電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析

張大洪

摘要：電容器在不同情況下引起其帶電量變化、結(jié)構(gòu)變化及交直流電源的變化時(shí)，將導(dǎo)致電容器的其它參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化，這種題型在高考試卷中頻繁出現(xiàn)，本文從多方面就電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題作了深入仔細(xì)的分析，歸納了相應(yīng)的處理方法。

關(guān)鍵詞：電容器;動(dòng)態(tài);分析

1直流電路元件參數(shù)變化引起的電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題

抓住直流電路中的各元件與電容器連接的相關(guān)性，利用電流、電壓、電阻特點(diǎn)及歐姆定律知識(shí)即可有效處理，

例1（2018·江蘇卷，8）（多選）如圖1所示，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80V時(shí)，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電，放電后，閃光燈斷開(kāi)并熄滅，電源再次對(duì)c充電，這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光，該電路（）。

A，充電時(shí)，通過(guò)R的電流不變

B，若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)

c，若c增大，則閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量增大

D，若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量不變

分析給電容器充電過(guò)程中，隨著兩極板問(wèn)所帶電荷量增多，電路中的電流逐漸減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;充滿一次電（即電容器電壓達(dá)到80V），電容器增加的電荷量是相同的，即通過(guò)R的電荷量Q是一定的;由于電路中電源恒定時(shí)，R增大，則電流，I減小，根據(jù)I=（）/t可知，充滿一次電所用時(shí)間即將變長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確;若c增大，電容器充滿一次電（即電容器電壓達(dá)到80V）時(shí)所帶電荷量將增多，即閃光時(shí)電容器釋放的電荷量也增多，則通過(guò)閃光燈的電荷量也增多，選項(xiàng)C正確;因?yàn)镃兩端電壓達(dá)到80V時(shí)，電容器就不再充電，外接電源只要提供電壓等于或超過(guò)80V，產(chǎn)生的效果均相同，閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量也相同，選項(xiàng)D正確。

2電鍵的開(kāi)、合導(dǎo)致電容器的充、放電而引起直流電路的參數(shù)變化

抓住直流電路穩(wěn)定時(shí)電容器作斷路處理，且在斷路上的電阻只起導(dǎo)體的功能;再利用直流電路的相關(guān)知識(shí)處理，分析過(guò)程中注意各電容器上的電壓和極板的正、負(fù)。

例7有一演示實(shí)驗(yàn)，在上下表面均由金屬板做成的玻璃盒內(nèi)放了許多用錫箔紙揉成的小球，當(dāng)上、下板問(wèn)加上電壓后小球就上下不停地跳動(dòng);現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究，圖7示電容為C的平行板電容器的極板A和B水平放置，相距為d、與電動(dòng)勢(shì)為ε內(nèi)阻不計(jì)的電源相連;設(shè)二板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球，小球可視為質(zhì)點(diǎn);已知：若小球與極板發(fā)生碰撞，則碰撞后小球的速度立即變?yōu)?.帶電狀態(tài)也立即改變，改變后小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同，電量為極板電量的a倍（a<1）;不計(jì)帶電小球?qū)O板問(wèn)勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響，重力加速度為g;①欲使小球能夠不斷地在二板問(wèn)上下往返運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少？②設(shè)上述條件已滿足，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng)，求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量？