程歡

【摘要】含容電路是電子電路中的重要組成部分，其動態(tài)分析是電路設計和優(yōu)化的關鍵，也是高中學生學習的難點之一．本文通過具體實例介紹含容電路的動態(tài)分析策略、含容電路的分析與計算等問題.通過對含容電路的動態(tài)分析和含容電路電荷量的計算，可以讓學生更好地理解電路的工作原理和性能，為電路設計和優(yōu)化提供指導，為學生學習電路打好基礎.

【關鍵詞】高中物理；含容電路；電路分析

含容電路是指包含電容器的電路，它廣泛應用于各種電子設備中，如濾波器、放大器、振蕩器等．含容電路的動態(tài)分析是指在不同的工作條件下，分析電容器的充放電過程和對電路性能的影響，電容器兩極板間的電壓發(fā)生變化時，導致極板上的電荷量也發(fā)生變化，根據(jù)電壓變化情況可以求解流過某一元器件的電荷量．

1 含容電路的動態(tài)分析策略

例1 如圖1所示電路中，MN為水平放置的真空電容器，開關S處于閉合狀態(tài)，電容器中心處靜止一個帶電質(zhì)點Q，以下分析正確的是（? ）

（A）若開關由閉合斷開，將有電流由上到下通過R1再經(jīng)R2到達接地端D流出.

（B）滑動變阻器的滑片P向上滑動時，Q將會向下運動.

（C）若在電容器中充入某種電介質(zhì)，R2有從左向右的電流通過.

（D）開關斷開后，向下移動極板M，Q所在的位置的電勢不變.

解析 開關由閉合斷開，將通過R1、R2構成回路放電，不會流入接地端D，（A）錯誤；

滑片P向上滑動時，回路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電流減小，R1兩端的電壓即電容器的電壓減小，根據(jù)E=Ud可知板間場強減小，重力大于電場力，所以Q將會向下運動，（B）正確；

電容器中充入電介質(zhì)，電容增大，板間電壓不變，根據(jù)C=QU可知帶電量增大，通過R2的電流從左向右，（C）正確；

開關斷開后，電容器將通過R1，R2構成回路放電，Q所在處電勢變?yōu)榱?，（D）錯誤.

點評 當回路中的電流或電壓發(fā)生變化時，會引起電容器兩極板之間的電壓和兩極板上的電荷量變化，對電容器實現(xiàn)了充、放電．如果電容器兩極板間的電壓增大，相當于給電容器充電，電荷量增大．

2 含容電路分析與計算

例2 在如圖2所示的電路中，定值電阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=1Ω，R4=3Ω，電容器的電容C=4μF，電源的電動勢E=10V，內(nèi)阻不計．閉合開關S1，S2，電路穩(wěn)定后，則（? ）

（A）a，b兩點的電勢差Uab=3.5V.

（B）電容器所帶電荷量為1.4×10－6 C.

（C）斷開開關S2，穩(wěn)定后流過電阻R3的電流與斷開前相比將發(fā)生變化.

（D）斷開開關S2，穩(wěn)定后電容器上極板所帶電荷量與斷開前相比的變化量為2.4×10－5 C.

4 結(jié)語

含容電路的分析與計算是電路設計和優(yōu)化的重要手段．通過對含容電路的動態(tài)分析，可以更好地理解電路的工作原理和性能，為電路設計和優(yōu)化提供指導．可根據(jù)動態(tài)分析的邏輯計算電容器極板上的電荷量．在實際應用中，需要根據(jù)具體的電路要求選擇合適的分析方法，以獲得準確的分析和計算結(jié)果．

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