电容器在串并联电路中的教学(全面解读高考中的电容)

电容器的串并联是一个考试概率比较低的知识点,但是这个知识点可以加深我们对电容定义式和决定式的理解我们也可以降电容等效成电阻去理解,接下来我们就来聊聊关于电容器在串并联电路中的教学?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!

电容器在串并联电路中的教学(全面解读高考中的电容)

电容器在串并联电路中的教学

电容器的串并联是一个考试概率比较低的知识点,但是这个知识点可以加深我们对电容定义式和决定式的理解。我们也可以降电容等效成电阻去理解。

首先重温一下电阻串并联的特点:电阻串联时总电压等于每个串联电阻分电压之和,电阻并联时每个电阻的电压相等。

接下来我们看电容器串联,

理解一:对比电阻串联时总电压等于每个串联电阻分电压之和,电容器串联时总电压等于每个电容器的电压即U=U1+U2+U3=Q1/C1+Q2/C2+Q3/C3, 而电荷Q1=Q2=Q3=Q(因为第一个电容器的一端和第二个电容器的一端导线相连,根据静电平衡可知电荷相等),所以Q/C串=(1/C1+1/C2+1/C3)Q, 1/C串=1/C1+1/C2+1/C3

理解二:两个或两个以上的电容器串联后,等于增加了电容器介质的厚度,也就是增加了电容器两片之间的距离,根据电容器的决定式,可知总的电容量就会减小。串联的电容器越多,总的电容量越小,并小于其中最小的一个电容量。

再看电容器并联,

理解一、对比电阻并联时,每个电阻的分电压相等,电容器并联时,每个电容器的电压也相等,即U=U1=U2=U3=Q1/C1=Q2/C2=Q3/C3,Q1 Q2 Q3=Q,所以C并=C1+C2+C3

理解二、电容器并联时,相当于电极的面积加大,根据电容器的决定式,电容量也就加大了。并联的电容器越多,总得电容量越大,并大于任何一个电容器的电容。

电容器的串并联理解起来不难,但有时候识别串并联还有点难度。

如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度a.在以s方法中,能使悬线的偏角α变大的是(  )

A.缩小a、b间的距离

B.加大a、b间的距离

C.取出a、b两极板间的电介质

D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质

答案解析:受力分析我想难度不大,所以要使悬线的偏角a变大,需要增加F电,即增加PQ两极板间的电场强度,PQ两极按照题意和选项没有任何调整,所以根据E=U/d,可知PQ两极板间的电压必须增大才行。

继续分析,知Q接地,电势为零,所以必须增大P点的电势。bP相连,所以也就是增加b点的电势,即:使ab的电压增大。显然,Q总不变,Q1 Q2=Q,CPQ不变,所以根据电容定义式Q2增加,而Q1就只能因此减少了,所以Cab就减少。

由决定式知道减少电容的三个方法,增大极板距离d,减小正对面积,如将ab板错开,换介电常数小的电介质。所以选什么答案也就迎刃而解。

有的小伙伴可能质疑这部分内容是不是超纲了。我的回答是没有。所有的分析都是围绕电容的定义式和决定式展开的。

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