2.圖11-2所示，是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路.在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中

A.電阻R中沒(méi)有電流　　　

B.電容器的電容變小

C.電阻R中有從a流向b的電流

D.電阻R中有從b流向a的電流

●案例探究

［例1］如圖11-3所示的電路中，4個(gè)電阻的阻值均為R，E為直流電源，其內(nèi)阻可以不計(jì)，沒(méi)有標(biāo)明哪一極是正極.平行板電容器兩極板間的距離為d.在平行極板電容器的兩個(gè)平行極板之間有一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電小球.當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，帶電小球靜止在兩極板間的中點(diǎn)O上.現(xiàn)把電鍵打開(kāi)，帶電小球便往平行極板電容器的某個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化.碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運(yùn)動(dòng)到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個(gè)極板碰撞后所帶的電荷.

命題意圖：考查推理判斷能力及分析綜合能力，B級(jí)要求.

錯(cuò)解分析：不能深刻把握該物理過(guò)程的本質(zhì)，無(wú)法找到破題的切入點(diǎn)(K斷開(kāi)→U₃變化→q所受力F變化→q運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化)，得出正確的解題思路.

解題方法與技巧：

由電路圖可以看出，因R₄支路上無(wú)電流，電容器兩極板間電壓，無(wú)論K是否閉合始終等于電阻R₃上的電壓U₃，當(dāng)K閉合時(shí)，設(shè)此兩極板間電壓為U，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，由分壓關(guān)系可得U＝U₃＝E　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

小球處于靜止，由平衡條件得

＝mg　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

當(dāng)K斷開(kāi)，由R₁和R₃串聯(lián)可得電容兩極板間電壓U′為

U′＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

由①③得U′＝U　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

U′＜U表明K斷開(kāi)后小球?qū)⑾蛳聵O板運(yùn)動(dòng)，重力對(duì)小球做正功，電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關(guān)系

mg－qmv²－0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

因小球與下極板碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，設(shè)小球碰后電量變?yōu)?i>q′，由功能關(guān)系得

q′U′－mgd=0－mv² ⑥

聯(lián)立上述各式解得

q′＝q

即小球與下極板碰后電荷符號(hào)未變，電量變?yōu)樵瓉?lái)的7/6.

［例2］如圖11-4所示，電容器C₁＝6 μF，C₂＝3 μF，電阻R₁＝6 Ω，R₂＝3 Ω，當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓U_AB＝？當(dāng)K閉合時(shí)，電容器C₁的電量改變了多少(設(shè)電壓U＝18 V)?

命題意圖：考查理解、推理、分析綜合能力及解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力，B級(jí)要求.

錯(cuò)解分析：沒(méi)有依據(jù)電路結(jié)構(gòu)的變化分析求出電容器充放電前后的電壓變化，使問(wèn)題難于求解.

解題方法與技巧：在電路中電容C₁、C₂的作用是斷路，當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，電路中無(wú)電流，B、C等電勢(shì)，A、D等電勢(shì)，因此U_AB＝U_DB＝18 V，U_AB＝U_AC＝U_DB＝18 V，K斷開(kāi)時(shí)，電容器C₁帶電量為

Q₁＝C₁U_AC＝C₁U_DC＝6×10^－6×18 C＝1.08×10^－4C.

當(dāng)K閉合時(shí)，電路R₁、R₂導(dǎo)通，電容器C₁兩端的電壓即電阻R₁兩端的電壓，由串聯(lián)的電壓分配關(guān)系得：

U_AC＝＝12 V

此時(shí)電容器C₁帶電量為：Q₁′＝C₁U_AC＝7.2×10^{－5 C}

電容器C₁帶電量的變化量為：ΔQ＝Q₁－Q₁′＝3.6×10^{－5　 C}

所以C₁帶電量減少了3.6×10^－5C

●錦囊妙計(jì)

電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路有充電、放電電流，一旦電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想不漏電的情況)的元件，電容電路可看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它，簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上.分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷并求出電容器的兩端的電壓，其具體方法是：

1.在如圖11-1電路中，電鍵S₁、S₂、S₃、S₄均閉合.C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P，斷開(kāi)哪一個(gè)電鍵后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)

A.S₁　　 　　　　 B.S₂ 　　　　　 C.S₃　　 　　　　　　　　　　 D.S₄

圖11-1　　　　　　　　　　 圖11-2

7.要求測(cè)量由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r(約幾歐)，提供下列器材：電壓表V₁(量程3 V，內(nèi)阻1 kΩ)、電壓表V₂(量程15 V，內(nèi)阻2 kΩ)、電阻箱(0~9999 Ω)、電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干.

某同學(xué)用量程為15 V的電壓表連接成如圖10-12所示的電路.實(shí)際步驟如下：

圖10-12

(1)合上電鍵S，將電阻箱R阻值調(diào)到R₁=10 Ω,讀得電壓表的讀數(shù)為U₁.

(2)將電阻箱R阻值調(diào)到R₂=20 Ω,讀得電壓表的讀數(shù)為U₂.

由方程U₁=E₁-r、U₂=E-r解出E、r，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，上述實(shí)驗(yàn)在選擇器材和實(shí)驗(yàn)步驟中，應(yīng)做哪些改進(jìn)？_____________________.

6.某同學(xué)用以下器材測(cè)量電阻：①電流計(jì)②電阻箱③單刀雙擲電鍵(這種電鍵在擲刀a倒向b時(shí)ab接通，倒向c時(shí)ac接通)④待測(cè)電阻⑤電源⑥限流電阻，如圖10-11所示.實(shí)驗(yàn)方法是利用單刀雙擲電鍵分別將電阻箱和待測(cè)電阻接入電路，用電阻箱替代待測(cè)電阻的方法來(lái)測(cè)定待測(cè)電阻的阻值.

圖10-11

(1)在圖中完成電路的連接(其中有二條導(dǎo)線(xiàn)已連接好).

(2)本實(shí)驗(yàn)中電鍵應(yīng)先接通的是含有________________(填“待測(cè)電阻”或“電阻箱”)的電路.用電鍵變換電路，調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，應(yīng)使兩次測(cè)量的____________大小相同，這時(shí)待測(cè)電阻的值可以從__________________上讀出.

5.現(xiàn)有一阻值為10.0 Ω的定值電阻、一個(gè)電鍵，若干根導(dǎo)線(xiàn)和一個(gè)電壓表，該電壓表表面上有刻度但無(wú)刻度值，要求設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)定某電源內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案.(已知電壓表內(nèi)阻很大，電壓表量程大于電源電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻約為幾歐)要求：

(1)在所示方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.

(2)簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線(xiàn)后的實(shí)驗(yàn)步驟.

(3)寫(xiě)出用測(cè)得的量計(jì)算電源內(nèi)阻的表達(dá)式r=________.

4.在測(cè)定電流表的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中備用的器材有

A.電流表(量程0-100 mA)

B.標(biāo)準(zhǔn)電壓表(量程0-5 V)

C.電阻箱(阻值范圍0-9999 Ω)

D.電阻箱(阻值范圍0-99999 Ω)

E.電源(電動(dòng)勢(shì)2 V，有內(nèi)阻)

F.電源(電動(dòng)勢(shì)6 V，有內(nèi)阻)

G.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0-50 Ω，額定電流1.5 A)，還有若干開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn).

(1)如果采用圖10-10所示的電路測(cè)定電流表G的內(nèi)阻，并且要想得到較高的精確度，那么從以上備用的器件中，可變電阻R₁應(yīng)選用________，可變電阻R₂應(yīng)選用________，電源E應(yīng)選用________(用字母代號(hào)填寫(xiě))

(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有：

A.合上S₁.

B.合上S₂.

C.觀(guān)察R₁的阻值是否最大，如果不是，將R₁的阻值調(diào)至最大.

D.調(diào)節(jié)R₁的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度.

E.調(diào)節(jié)R₂的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半.

F.記下R₂的阻值.

把以上步驟的字母代號(hào)按實(shí)驗(yàn)的合理順序填寫(xiě)在下面橫線(xiàn)上：

___________________________________________________

(3)如果在步驟F中所得R₂的阻值為600 Ω，則被測(cè)電流表的內(nèi)阻r_g的測(cè)量值為_(kāi)_______Ω.

(4)電流表內(nèi)阻的測(cè)量值r_測(cè)與其真實(shí)值r_真的大小關(guān)系是r_測(cè)________r_真.(填“＞”“＜”或“＝”)

3.在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，選擇能夠盡量減少誤差的電路圖接線(xiàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上，如圖10-9所示：

(1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線(xiàn)，由此求得該電阻的阻值R_x＝_______Ω(保留兩位有效數(shù)字).

(2)畫(huà)出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖.

2.某學(xué)生欲測(cè)一未知電阻的阻值，可供選擇的器材有

電流表A₁量程0-10 mA

電流表A₂量程0-0.6 A

電壓表V₁量程0-3 V

電壓表V₂量程0-15 V

滑動(dòng)變阻器一只，電源4.5 V，電鍵2個(gè)，如圖10-8，當(dāng)電鍵K₂連a時(shí)，兩電表的指針偏轉(zhuǎn)角度都在滿(mǎn)偏的4/5處；若將K₂接b時(shí)，其中一個(gè)電表的指針偏角幾乎不變，另一個(gè)電表的指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)偏的3/4處.該學(xué)生所選用的電壓表的量程為_(kāi)_______，所用的電流表的量程為_(kāi)_______，該電阻的阻值為_(kāi)_______.

1.圖10-7所示為用伏安法測(cè)電阻的部分電路圖.因?yàn)椴恢�道待測(cè)電阻R_x的大概值，所以不能確定線(xiàn)路的接法.為了減小誤差，可在電路接好以后將電壓表的一個(gè)接線(xiàn)端K分別與M、N接觸，觀(guān)察電壓表和電流表的讀數(shù)哪一個(gè)有明顯變化.下列關(guān)于觀(guān)察到的現(xiàn)象及應(yīng)選用的接法的敘述中，正確的是

A.若電流表讀數(shù)有明顯變化，K應(yīng)接在M點(diǎn)

B.若電流表讀數(shù)有明顯變化，K應(yīng)接在N點(diǎn)

C.若電壓表讀數(shù)有明顯變化，K應(yīng)接在M點(diǎn)

D.若電壓表讀數(shù)有明顯變化，K應(yīng)接在N點(diǎn)

3.作圖法

作圖法的優(yōu)點(diǎn)是可以形象、直觀(guān)地反映出相關(guān)物理量之間的變化規(guī)律，找出相關(guān)物理量之間的變化規(guī)律所對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系；可以根據(jù)圖線(xiàn)直接得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.還可以通過(guò)作圖發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題.

作圖時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

a.必須使用坐標(biāo)紙，并保證測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確數(shù)字，在圖上也是準(zhǔn)確的.

b.圖上要標(biāo)明圖名、坐標(biāo)軸所代表的物理量及其單位、各分度對(duì)應(yīng)的有效數(shù)字.

c.盡量使圖象充滿(mǎn)圖紙.

d.各數(shù)據(jù)點(diǎn)要標(biāo)明.

e.連線(xiàn)時(shí)，要盡量使數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻分布在圖線(xiàn)的兩側(cè).

f.明確斜率、截距的物理意義.

必要時(shí)，可通過(guò)更改坐標(biāo)軸的方式，改曲線(xiàn)為直線(xiàn).

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練