1、彭興教案 全日制普通高級中學高中物理第二冊必修加選修含容電路和電路故障分析一、含電容電器的分析與計算方法在直流電路中，當電容器充、放電時，電路里有充、放電電流.一旦電路到達穩定狀態，電容器在電路中就相當于一個阻值無限大只考慮電容器是理想的不漏電的情況的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡化電路時可去掉它.簡化后假設要求電容器所帶電量時，可接在相應的位置上.分析和計算含有電容器的直流電路時，需注意以下幾點：1電路穩定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.2當電容器和電阻并聯后接入電路時，電容器兩極間的電壓與其并聯電阻兩端的

2、電壓相等.3電路的電流、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.【例1】如下圖，電源電動勢E12V，內阻r1，電阻R13，R22，R35，電容器的電容C14F，C21F。求:(1)當S閉合時間足夠長時，C1和C2所帶的電量各是多少?(2)然后把S斷開，S斷開后通過R2的電量是多少? 解:(1)當S閉合時間足夠長時，C1兩端的電壓等于R2兩端的電壓；C2兩端的電壓等于路端電壓回路電流C1兩端的電壓UC1U2IR24VC1的帶電量為：Q1C1UC14×106×4C1.6×105CC2兩端的

3、電壓UC2UIR1R210VC2的帶電量為：Q2C2UC21×106×10C1.0×105C2斷開S后，電容器C1通過電阻R2、R3放電；電容器C2通過電阻R1、R2、R3放電，放電電流均流過R2，且方向相同。因此，通過R2的電量為:QQ1Q21.6×105C1.0×105C2.6×105C【例2】如圖，源電動勢E12V，內電阻不計。電容C1F，R1R2R3R41263，那么電容a極板所帶電量為： A、8×106C B、4×106C C、4×106C D、8×106C解： 所以 UCD644V

4、因此a極板帶正電荷QCUCD4×106C【例3】右圖電路中，電源電動勢E10V、內阻忽略不計，定值電阻R14，R26，電容C30F。1閉合開關S，電路穩定后通過電阻R1的電流多大？2然后將開關S斷開，求這以后流過電阻R1的總電量？3開關斷開以后，電源還輸出多少電能？解:(1) 閉合開關S后，電路到達穩定時，電容器相當于斷路，由閉合電路歐姆定律知，通過R1的電流為(2)斷開前,電容器兩極上電壓等于R2兩端的電壓，即 UCIR21×66V 電容器的帶電量為 QCUC30×106×61.8×104CS斷開后，電容器兩極間電壓等于電源電動勢E，其帶電量

5、為 QCE30×106×103×104C流過R1的總電量等于電容器帶電量的增加，即 QQQ1.2×104C3開關斷開以后，電源又釋放的電能為 E電QE1.2×104×10J1.2×103J二、電路故障的分析方法一故障的特點： 1、斷路的特點：電路電壓不為零而電流為零。2、短路的特點：有電流通過電路而電壓為零。二故障的分析方法1、電壓表檢測法電壓表示數為零，說明電壓表無電流通過，可能是電壓表并聯局部無電阻短路，或該并聯電路之外斷路電路中無電流。如果電壓表有示數，說明電壓表有電流流過，那么該并聯電路無斷路且該并聯電路內無短路。2

6、、假設法電路發生某種故障，可將整個電路劃分為假設干局部，然后逐一假設某局部電路發生故障，運用電流定理進行正向推理，推理結果假設與題述物理現象不符合，那么故障可能發生在這局部電路；直到找出發生故障的全部可能為止。3、排除法在明確電路結構的根底上，從分析比擬故障前后電路中電流、電壓的變化入手，確立故障原因并對電路中元件逐一分析，排除不可能情況，尋找故障所在。針對故障前后電路的兩種狀態，可根據不同狀態物理量間的關系求解有關量。【例1】如下圖，電源電動勢為6V，當開關接通時，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各局部電壓是Uad0，Ucd6V，Uab6V，由此可以斷定AL1和L2的燈絲都斷了BL1的燈絲

7、斷了CL2的燈絲斷了D變阻器R斷路【例2】如下圖，由于電路中某一電阻發生短路和斷路，使L1變暗，L2燈變亮，那么故障可能是R1短路BR2斷路CR3斷路DR4短路【例3】如下圖電路中，由于某一電阻斷路，使伏特表和安培表讀數都發生變化,那么以下說法正確的選項是A假設R1斷路，那么兩表讀數都變小B假設R2斷路，那么兩表讀數都變小C假設R3斷路，那么兩表讀數都變小D假設R4斷路，那么兩表讀數都變大【例4】2001年上海高考試題如下圖的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發光，由于電路出現故障，突然發現燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數變小，根據分析，發生的故障可能是：AR1斷路 BR2斷路CR3短路

8、DR4短路分析與解：首先應對電路進行標準化，如下圖為其標準化后的電路。當R1斷路時，總電阻增大，所以通過電源的總電流減小，燈L2變暗，電流表的讀數變小，而路端電壓增大，所以L1兩端電壓增大，燈L1變亮，所以A選項正確。當R2斷路時，總電阻增大，所以通過電源的總電流減小，燈L1變暗，而路端電壓增大，所以L2兩端電壓增大，燈L2變亮，所以B選項不正確。當R3短路時，總電阻減小，所以通過電源的總電流增大，燈L1變亮，而路端電壓減小，所以L2兩端電壓減小，燈L2變暗，因為總電流增加，而通過L2的電流減小，電流表的讀數變大，所以C選項不正確。當R4短路時，總電阻減小，所以通過電源的總電流增大，燈L1變亮

9、，而路端電壓減小，所以L2兩端電壓減小，燈L2變暗，因為總電流增加，而通過L2的電流減小，電流表的讀數變大，所以D選項不正確。5如下圖，電路中L1、L2、L3是三盞完全相同的白熾小燈泡，把它們串聯后接在電壓恒為6 V的電源上，三個小燈泡都正常發光，后來三個小燈泡都不亮了，用電壓表接ac兩端時，示數是6 V；接bd兩端時，電壓表示數為零接ab兩端時，示數也為零導線連接良好，那么燈絲燒斷的小燈泡可能是A僅是L1 B僅是L2 CL1和L2D2和L3【解析】 由Ubd0，知L1斷；Uab0，可知L2斷【答案】 C【答案】 B4. 如下圖的電路中，閉合S以后，燈L不亮。用電壓表測得A、B間電壓為零，其原因可能是      4. BC       A. L斷路 B. L短路 &