电动势方向 电动势E与电压U的关系


一、电容器与电压

1. 当电路稳定后,由于电容器所在支路无电流流过,该支路上的电阻不会产生电压降。电容器两极板间的电压与该支路两端的电压相等。如图所示,公式Uad=Uab+Uc表示电路中的电压关系,其中I=0时,电容器两端的电压Uc等于支路电压Uad。

在绘制等效电路时,可将电容器所在支路暂时移除,当需要求电容器所带电荷量时再将其加回。

2. 当电容器与电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联的电阻两端的电压相等。

二、含容电路分析

1. 在直流电路稳定时,电容器可视为断路;与电容器串联的电阻不产生分压,可视为导线。

2. 电容器两极板间的电势差与其并联支路两端的电压相等。充电后的电量Q=CU,电量变化ΔQ=C·ΔU。电容器所带电荷量变化量ΔQ等于通过与之相连的电阻元件的电荷量,或者按电阻反比例分配。

3. 当电路中的电流、电压发生变化时,会引起电容器的充、放电。电容器两端电压升高时,电容器将充电;电压降低时,电容器将通过与之连接的电路放电。

4. 完成电容器的充、放电过程后,通过分析计算电路得出电容器两极板的电势。要注意极板的电性,电势高的极板带正电。

5. 充电时,电容器相当于用电器,电流从正极流入;放电时,电容器相当于电源,电流从正极流出。

【例题解析及新例题】

例题一:(如图所示)当a、b两点间未接电容器时,闭合开关S,灯L正常发光。接上电容较大的电容器C后再闭合开关S,观察到的现象是灯L慢慢变亮;一段时间后断开开关S,灯L将继续亮一会儿后慢慢熄灭。

例题二:(在如图所示的电路中)电源电动势E及各电阻值已知,电容器的电容C也已知。

(1)当开关S断开时,可通过公式计算电容器的电荷量Q1。

(2)将开关S闭合后,电流计G的电荷量q及电流方向可通过电路分析得出。

以下为新例题:

新例题一:在电路中,电源电动势和内阻及各电阻值已知,求R1从0调整到45Ω过程中电容器的电量变化量。

解析:随着R1的调整,电路中的电流和电压会发生变化,从而引起电容器的充放电过程,导致其电量发生变化。具体分析过程略……

新例题二:在闪光灯电路中,当闪光灯两端电压达到击穿电压时才会有电流通过并发光。在一个闪光周期内,通过电阻R和闪光灯的电荷量关系如何?请判断并说明理由。