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电路的综合分析.doc
电路的综合分析
一、含容电路分析
1、求电路稳定后电容器所带的电量
求解这类问题关键要知道:电路稳定后,电容器是断路的,同它串联的电阻均可视为短路,电容器两端的电压等于同它并联电路两端的电压。
【例】在图16所示的电路中,已知电容C=2μF,电源电动势E=12V,内电阻不计,R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶6∶3.则电容器极板a所带的电量为( )
A.-8×10-6C B. 4×10-6CC. -4×10-6C D. 8×10-6C
2、求通过某定值电阻的总电量
【例】图17中,E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池内阻可忽略.
(1)闭合电键K,求稳定后通过R1的电流.
(2)然后将电键K断开,求这以后流过R1的总电量.
【练1】在如图18所示的电路中,电源的电动势E=30V,内阻r=1.0Ω,R1=10Ω,R2=10Ω,R2=30Ω,R3=35Ω,电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量.【练2】图19中电源电动势E=10V,C1=C2=30μF,R1=4.0Ω, R2=6.0Ω,电源内阻可忽略。先闭合电键K,待电路稳定后,再将K断开,则断开K后流过电阻R1的电量为 .讨论平行板电容器内部场强的变化,从而判定带电粒子的运动情况。
对于正对面积为S,间距为d的平行板电容器C,当它两极板间的电压为U时,则其内部的场强E=U/d;若电容器容纳电量Q,则其内部场强E=4πKQ/(ε.S).
据E=U/d和E=4πKQ/(ε.S)很容易讨论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。
【例】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20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【练】一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图21所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( )A.U变小,E不变. B.E变大,W变大.C.U变小,W不变. D.U不变,W不变.
【练】在如图22电路中,电键K1、K2、K3、K4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.K1 B.K2 C.K3 D.K4
【练5】如图23所示电路,电键K原来是闭合的,当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时,悬在空气平板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P加速向上运动的方法是:
A、把R1的滑片向上移动;B、把R2的滑片向上移动;
C、把R2的滑片向下移动;D、把电键K断开。
【练】两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图24所示,接通开关K,电源即给电容器充电.( )
A.保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小
B.保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电量增大
C.断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D.断开K,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大
4、电荷守恒定律与电容的综合问题
【例】在如图25所示的电路中,电容器A的电容CA=30μF,电容器B的电容CB=10μF.在电键K1、K2都是断开的情况下,分别给电容器A、B充电.充电后,M点的电势比N点高5V,O点的电势比P点低5V.然后把K1、K2都接通,接通后M点的电势比N点高.
A、10V. B、5V. C、2.5V. D、4.0V
二、电功率计算
【例】,电路中另一电阻R=10,直流电压 v=160v,电压表示数求
(1)通过电动机的电流...【练】26” 电动自行车额定输出功率 整车质量30kg 额定电压40w 最大载重120kg 额定电流3.5A 质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重的k=0.02倍,g取10m/ s2求:
(1)此车永磁体电机在额定电压下正常工作的效率....【练】2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车,不仅气势磅礴而且还是一辆电动车,充一次电可以走100左右.假设这辆电动彩车总质量为6.75 × 103 kg,当它匀速通过天安门前500 m的检阅区域时用时250 s,驱动电机的输入电流 I =10 A,电压为300 V,电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍.g 取10 m/s 2 ,
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