1、专题11：恒定电流综合计算题1.如图所示的电路中，电源电动势E9 V，内阻r1 ，电阻R22 ，灯泡L1标有“6 V,6 W”，L2标有“4 V,4 W”，滑动变阻器的调节范围是020 ，求：(1)接入电路中的滑动变阻器R1的阻值为多大时，灯L2正常发光？(2)此时灯L1的实际功率是多大？(设灯泡的电阻不随温度变化)2.如图所示，电容器C16 F，C23 F，电阻R16 ，R23 ，U18 V，则：(1)开关S断开时，A、B两点间的电压UAB为多大？(2)开关S闭合时，电容器C1的电量改变了多少？3.如图所示，定值电阻R1=4、R2=16、R3=4、R4=6、R5=10，电源电动势 E=10
2、V，内阻不计，平行板电容器的电容C =2F、a、b、c、d为电路中的四个结点，令结点d 电势为零则电容器所带的电荷量为多少？并说明电容器上、下极板的正负4.如图所示,定值电阻R1=9、R2=15,电容C10F,电源电动势E=12V、内阻r=1若电路稳定时,理想电流表的读数I=0.4A,试求：（1）电阻R3的阻值； （2）电容C的电量5.如图所示，在A、B两点间接一电动势为3V，内电阻为1的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为5，电容器的电容为30F，电流表的内阻不计，当电键S闭合时，求：(1)电流表的读数；(2)电容器所带的电量；(3)断开电键S后，通过R2的电量。6.如图所示，四个电阻阻
3、值均为R，电键S闭合时，有一质量为m，带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点。现打开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d，不计电源内阻，求：（1）电源电动势E多大？（2）小球与极板碰撞后所带的电量q/为多少？7.如图所示电路，电源电动势E=15V，内阻r=1，电阻R1=4电阻R2=R3=10，电容器的电容C=5103F，求：（1）开关S打开时，电容器的电量Q1为多少？（2）将开关S闭合瞬间，通过电流计G的电量q为多少？电
4、流方向如何？8.如图所示电路中，电源电动势E9 V，内阻r2 ，定值电阻R16 ，R210 ，R36 ，电容器的电容C10 F.(1)保持开关S1、S2闭合，求电容器的带电荷量；(2)保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量9.如图所示电路中，电源电动势E10v，内电阻不计，电阻R114，R26.0，R32.0，R48.0，R510，电容器的电容C2F，求：（1）电容器所带的电荷量。并说明电容器哪个极板带正电（2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R5？10.如图所示的电路中，电源的电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R13 ，R26 ，电容器的电容C3.6 F，二极
5、管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？11.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l80cm，两板间的距离d40cm 电源电动势E40V，内电阻r1，电阻R15，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v04m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量q1102C，质量为m2102kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)
6、。求(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？(3)此时电源的输出功率是多少？12.如图所示，电容器C16 F，C23 F，电阻R16 ，R23 .C，D为两端点，当开关S断开时，A，B两点间的电压UAB为多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？(已知电压U18 V)参考答案与解析1.解析(1)首先计算L1、L2两灯泡的电阻L1灯：RL1 6，L2灯：RL2 4 .L2与R2串联，与L1并联，最后与R1串联组成外电路L2正常发光，则L2两端电压为额定电压4 V，通过L2的电流为额定电流I2 A1.0 A.则R2与L2串联支路两端电压为U2I2(R2
7、RL2)1.0(24) V6.0 V.L1两端电压为U1U26.0 V，通过L1的电流为I1 A1.0 A.闭合电路总电流为：II1I21.0 A1.0 A2.0 A.闭合电路总电阻：Rr 4.5 .外电路总电阻为R4.5 r4.5 1 3.5 ，并联部分电阻为R并 3 ，则滑动变阻器的阻值为R1RR并3.5 3 0.5 .(2)此时灯L1的实际电压U16.0 V，实际功率为：P1 W6 W.答案(1)0.5 (2)6 W2.解：(1)S断开时，电路断开，A、B两端电压即外加电压，所以UAB18 V.(2)S断开时，C1带电量Q1CUAB1.08104C，S闭合时，C1带电量Q1CU7.210
8、5C，所以QQ1Q13.6105C，负号表示带电量减小3410-6C ；上板带正电，下板带负电4（1）30；（2）5.410-5C5.答案：(1)0.5A(2)7.5105C(3)3.75105C解析：(1)当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路，根据欧姆定律得，电流表的读数IA0.5A(2)电容器两板间的电压等于电阻R3两端的电压UIR30.55V2.5V故电容器所带的电量QCU301062.5C7.5105C(3)断开电键S后，电容器相当于电源，外电路R1、R2并联后与R3串联，由于各个电阻阻值都相等，则通过R2的电量为QQ3.75105C。6（1）当S闭合时，电容器电压为U，则： 对带电小
9、球受力分析得： 由式 解得： （2）断开S，电容器电压为U/，则： 对带电小球运动的全过程，根据动能定理得：由解得： 7.【答案】（1）开关S打开时，电容器的电量Q1为0.07C（2）将开关S闭合瞬间，通过电流计G的电量q为0.04C电流方向向左【解析】（1）开关S打开时，R1与R2串联，电容器两端的电压UC1等于路端电压E=I1（r+R1+R2）电容器的电压UC1=I1（R1+R2）=，电容器的电量Q1=CUC1，代入数据得Q1=0.07C。（2）开关S闭合后，外电路的结构为：R2与R2并联再与R1串联，电容器两端的电压UC2等于电阻R1两端电压E=I2（r+R1+R2R3），UC2=I2R
10、1，Q2=CUC2，代入数据得Q2=0.03C将开关S闭合瞬间，通过电流计G的电量q=Q1Q2=0.04C由上可知，开关闭合后，电容器将要放电，电流方向向左8.解析(1)S1、S2闭合，则R1、R2串联，电容器与R1并联，UCU1I1R1R16 V3 V，故电容器所带电荷量QCUC101063 C3105 C.(2)S1闭合，S2断开后UCE，电容器所带电荷量QCE101069 C9105 C，增加的电荷量通过R2，故流过R2的电荷量QQQ6105 C.答案(1)3105 C(2)6105 C9.【答案】（1），下极板带正电；（2）【解析】（1）由图可知：得同理可得：令d点的电势为零电势，即则
11、有：且可知：b点电势高，下极板带正电（2）R2断路后：此时下极板带负电，则流过R5电荷量为：10.【答案】(1)减少了1.8106C(2)9.6106C【解析】(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有I11.5 A U1I1R14.5 V合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.根据闭合电路欧姆定律有I22 A U2I24 V所以电容器上电荷量减少了：Q(U1U2)C1.8106C(2)设合上S2后，电容器上的电荷量为Q，则 QCU21.44105C再断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比故流
12、过电阻R1的电荷量为：Q1Q9.6106C.11.答案：(1)24(2)1A39V(3)39W解析：(1)设小球在板间飞行时间为t，ts0.2s根据dat2得飞行加速度am/s220m/s2对小球根据牛顿第二定律得qmgma，解得：UABV24V所以滑动变阻器两端电压U滑UAB24V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得，IA1A滑动变阻器接入电路的阻值R滑24。(2)此时电流表的示数为1A，电压表的示数为UEIr(4011)V39V(3)电源的输出功率P出IU39W。12.【答案】(1)18 V(2)减少3.6105C【解析】在电路中电容器C1、C2的作用是断路，当开关S断开时，电路中无电流，B、C等电势，A、D等电势因此UABUACUCD18 V.当S断开时，电容器C1所带电荷量为Q1C1UAC610618 C1.08104C.当S闭合时，电路R1、R2导通，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压由串联电路的电压分配关系得UACU18 V12 V.此时电容器C1所带电荷量为:Q1C1UAC610612 C7.2105C所以C1的电荷量减少量为：QQ1Q13.6105C.
