '=8V。