2016屆高考物理電磁感應與電路的分析沖刺專題復習
(1)電路穩定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以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，電容器兩端的電壓和與其并聯的電阻兩端的電壓相等；
(3)電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充放電.
●例3 在如圖5－6所示的電路中，電容器c1＝4.0 μf，c2＝3.0 μf，電阻r1＝8.0 ω，r2＝6.0 ω.閉合開關s1，給電容器c1、c2充電，電路達到穩定后，再閉合開關s2，電容器c1的極板上所帶電荷量的減少量與電容器c2的極板上所帶電荷量的減少量之比是16∶15.開關s2閉合時，電流表的示數為1.0 a.求電源的電動勢和內阻.
圖5－6
【解析】只閉合開關s1時，電容器c1的電荷量q1＝c1e，c2的電荷量q2＝c2e，式中e為電源的電動勢
再閉合開關s2后，電流表的示數為i，則c1的電荷量q1′＝c1ir1，c2的電荷量q2′＝c2ir2
根據題意有：q1－q1′q2－q2′＝c1(e－ir1)c2(e－ir2)＝1615
由閉合電路的歐姆定律，有：e＝i(r1＋r2＋r)
聯立解得：e＝16 v，r＝2.0 ω.
[答案] 16 v 2.0 ω
【點評】本題是一個典型的含電容器的直流電路問題，考查了學生對等效電路和電容器的充電、放電電路的理解及綜合分析能力.
4.交變電流與交變電路問題
縱觀近幾年的高考試題，本部分內容出現在選擇題部分的概率較高，集中考查含變壓器電路、交變電流的產生及變化規律、最大值與有效值.如XX年高考四川理綜卷第17題、山東理綜卷第17題、福建理綜卷第16題等.
●例4 一氣體放電管兩電極間的電壓超過500 3 v時就會因放電而發光.若在它發光的情況下逐漸降低電壓，則要降到 500 2 v 時才會熄滅.放電管的兩電極不分正負.現有一正弦交流電源，其輸出電壓的峰值為1000 v，頻率為50 hz.若用它給上述放電管供電，則在一小時內放電管實際發光的時間為( )
a.10 min b.25 min
c.30 min d.35 min
【解析】由題意知，該交變電流的u－t圖象如圖所示
電壓的表達式為：u＝1000sin 100πt v
綜合圖象可知：
在0～t2內，t6～3t8時間段放電管能通電發光，通電時間為：δti＝(3t8－t6)＝1240 s
故一小時內放電管實際發光的時間為：
t＝δti×tt2＝1500 s＝25 min.
[答案] b
【點評】①交變電流的熱效應(如熔斷、加熱等)取決于有效值，而對電容、空氣導電的擊穿則取決于瞬時值.
②分析正弦交變電流的特性時需要熟練地運用數學函數與圖象，仔細周密地分析正弦函數中角度與變量時間的關系.
★同類拓展1 如圖5－7甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為10∶1，r1＝20 ω，r2＝30 ω，c為電容器.已知通過r1的正弦交變電流如圖5－7乙所示，則[XX年高考•四川理綜卷]( )
甲 乙
圖5－7
a.交變電流的頻率為0.02 hz
b.原線圈輸入電壓的最大值為 v
c.電阻r2的電功率約為6.67 w
d.通過r3的電流始終為零
【解析】根據變壓器原理可知，原、副線圈中電流的周期、頻率相同，t＝0.020 s，f＝50 hz，a錯誤.
由乙圖可知，通過r1的電流最大值im＝1 a，根據歐姆定律可知，其最大電壓um＝20 v，再根據原、副線圈的電壓之比等于匝數之比可知，原線圈的輸入電壓的最大值為200 v，b錯誤.