电容器在交直流电路中的问题分析.docx

电容器在交直流电路中的问题分析电容器是生产、生活中应用广泛的重要电学元件因此含有电容器的交直流电路一直是高考考查的高频考点但由于学生对电容器的本质特点认识不足理解不透导致高考中这部分得分率不高.笔者在课堂教学实践中从电容器的本质出发就平行板电容器在直流电路中、交流电路中以及电容器与其他元件的组合等问题进行归类分析引导学生掌握解决这类问题的基本思路和方法取得了较好的教学效果.电容器在电路中的本质：如图1所示S闭合前电容器极板上没有电荷两极板间无电势差.S接1时电容器被充电由于电容器为惰性元件其所带电荷量Q及两端的电压U均不能突变只能逐渐变化因而电路中有短暂的充电电流.充电完毕电路稳定后电路中的电流为零外电阻R及内电阻r两端的电压均为零电容器两端的电压即为电源电动势E.S接2时电容器通过回路放电电路中有短暂的放电电流放电完毕达到稳定状态时电容器所带电荷量及两端的电压均为零.本质1电容器在直流电路中达到稳定状态时可以将其视为理想电压表电容器两板间的电压与跟它并联的支路电压相等.本质2电容器在电路中具有“隔直流通交流”的作用同时对交流电有阻碍作用因而在交流电路中可以将电容器视为“阻值”为xC=12πfC的“电阻”.1含电容器的直流电路问题例1如图2所示的电路中R1、R2是定值电阻R3是滑动变阻器电源的内阻不能忽略电流表A和电压表V均为理想电表.闭合开关S当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程下列说法中正确的是A.电压表V的示数增大B.电流表A的示数减小C.电容器C所带的电荷量减小D.电阻R1的电功率增大解析滑动变阻器的触头P向左端滑动R3变小则电路中的总电阻变小总电流变大路端电压即电压表V的示数变小；由于通过电阻R1的电流变大R1的电功率增大；在直流电路中电容器可以看作理想电压表本题中它测的是电阻R1两端的电压则电容器两端的电压变大所带电荷量也变大；图中电流表测的是通过R3的电流U1+U2=U由于U减小U1增大则U2减小通过R2的电流减小又由于I3+I2=II增大I2减小则I3即电流表A的示数增大.答案：D.例2如图3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解析当没有光照射时电容器不带电说明电容器上下两点（即电路图中1、2两点）的电势相等R1与R2的比值等于R3与R4的比值.为了研究问题的方便选取电源负极为电势零点当用强光照射R4时R4阻值变小φ1=U4变大而φ2不变则电容器下板电势高于上板电势下极板带正电.答案：B.点评本题中巧妙选好零电势点把极板所带电性的判断转化为的电势高低的判断是解题的关键所在.2含电容器、电阻组合的交流电路问题例3如图4所示一理想变压器原线圈可通过滑动触头P的移动改变其匝数当P接a时原副线圈的匝数比为5∶1b为原线圈的中点副线圈接有电容器C、灯泡L、理想交流电表A以及R=44Ω的定值电阻.若原线圈接有u=311sin100πt（V）的交变电压则下列判断中正确的是A.当P接a时灯泡两端电压为44VB.当P接b时电流表的读数为2AC.P接b时灯泡消耗功率比P接a时大