12.2.6 含电容器电路判断与计算及黑箱问题 讲义-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

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12.2 闭合电路的欧姆定律 第六讲 含电容器电路判断与计算及黑箱问题 高二上学期物理人教版必修第三册 第十二章 电能 能量守恒定律 12.2 闭合电路的欧姆定律 · 教师版 知识点范围 1.判断电路中电容器极板的电性 2.含容电路中有关电荷量及其变化的计算 3.计算含容电路的电流和电压 4.含有电容的电桥问题 5.黑箱问题 班级________ 姓名________ 学号________ 得分________ 知识点 5 讲 例题 5 道 巩固练习 8 题 判断速查表 10 条 建议用时 60 分钟 这一讲把电容器放回电路里。直流电路稳定后,电容器所在支路没有电流,它两端的电压由它并联在哪两点决定,极板带什么电、带多少电,都以这个电压为前提。前三个知识点按定结构、定电压、算电荷量的顺序展开,第四个知识点讲电容器跨接在两个节点之间的桥式电路,第五个讲黑箱,由多用电表的测量结果反推箱内的连接。五道例题依次对应五个知识点,第一道判断极板电性,中间三道是电荷量与电压电流的计算,最后一道是黑箱推断。 本讲内容 知识点 1 判断电容器极板的电性 知识点 2 电荷量及其变化的计算 知识点 3 含容电路的电流和电压 知识点 4 含有电容的电桥问题 知识点 5 黑箱问题 第一部分 知识点精讲 知识点 1 判断电容器极板的电性 原理 直流电路稳定后,电容器所在支路没有电流,与它串联的电阻两端电压为零,电容器两端的电压就等于它所并联的那部分电路两端的电压。判断极板电性,先要定这两个节点谁的电势高:与高电势节点相连的极板带正电,与低电势节点相连的极板带负电。电容器本身不消耗电能,它只是把两极板之间的电势差存下来。 图 1 结论 取电源负极为零电势,沿电流方向逐段减去各电阻上的电压降,得到两极板所接节点的电势,相减即得电容器两端电压,符号给出电性。开关断开的瞬间,电容器来不及放电,它两端的电压保持原值,电性也不变;开关闭合使它并入新的支路,电压重新分配,电性可能翻转。作答时电荷量取绝对值,电性用文字写明上极板或下极板带何种电荷。 易错 把接电源正极直接当成带正电,忽略中间的电阻分压;以为与电容器串联的电阻两端有电压,把它的电压也算进回路;求电荷量变化时把正负号直接代入公式,结果出现负的电荷量。 知识点 2 含容电路中有关电荷量及其变化的计算 原理 电容器的电荷量由它两端的电压决定,与电路的其余部分无关。电路结构改变后,先分别求变化前后电容器两端的电压,再由电容定义式得两个状态的电荷量。 图 2 结论 分三步走:定结构,稳定后把含容支路看成断路,画出等效电路;定电压,找出电容器并联在哪两点;算电荷量,代入电容定义式。两极板电性不变时,通过某条支路的电荷量等于两状态电荷量之差的绝对值;电性发生翻转时,极板上的电荷先中和再反向充电,通过的电荷量等于两状态电荷量之和。串联在含容支路里的电阻只影响充放电的快慢,不影响最终的电荷量。 易错 把电容器两端电压当成电源电动势;电性翻转后仍用相减,漏掉中和的那部分电荷;忽略开关动作后含容支路仍然没有电流这一前提,把过渡过程的电流算进稳态。 知识点 3 计算含容电路的电流和电压 原理 含容电路有两套算法。稳定状态用断路法,电容器所在支路电流为零,电压由其余部分的分压决定;过渡过程看极板电荷的移动,充电时电流流向正极板,放电时从正极板流出,电流的大小由单位时间内电荷量的变化量给出。 图 3 结论 电压表内阻很大,与电容器并联时相当于断路,读数就是电容器两端的电压;把电压表换成电容器,稳定后该支路同样没有电流,电容器两端的电压等于原来电压表的示数,两者在稳态下等价。题目给出两组电压表与电流表的读数时,先用闭合电路欧姆定律求出电动势和内阻,再回到含容支路定电压、算电荷量。 易错 用稳态的干路电流去算电容器的电荷量;把电流表的示数当成含容支路的电流,而稳态下含容支路根本没有电流;忽略电压表内阻很大这一条件,把它的分流计入干路。 知识点 4 含有电容的电桥问题 原理 桥式电路里,电容器跨接在两个节点之间,稳定时这条桥臂没有电流,电容器两端的电压就是这两个节点的电势差。两条串联支路各自按电阻正比分压,节点电势随电阻比例变化,电势差为零时电容器不带电。 图 4 结论 判断电桥是否平衡,比较同侧两臂的电阻比,比值相等则两节点电势相等,电容器电压为零,此时电桥平衡。不平衡时先求两节点电势,相减得电压,再乘电容得电荷量。题目要求电容器电荷量为零,就是要求调平衡,把平衡条件写成电阻比解出可变电阻。开关动作后桥路结构改变,两个状态分别求电势差,若差值变号,通过桥臂的电荷量取两状态之和。 易错 把电容器当成短路或当成电源;不设参考点就做电势相减,正负号混乱;电压差变号时仍用相减,漏掉电荷反向的那一部分;把平衡条件写成对角两臂相等。 知识点 5 黑箱问题 原理 黑箱题给的是外部测量结果,要由结果反推内部连接。多用电表的欧姆挡内部自带电源,黑表笔接内部电源的正极,所以黑表笔的电势高于红表笔。二极管正向导通、反向截止,正接与反接的阻值差别很大。电容器接在欧姆挡上先被充电,指针偏转后回落,稳定后相当于断路。 图 5 结论 判读顺序固定。先用直流电压挡测各对接线柱,有示数说明箱内有电源,无示数说明没有。再用欧姆挡正反接:读数相同说明该两柱之间是纯电阻;读数一大一小说明有二极管,黑表笔所接的一端是二极管的正极;指针先偏转后回落说明有电容器。最后用量值定连接方式,某两柱之间的阻值等于另两柱之和,说明是串联;等于两阻值的并联值,说明是并联。 易错 把黑表笔当成负极,二极管方向整个判反;只看一次读数就下结论,没有正反接对比;忽略电容器充电过程使读数不稳定,把摆动过程中的读数当成稳定值;量值关系没有验算,只凭图形猜连接方式。 第二部分 判断速查表 题里的现象 判断 依据 稳定后的含容支路 视为断路,支路电流为零 直流稳态 与电容器串联的电阻 两端电压为零 支路无电流 接高电势节点的极板 带正电 电势法 电容器两端电压 等于它所并联部分的电压 并联关系 电压表换成电容器 稳定后示数不变,支路无电流 内阻很大与断路等效 电性翻转后通过的电荷量 两状态电荷量之和 先中和再反向充电 电桥两节点电势相等 电容器电压为零,电荷量为零 平衡条件 欧姆挡的黑表笔 接内部电源正极,电势高 多用电表结构 正反接阻值一大一小 该两柱间接二极管,黑表笔所接为正极 单向导电性 指针先偏转后回落 该两柱间接电容器 充电后趋于断路 第三部分 例题精讲 例1.(知识点 1)如图所示,某含容电路电源电动势为E(内阻不计),电容器电容为C,、和是三个相同的小灯泡。将开关S闭合待电路稳定后,下列说法正确的是(  ) A.、和亮度相同 B.与亮度相同,最亮 C.电容器上极板带正电 D.电容器上极板带负电 【答案】C 【详解】AB.开关闭合稳定后,电容器相当于断路,则、串联,所以一样亮,不亮,故AB错误; CD.电容器下极板与电源负极电势相等,低于上极板,故上极板带正电下极板带负电,故C正确,D错误。 故选C。 例2.(知识点 2)如图所示,电源的电动势,内阻,电阻,,,,电容器的电容,电容器原来不带电,闭合开关至电路稳定,求: (1)两端电压; (2)流过的总电荷量; (3)断开开关S,求断开开关S后流过的电荷量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】(1)闭合开关至电路稳定后,电容器所在支路(与串联的支路)没有电流,两端电压为零,此时外电路为与、的串联支路并联 外电路总电阻 由闭合电路欧姆定律,干路电流 路端电压 通过、支路的电流 则两端的电压 (2)电路稳定时,上无电流、其两端电压为零,电容器两端的电压等于两端的电压,即 电容器所带电荷量 由于与电容器串联,充电过程中通过的电荷量等于电容器所带的电荷量,故流过的总电荷量为 (3)断开开关S后,电容器通过电阻放电:放电电荷经流到节点后,在节点与电源负极之间分为两支,一路经,另一路经和(与串联)流回电容器,即与并联分流 放电的总电荷量为,由并联分流关系,流过与的电流之比 则流过的电荷量 例3.(知识点 3)如图所示的电路中电阻,电容器的电容为。移动滑动变阻器的滑片,记录电压表和电流表的读数,当电压表的读数为时,电流表对应的读数为;当滑片位于滑动变阻器最右端时,电压表的读数为,电流表对应的读数为。电压表和电流表均为理想电表,电源的电动势和内阻恒定不变,求: (1)电源的电动势和内阻; (2)当电压表读数为时,电容器上所带的电荷量。 【答案】(1), (2) 【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律 代入数据得, 解得电动势和内阻分别为, (2)当滑片位于滑动变阻器最右端时,滑动变阻器接入电阻为零,电阻被短路,此时通过的电流为 电压为 因此 电容器两端的电压等于电阻两端的电压,当电压表读数为时 电容器上所带的电荷量 解得 例4.(知识点 4)如图所示,电源的电动势、内阻,电阻,电容器的电容。 (1)当开关断开时,求两端的电压; (2)当开关闭合时,求稳定后干路中的电流; (3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻的电荷量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】(1)当开关断开时,电路中只有、,电阻串联。 总电阻 电流 两端的电压 (2)开关闭合,两支路并联。电桥上的电容器稳态时相当于断路,无电流通过,故外电路仅为两支路并联。 并联电阻 总电阻 干路电流 (3)开关断开时,电桥上节点电位;下节点无电流,电位 电容器电压,上极板带正电,下极板带负电。 开关闭合后,外电压 、串联支路 上节点电位 下节点与电源正极等电位 电容器电压,上极板带负电,下极板带正电。 电容器电压变化量绝对值 通过的电荷量等于电容器电荷变化量 例5.(知识点 5)如图所示,某黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,其内部电路由三个阻值均为10Ω的电阻和一个理想二极管构成。现用多用电表电阻挡测量接线柱之间的阻值:红表笔接1、黑表笔接2时测得电阻为零;红表笔接2、黑表笔接1时测得电阻为15Ω;红表笔接3、黑表笔接1时测得电阻为10Ω。则黑箱内部电路可能是(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】A.多用电表欧姆挡特性,黑表笔接内部电源正极,电势高于红表笔;理想二极管正向导通电阻为0,反向截止电阻无穷大,二极管符号中三角形为正极,竖线为负极,正向电流沿箭头方向。 已知,三个电阻均为;测量结果为,红接1、黑接2,(二极管正向导通),说明二极管正极接2、负极接1(黑接2电势高,满足正极高、负极低的导通条件);红接2、黑接1,(二极管反向截止,电流走电阻通路), 符合一个10Ω串联两个并联10Ω的电阻结构;红接3、黑接1,,说明1、3之间直接接一个电阻。 1只接二极管,二极管截止后1、2之间开路,电阻无穷大,不符合的条件,故A错误; B.1、3之间为两个电阻串联,总电阻,不符合红3黑1测得的条件,故B错误; C.二极管正极接2、负极接1,满足红1黑2导通电阻为0;二极管截止时,1→3(10Ω)→两个并联10Ω→2,总电阻,符合红2黑1的测量结果;1、3之间直接为一个10Ω电阻,满足红3黑1测得10Ω的条件,完全符合,故C正确; D.1、3之间为两个电阻并联,总电阻,不符合的条件,故D错误。 故选C。 第四部分 巩固练习 1.把图甲所示的电容器作为图乙中的“C”接入电路。已知图乙中电源电动势、内阻,电阻,则电容器(     ) A.充电完成后两极间电压为 B.充电完成后带电量为 C.充电完成后带电量为 D.带电量为时两极间电压为 【答案】C 【详解】A.由图甲可知,电容器的电容,额定电压为。 当电路稳定(充电完成)时,电容器所在支路断路,电路中电流由闭合电路欧姆定律决定 电容器两极板间的电压等于电阻两端的电压,故A错误; BC.充电完成后电容器带电量为,故B错误,C正确; D.当带电量时,两极间电压为,故D错误。 故选C。 2.如图所示、电源电动势内阻不计,电阻,,,电容器电容,下列说法正确的是(  ) A.S断开时电容器的电压为 B.S断开时电容器a极板带负电 C.S闭合至电路稳定的过程中,有从电流表流向a的电流 D.S闭合电路稳定后,电容器所带电荷量为 【答案】D 【详解】A.S断开时,​两端的电压为 电容器的电压为,故A错误; B.S断开时,电源顺时针给电容器充电,所以电容器a极板带正电,故B错误; C.S闭合前,a极板带正电;S闭合后,电容器与并联,电容器a极板带负电,有从a流向电流表的电流,故C错误; D.S闭合后,干路电流为 因为与相等,所以经过的电流为,电容器的电压为 电容器的电量为,故D正确。 故选D。 3.如图所示,电源电动势E=6V,内阻,定值电阻,电容器的电容。初始时,开关闭合,断开,下列说法正确的是(     ) A.电路稳定后,电容器上极板带正电 B.电路稳定后,消耗的功率为3.0W C.闭合开关,电路稳定后消耗的功率为1.5W D.闭合开关,电路稳定后电容器所带的电荷量为 【答案】D 【详解】A.开关闭合,断开,电容器的下极板与电源的正极相连,所以上极板带负电,A错误; B.由闭合电路欧姆定律有,的功率,B错误; C.闭合开关稳定后,电阻串联后与并联, 并联电阻,干路电流, 由电流分配可知流过电流为,消耗的功率,C错误; D.闭合开关,电路稳定后电容器的电压, 电容器所带的电荷量,D正确。 故选D。 4.如图所示,黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的定值电阻构成的电路。用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为。如果把1和2接线柱用导线连接起来,则1和3接线柱之间的电阻为(  ) A.2Ω B.3Ω C.4Ω D.6Ω 【答案】B 【详解】黑箱内为三个阻值相等的电阻,用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为,所以内部电路如图1或图2所示 图1中每个电阻阻值为,当把1、2接线柱连接,两个电阻并联后与另一个电阻串联,阻值为; 图2中有 解得每个电阻阻值为 当把1、2接线柱连起来,1、3接线柱之间阻值为。 故选B。 5.在图所示的电路中,已知,,,,间的电压,在间接一个的电容器时哪个极板带正电?带电量为多少? 【答案】上极板带正电,带电量为 【详解】由于在间接入的是电容器,间处于断路状态,所以电路结构是、串联,、串联,两部分再并联,由于电桥处于非平衡状态间电势差不为零,其中, 由于,则有 所以上极板带正电,带电量为 6.在如图所示的电路中,,滑动变阻器的最大阻值为,电源电动势恒定,内阻不计。闭合开关S时,滑动变阻器的滑片置于a端;电容器C始终未被击穿,下列说法正确的是(  ) A.开始时电容器下极板带负电 B.开始时电容器下极板带正电 C.在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中,电容器的带电量一直减少 D.在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中,电容器的带电量可能先减少后增加 【答案】BC 【详解】AB.当滑动变阻器的滑片置于a端时,被短路,电容器与并联,下极板与电源正极相连,所以下极板带正电,B正确,A错误; CD.开始时下极板与电源正极相连电势高,带正电,当滑片向b端滑动时,下极板电势变低,当滑到b端时,此时,此时电容器两端的电势相同,电势差为0,电容器的带电量0,所以在滑片从a端向b端滑动的过程中,电容器的下极板一直带正电,但随着电容器两极板电压的减小,带电量一直减少,C正确,D错误。 故选BC。 7.如图所示,电源电动势,内阻,电阻,,,是滑动变阻器,其范围为0~,电容器电容,a、b分别为电容器上下两个极板。闭合开关、。 (1)缓慢调节滑动变阻器,为多大时,电路稳定后,电容器上刚好无电荷。 (2)调节滑动变阻器,使接入电阻为。电路稳定后,保持开关闭合,求断开后流过的电荷量。 (3)闭合开关,,调节滑动变阻器,接入阻值为多少时,电路稳定后,电源的输出功率最大?最大值是多少? 【答案】(1) (2) (3)时, 【详解】(1)闭合开关S1、S2,电路稳定后,电容器上刚好无电荷。设开关S1处的电势为0,由欧姆定律得 两支路电流值比为 联立,代入数据求得 (2)闭合S1、S2电路稳定后,并联电阻为 总电流为 经过两条支路的电流分别为 设开关S1处的电势为0,根据欧姆定律得, 下极板带正电,电容器两端电压 电容器所带电荷量为 保持开关S2闭合,断开开关S1,电容器放电,R1、R3串联,R2、R4串联,两者再并联,R1、R3串联电阻为4Ω,R2、R4串联为6Ω,则流过R1、R3的电流是流过R2、R4的倍,则流过R1的电荷量为 (3)当R外等于r时,电源的输出功率最大。R1、R2串联,R3、R4串联,两者再并联,并联的电阻 当R外越接近r,电源的输出功率最大,所以R3取6Ω,电源的输出功率最大。 此时,并联的电阻 干路电流 输出电压为 最大输出功率为 8.如图,把一只电阻和一只晶体二极管分别与接线柱A,B,C连接,元件放在盒内,盒外有A,B,C接线柱,用多用电表测量结果如下: ①用欧姆挡测量A,C间正反接电阻相等。 ②用欧姆挡测量,黑表笔接C点,红表笔接B点时读数很小;反接时读数很大。 ③用欧姆挡测量,黑表笔接B点,红表笔接A点时读数很大;反接时读数与A,C读数接近。 试画出盒内电路结构。 【答案】 【详解】由题意,A、C间:将表笔调换,前后读数相同,显然A、C间为电阻。  根据②由于B、C间:红表笔接B、黑表笔接C时的读数很小,调换表笔,读数很大,根据BC间的情况及二极管的单向导电性可知,BC间有二极管,且B接负极、C接正极。再结合A、B间的情况,电路图如图所示 学科网(北京)股份有限公司 $ 12.2 闭合电路的欧姆定律 第六讲 含电容器电路判断与计算及黑箱问题 高二上学期物理人教版必修第三册 第十二章 电能 能量守恒定律 12.2 闭合电路的欧姆定律 · 学生版 知识点范围 1.判断电路中电容器极板的电性 2.含容电路中有关电荷量及其变化的计算 3.计算含容电路的电流和电压 4.含有电容的电桥问题 5.黑箱问题 班级________ 姓名________ 学号________ 得分________ 知识点 5 讲 例题 5 道 巩固练习 8 题 判断速查表 10 条 建议用时 60 分钟 这一讲把电容器放回电路里。直流电路稳定后,电容器所在支路没有电流,它两端的电压由它并联在哪两点决定,极板带什么电、带多少电,都以这个电压为前提。前三个知识点按定结构、定电压、算电荷量的顺序展开,第四个知识点讲电容器跨接在两个节点之间的桥式电路,第五个讲黑箱,由多用电表的测量结果反推箱内的连接。五道例题依次对应五个知识点,第一道判断极板电性,中间三道是电荷量与电压电流的计算,最后一道是黑箱推断。 本讲内容 知识点 1 判断电容器极板的电性 知识点 2 电荷量及其变化的计算 知识点 3 含容电路的电流和电压 知识点 4 含有电容的电桥问题 知识点 5 黑箱问题 第一部分 知识点精讲 知识点 1 判断电容器极板的电性 原理 直流电路稳定后,电容器所在支路没有电流,与它串联的电阻两端电压为零,电容器两端的电压就等于它所并联的那部分电路两端的电压。判断极板电性,先要定这两个节点谁的电势高:与高电势节点相连的极板带正电,与低电势节点相连的极板带负电。电容器本身不消耗电能,它只是把两极板之间的电势差存下来。 图 1 结论 取电源负极为零电势,沿电流方向逐段减去各电阻上的电压降,得到两极板所接节点的电势,相减即得电容器两端电压,符号给出电性。开关断开的瞬间,电容器来不及放电,它两端的电压保持原值,电性也不变;开关闭合使它并入新的支路,电压重新分配,电性可能翻转。作答时电荷量取绝对值,电性用文字写明上极板或下极板带何种电荷。 易错 把接电源正极直接当成带正电,忽略中间的电阻分压;以为与电容器串联的电阻两端有电压,把它的电压也算进回路;求电荷量变化时把正负号直接代入公式,结果出现负的电荷量。 知识点 2 含容电路中有关电荷量及其变化的计算 原理 电容器的电荷量由它两端的电压决定,与电路的其余部分无关。电路结构改变后,先分别求变化前后电容器两端的电压,再由电容定义式得两个状态的电荷量。 图 2 结论 分三步走:定结构,稳定后把含容支路看成断路,画出等效电路;定电压,找出电容器并联在哪两点;算电荷量,代入电容定义式。两极板电性不变时,通过某条支路的电荷量等于两状态电荷量之差的绝对值;电性发生翻转时,极板上的电荷先中和再反向充电,通过的电荷量等于两状态电荷量之和。串联在含容支路里的电阻只影响充放电的快慢,不影响最终的电荷量。 易错 把电容器两端电压当成电源电动势;电性翻转后仍用相减,漏掉中和的那部分电荷;忽略开关动作后含容支路仍然没有电流这一前提,把过渡过程的电流算进稳态。 知识点 3 计算含容电路的电流和电压 原理 含容电路有两套算法。稳定状态用断路法,电容器所在支路电流为零,电压由其余部分的分压决定;过渡过程看极板电荷的移动,充电时电流流向正极板,放电时从正极板流出,电流的大小由单位时间内电荷量的变化量给出。 图 3 结论 电压表内阻很大,与电容器并联时相当于断路,读数就是电容器两端的电压;把电压表换成电容器,稳定后该支路同样没有电流,电容器两端的电压等于原来电压表的示数,两者在稳态下等价。题目给出两组电压表与电流表的读数时,先用闭合电路欧姆定律求出电动势和内阻,再回到含容支路定电压、算电荷量。 易错 用稳态的干路电流去算电容器的电荷量;把电流表的示数当成含容支路的电流,而稳态下含容支路根本没有电流;忽略电压表内阻很大这一条件,把它的分流计入干路。 知识点 4 含有电容的电桥问题 原理 桥式电路里,电容器跨接在两个节点之间,稳定时这条桥臂没有电流,电容器两端的电压就是这两个节点的电势差。两条串联支路各自按电阻正比分压,节点电势随电阻比例变化,电势差为零时电容器不带电。 图 4 结论 判断电桥是否平衡,比较同侧两臂的电阻比,比值相等则两节点电势相等,电容器电压为零,此时电桥平衡。不平衡时先求两节点电势,相减得电压,再乘电容得电荷量。题目要求电容器电荷量为零,就是要求调平衡,把平衡条件写成电阻比解出可变电阻。开关动作后桥路结构改变,两个状态分别求电势差,若差值变号,通过桥臂的电荷量取两状态之和。 易错 把电容器当成短路或当成电源;不设参考点就做电势相减,正负号混乱;电压差变号时仍用相减,漏掉电荷反向的那一部分;把平衡条件写成对角两臂相等。 知识点 5 黑箱问题 原理 黑箱题给的是外部测量结果,要由结果反推内部连接。多用电表的欧姆挡内部自带电源,黑表笔接内部电源的正极,所以黑表笔的电势高于红表笔。二极管正向导通、反向截止,正接与反接的阻值差别很大。电容器接在欧姆挡上先被充电,指针偏转后回落,稳定后相当于断路。 图 5 结论 判读顺序固定。先用直流电压挡测各对接线柱,有示数说明箱内有电源,无示数说明没有。再用欧姆挡正反接:读数相同说明该两柱之间是纯电阻;读数一大一小说明有二极管,黑表笔所接的一端是二极管的正极;指针先偏转后回落说明有电容器。最后用量值定连接方式,某两柱之间的阻值等于另两柱之和,说明是串联;等于两阻值的并联值,说明是并联。 易错 把黑表笔当成负极,二极管方向整个判反;只看一次读数就下结论,没有正反接对比;忽略电容器充电过程使读数不稳定,把摆动过程中的读数当成稳定值;量值关系没有验算,只凭图形猜连接方式。 第二部分 判断速查表 题里的现象 判断 依据 稳定后的含容支路 视为断路,支路电流为零 直流稳态 与电容器串联的电阻 两端电压为零 支路无电流 接高电势节点的极板 带正电 电势法 电容器两端电压 等于它所并联部分的电压 并联关系 电压表换成电容器 稳定后示数不变,支路无电流 内阻很大与断路等效 电性翻转后通过的电荷量 两状态电荷量之和 先中和再反向充电 电桥两节点电势相等 电容器电压为零,电荷量为零 平衡条件 欧姆挡的黑表笔 接内部电源正极,电势高 多用电表结构 正反接阻值一大一小 该两柱间接二极管,黑表笔所接为正极 单向导电性 指针先偏转后回落 该两柱间接电容器 充电后趋于断路 第三部分 例题精讲 例1.(知识点 1)如图所示,某含容电路电源电动势为E(内阻不计),电容器电容为C,、和是三个相同的小灯泡。将开关S闭合待电路稳定后,下列说法正确的是(  ) A.、和亮度相同 B.与亮度相同,最亮 C.电容器上极板带正电 D.电容器上极板带负电 例2.(知识点 2)如图所示,电源的电动势,内阻,电阻,,,,电容器的电容,电容器原来不带电,闭合开关至电路稳定,求: (1)两端电压; (2)流过的总电荷量; (3)断开开关S,求断开开关S后流过的电荷量。 例3.(知识点 3)如图所示的电路中电阻,电容器的电容为。移动滑动变阻器的滑片,记录电压表和电流表的读数,当电压表的读数为时,电流表对应的读数为;当滑片位于滑动变阻器最右端时,电压表的读数为,电流表对应的读数为。电压表和电流表均为理想电表,电源的电动势和内阻恒定不变,求: (1)电源的电动势和内阻; (2)当电压表读数为时,电容器上所带的电荷量。 例4.(知识点 4)如图所示,电源的电动势、内阻,电阻,电容器的电容。 (1)当开关断开时,求两端的电压; (2)当开关闭合时,求稳定后干路中的电流; (3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻的电荷量。 例5.(知识点 5)如图所示,某黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,其内部电路由三个阻值均为10Ω的电阻和一个理想二极管构成。现用多用电表电阻挡测量接线柱之间的阻值:红表笔接1、黑表笔接2时测得电阻为零;红表笔接2、黑表笔接1时测得电阻为15Ω;红表笔接3、黑表笔接1时测得电阻为10Ω。则黑箱内部电路可能是(  ) A. B. C. D. 第四部分 巩固练习 1.把图甲所示的电容器作为图乙中的“C”接入电路。已知图乙中电源电动势、内阻,电阻,则电容器(     ) A.充电完成后两极间电压为 B.充电完成后带电量为 C.充电完成后带电量为 D.带电量为时两极间电压为 2.如图所示、电源电动势内阻不计,电阻,,,电容器电容,下列说法正确的是(  ) A.S断开时电容器的电压为 B.S断开时电容器a极板带负电 C.S闭合至电路稳定的过程中,有从电流表流向a的电流 D.S闭合电路稳定后,电容器所带电荷量为 3.如图所示,电源电动势E=6V,内阻,定值电阻,电容器的电容。初始时,开关闭合,断开,下列说法正确的是(     ) A.电路稳定后,电容器上极板带正电 B.电路稳定后,消耗的功率为3.0W C.闭合开关,电路稳定后消耗的功率为1.5W D.闭合开关,电路稳定后电容器所带的电荷量为 4.如图所示,黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的定值电阻构成的电路。用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为。如果把1和2接线柱用导线连接起来,则1和3接线柱之间的电阻为(  ) A.2Ω B.3Ω C.4Ω D.6Ω 5.在图所示的电路中,已知,,,,间的电压,在间接一个的电容器时哪个极板带正电?带电量为多少? 6.在如图所示的电路中,,滑动变阻器的最大阻值为,电源电动势恒定,内阻不计。闭合开关S时,滑动变阻器的滑片置于a端;电容器C始终未被击穿,下列说法正确的是(  ) A.开始时电容器下极板带负电 B.开始时电容器下极板带正电 C.在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中,电容器的带电量一直减少 D.在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中,电容器的带电量可能先减少后增加 7.如图所示,电源电动势,内阻,电阻,,,是滑动变阻器,其范围为0~,电容器电容,a、b分别为电容器上下两个极板。闭合开关、。 (1)缓慢调节滑动变阻器,为多大时,电路稳定后,电容器上刚好无电荷。 (2)调节滑动变阻器,使接入电阻为。电路稳定后,保持开关闭合,求断开后流过的电荷量。 (3)闭合开关,,调节滑动变阻器,接入阻值为多少时,电路稳定后,电源的输出功率最大?最大值是多少? 8.如图,把一只电阻和一只晶体二极管分别与接线柱A,B,C连接,元件放在盒内,盒外有A,B,C接线柱,用多用电表测量结果如下: ①用欧姆挡测量A,C间正反接电阻相等。 ②用欧姆挡测量,黑表笔接C点,红表笔接B点时读数很小;反接时读数很大。 ③用欧姆挡测量,黑表笔接B点,红表笔接A点时读数很大;反接时读数与A,C读数接近。 试画出盒内电路结构。 学科网(北京)股份有限公司 $

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