高中物理教師II讓閉合電路歐姆定律:含電容器電路問題,變得簡單

作為高二、高三的學生,自學習到閉合電路的歐姆定律這一節的時候我們就開始接觸到含電容器電路的問題。根據以往的教學經驗知道,對於含電容器電路問題,學生學習的困惑主要包括兩方面:第一,不懂如何簡化含電容器的電路;第二,不理解電容器兩極電壓的計算。今天我們就針對這兩方面內容,對含電容器電路問題進行分析、總結;希望對你有幫助。

一、含電容器電路的簡化:直接把電容器所在支路的所有電器元件去掉(用手蓋住,可以把含電容器的整個支路想象成是一個電壓表。)

在直流電路中,當電容器充、放電時,電路里有充、放電電流。一旦電流達到穩定狀態,電容器在電路中就相當於一個電阻值無窮大的元件,在電路分析時可看作是斷路,簡化電路時可去掉它。若要求電容器所帶電荷量時,可在相應的位置上,用理想電壓表代替,此電壓表的讀數即為電容器兩端的電壓。

二、含電容器電路問題的一些解題結論:

(1)只有當電容器充電、放電時,含電容器的支路才會有電流通過;當電路穩定時,電容器對電路的作用是斷路,此時含電容器的整個支路相當於一個電壓表(簡化電路時把整個含電容器的支路直接去掉)。

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(2)電路穩定時,與電容器串聯的電阻為等勢體(即電容器的電壓和該電阻(或串聯的其他電器元件)電壓相等),改變與電容器串聯的電阻對電容器兩極間的電壓沒有影響,此時電容器兩極間的電壓等於和電容器並聯的電阻兩端的電壓。

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(3)電路中的電流、電壓變化時,將會引起電容器的充(放)電,如果電容器兩端電壓升高,電容器將充電;如果電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電。

電容器電荷量的變化問題要點詮釋:

對電容器電荷量的變化問題,要注意電容器兩個極板的電性變化。①若極板電性不變,則電荷量變化等於始、末狀態電容器電荷量之差;②若極板電性互換,則電荷量變化等於始末狀態電容器電荷量之和。

三、含電容器電路問題:解題總結

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【試著做一做】

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