含电容器电路经典习题例1:如图所示滑动变阻器R 1=1Ω,R 2=2Ω,R 3=6Ω,E =2V ,r =1Ω,C =500μF ,求: (1)断开S 1,合上S2时电容器电量是多少 (2)再合上S 1,稳定后电容上带电量改变多少(3)若要求再断开S 1时电容C 上电量不变,那么当初R 1应调节为多少例2:如图,电源电动势为14,不计内阻,R 1=12Ω, R 3=3Ω,R 4=4Ω,R 2为变阻箱,电容C =2×10-10F 当电容器上带电量为4×10- 10C ,电阻箱R 2的阻值多大 1、如图所示,E =10 V, r =1Ω, R 1=R 3=5 Ω, R 2=4Ω,C =100μF 。
当S 断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态。
求:(1)S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向; (2)S 闭合后流过R 3的总电荷量。
2、电动势为E 、内电阻为r 的电源与粗细均匀的电阻丝相联,组成如图所示的电路。
电阻丝长度为L ,电阻为R ,C 为平行板电容器,其相对面积为S ,两板间的距离为d.在滑动触头向右滑的过程中,电流计中有电流通过,为什么若电流计允许通过的最大电流为I m ,求P 滑动时,所允许的最大速度是多少3、如图所示,将一电动势E =,内阻r=Ω的电源和粗细均匀的电阻丝相连,电阻比长度L=,电阻R=99Ω,电容C=μF ,当滑动触头P 以4×10—3m/s 的速度向右滑动时,下列说法中正确的是( )A .电容器C 充电,流过电流计G 的电流方向为a →G →bB .电容器C 放电,流过电流计G 的电流方向为b →G →a C .每秒钟电容器两极板的电压减少量为D .流过电流计的电流是4×10—3mA4、如图所示,电动势为 、内阻为r 的电源与电阻R 1、R 2、R 3、平行板电容器AB 及电流表组成电路,滑动变阻器R 1处于某位置时,A 、B 间的带电油R 2R 1SCR 3 E r滴静止不动,当滑动变阻器R1的触头向右滑动时,下列判断正确的是()A.电流表读数增大,油滴向上运动 B.电流表读数增大,油滴向下运动C.电流表读数减小,油滴向上运动 D.电流表读数减小,油滴向下运动5、如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,R3=8Ω,电容器电容C=2μF,电源电动势E=12V,内阻不计,要使电容器带有4×10-6C的电量,变阻器R的阻值应调为()A.8Ω B.16Ω C.20Ω D.40Ω6、如图所示,R1=R3= 10Ω,R2=R4=20Ω,C= 300μF,电源两端电压恒为U=6V,单刀双掷开关开始时接通触点2,求:(1)当开关S刚从触点2改接为触点1的瞬时,流过电流表的电流;(2)改接为触点1,并待电路稳定后,电容C的带电量;(3)若开关S再从触点1改接为触点2,直至电流为零止,通过电阻R1上的电量.7、在如图所示的闪光灯电路中,电源的电动势为E,电容器的电容为C。
当闪光灯两端电压达到击穿电压U时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定()A.电源的电动势E一定小于击穿电压UB.电容器所带的最大电荷量一定为CEC.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大D.在一个闪光周期内,通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等8、如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,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。
调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是()A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小9、如图所示的电路中,两平行金属板A、B 水平放置,两板E SR0R1R2 M N间的距离d =40 cm 。
电源电动势E =24V,内电阻r =1 Ω,电阻R =15 Ω。
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v 0=4 m/s 竖直向上射入板间。
若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。
那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A 板此时,电源的输出功率是多大(取g =10 m/s 2).10、一电路如图所示,电源电动势28V E =,内阻2r =Ω,电阻112R =Ω,244R R ==Ω,38R =Ω,C 为平行板电容器,其电容C =,虚线到两极板距离相等,极板长0.20m L =,两极板的间距21.010m d -=⨯。
(1)若开关S 处于断开状态,则当其闭合后,求流过R 4的总电量为多少(2)若开关S 断开时,有一带电微粒沿虚线方向以0 2.0m/s v =的初速度射入C 的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S 闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中,能否从C 的电场中射出(要求写出计算和分析过程,g 取210m/s )11、 如图20所示,电源电动势E =6V ,电源内阻不计.定值电阻R 1=Ω、R 2=Ω. ⑴ 若在ab 之间接一个C =100μF 的电容器,闭合开关S ,电路稳定后,求电容器上所带的电量;⑵ 若在ab 之间接一个内阻R V = Ω的电压表,求电压表的示数.12、已知如图,电源内阻不计。
为使电容器的带电量增大,E可采取以下那些方法:A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R113、已知如图,R1=6Ω,R2=3Ω,C1=6μF,E=18V,r=0,当开关S断开时。
求(1)A点的电势;(2)当开关S闭合时,电容器C1的电荷量变化了多少库仑14、如图所示,E=6V,r不计,R1=2Ω,R2=4Ω,R,3=10Ω,C1=20μF,C2=40μF。
求:(1)闭合S时,电流表G中有无电流通过若有,方向如何(2)S闭合后,通过电流表G的总电量。
15、如图所示,U=10V,r不计,R1=3Ω,R2=2Ω,R,3=5Ω,C1=4μF,C2=1μF。
求:(1)当闭合S足够长时间后,C1和C2所带的电荷量各是多少(2)然后把S断开,通过R2的总电量是多少含电容器电路经典习题解答1、解析:开始带电粒子恰好处于静止状态,必有qE=mg 且qE 竖直向上。
S 闭合后,qE =mg 的平衡关系被打破。
S 断开,带电粒子恰好处于静止状态,设电容器两极板间距离为d ,有2124C R U E V R R r ==++ qUC/d=mg S 闭合后, /228C R U E VR r ==+设带电粒子加速度为a ,则qU/C/d -mg= ma,解得a=g ,方向竖直向上。
(2 )S 闭合后,流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量,所以ΔQ =C ( U /c 一Uc)=4×10-4C.2、解析:电容器的电压等于电阻丝PB 段上的电压,如果P 不滑动,电阻丝PB 段长度不变,加在电容C 上的电压也不变,电流计G 中无电流通过。
若P 向右滑动,PB 段长度减少,电阻减少,电压也减小,电容器就要放电。
电流计G 中的电流就是电容器放电的电流。
由于滑动的速度越大,电容器上电压减小越快,放电电流越大。
因此电流计G 允许通过电流的最大值就决定了P 滑动的最大速度。
设滑动触头P 滑动的速度为v,那么在Δt 时间内滑过的距离为ΔL = v Δt .若P 1,P 2为滑动触头的初末位置.那么P 1,P 2与B 点间的电压分别为11,PB ER U R r L =⨯+22,P BER U R r L=⨯+ 滑动触头P 从P 1滑至P 2的过程中,触头P 与B 点间的电压减小量为1212PB P B ER ER L ER v tU U U R r L R r L R r L-∆∆∆=-=⨯=⨯=⨯+++ 在此过程中,电容器的放电量为ΔQ=C ΔU=ER v t C R r L ∆⨯+,其中,电容器的电容为4SC kd επ= 那么.根据电流的定义,流过电流计的电流为()144Q S ER v t SERvI t kd R r L t kd R r Lεεππ∆∆==⨯⨯⨯=∆+∆+ 又因为流过电流计的电流I ≤I m ,所以触头P 滑动时,所允许的最大速度为()4mm kd R r LI v SERπε+=7、解析:理解此电路的工作过程是解决本题的关键。
电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等,当电源给电容器充电,达到闪光灯击穿电压U 时,闪光灯被击穿,电容器放电,放电后闪光灯两端电压小于U ,断路,电源再次给电容器充电,达到电压U 时,闪光灯又被击穿,电容器放电,如此周期性充放电,使得闪光灯周期性短暂闪光。
要使得充电后达到电压U ,则电源电动势一定大于等于U ,A 项错误;电容器两端的最大电压为U ,故电容器所带的最大电荷量为CU ,B 项错误;闪光灯闪光时电容器放电,所带电荷量减少,C 项错误;充电时电荷通过R ,通过闪光灯放电,故充放电过程中通过电阻R 的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等,D 项正确。
8、【解析】保持R 1不变,缓慢增大R 2时,由于R 0和R 2串联,R 0两端的电压减小,即平行板电容器的两个极板的电压U 减小,带电小球受到的电场力U F qE q d==⋅电减小, 悬线的拉力为F =将减小,选项B 正确,A 错误。
保持R 2不变,缓慢增大R 1时,R 0两端的电压不变,F 电不变,悬线的拉力为F 不变,C 、D 错误。
9、 解:(1)小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A 板时速度为零。
设两板间电压为U AB 由动能定理得 -mgd -qU AB =0-2021mv ① ∴滑动变阻器两端电压 U 滑=U AB =8 V ②设通过滑动变阻器电流为I ,由欧姆定律得I =A 1=+-rR U E 滑 ③滑动变阻器接入电路的电阻Ω 8==滑滑IU R ④ (2)电源的输出功率 P 出=I 2(R+R 滑)=23 W ⑤10、解析:(1)S 断开时,电阻R 3两端电压为332316V R U E R R r==++S 闭合后,外阻为123123()6()R R R R R R R +==Ω++ 端电压为21V RU E R r==+电阻R 3两端电压为/332314V R U U R R ==+则所求流过R 4的总电量为/1233 6.010C Q CU CU -∆=-=⨯(2)设微粒质量为m ,电量为q ,当开关S 断开时有:3qU mg d= 当开关S 闭合后,设微粒加速度为a ,则/3qU mg ma d-= 设微粒能从C 的电场中射出,则水平方向:0L t v =竖直方向:212y at = 由以上各式求得:36.2510m>2dy -=⨯故微粒不能从C 的电场中射出。