电流,例谈含电感与电容类电路理由解题对策
更新时间：2024-01-18
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近年来各地高考对含电感与电容类的电路不足考查力度很大，如江苏2008年与2010年的电感，2009年的电容足以这内容已经是高中物理教学，它更是高考的热点与难点.对于高三的教师与学生来讲，如何突破难点，把握，对这类不足寻找的解题对策显得尤其.
1含电感直流电路的解题对策
对图1电路，在t1时刻将开关由2拨向1，经过较长的一段时间后，在t2时刻再将开关由1拨向2，RL电路的暂态的论述浅析(见赵凯华、陈熙谋编著的《电磁学》)，电感电流按指数规律变化iL=ER(1-e-RLt)，整个如图2.
对于这样的，把电路开关断开或闭合称为换路，把开关长时间闭合或断开后电感电流已经保持不变时的称为稳态，把电路由稳态向另稳态的过渡称为暂态.由图①换路前后瞬间电感电流突变(也电感存贮的磁场能以突变)，②稳态时的电感看作导线，③暂态时的电感看作电阻或电源.
例1(2008年江苏)如图3所示的电路中，三个相同的灯泡法学论文a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计.电键S以闭合突然断开时，下列判断正确的有
A.a先变亮，然后逐渐变暗
B.b先变亮，然后逐渐变暗
C.c先变亮，然后逐渐变暗
D.b、c都逐渐变暗
剖析开关闭合时，电路稳态1，两个电感看作导线，L2电流为I，L1电流为2I，开关断开后，两个电感电流均突变，L2电流以I开始变化，L1电流以2I开始变化，灯a现在的电流也只能由与它串联的电感L1来决定，与灯a原先的电流比较电流的大小和方向都发生了突变.灯b电流则由L1与L2决定，开关断开后b电流以I开始变化，与b的电流比较，其电流的大小和方向都发生突变.灯c电流由L2决定，与L2的变化情况相同，与c的电流比较，其电流的大小和方向都发生变化.当开关长时间断开后，电路稳态2，电流全部为零.三灯电流变化如图
例2(2010年江苏卷)如图5所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是
剖析开关闭合后，电感电流突变，以零开始慢慢增大，电感于电阻在不断减小的滑动变阻器，对电源来讲，等效外电阻在不断减小，UAB是电源的路端电压也随之减小，A、C错.开关断开后，电灯电流与的电流无关，由电感电流决定，电感电流突变，且比灯中原先电流小，所以电灯电流将瞬间变医学论文小，方向向上.UAB变为负值，D错，正解选B.
2含电容直流电路的解题对策
对图7电路，在t1时刻将开关由b拨向a，经过较长的一段时间后，在t2时刻再将开关由a拨向b，RC电路的暂态的论述浅析电容两端的电压按指数规律变化uC=E(1-e-RCt)，整个如图8.
由图①换路前后瞬间电容两端的电压突变(也电容存贮的电场能以突变)，②稳态时的电容看作断路，③暂态时的电容看作电阻或电源.
例3(2009年江苏卷)在如图9所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C，当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则判定
A.电源的电动势E小于击穿电压U
B.电容器所带的最大电荷量为CE
C.闪光灯闪光时电容器所带的电荷量增大
D.在闪光周期内，电阻R的电荷量与闪光灯的电荷量相等
剖析电路闪光灯于电子开关，电压高于U2时开启，电压低于U1关闭.电路接通后电容向稳态1过渡(图10中线①)，当电压触及U2时闪光灯开启，电容立即放电，向稳态2过渡(图10中线②)，当电压下降到U1时闪光灯关闭，电容又重新开始充电，如此，形成周期性的闪光.电容的工作电压始终不会超过电源电动势E，所以A、B错误.闪光时电容在放电，电荷量减少，B错.周期后，电容带电量不发生变化，流过电阻R的电量于全部流过闪光灯，D正确.
点评此电容不断地充放电的交替中，向稳态进展但始终稳态，是典型的暂态形成的振荡电路.另外闭合电路欧姆定律也考查电路的动态不足，把例2的江苏高考题改编成例4.
例4如图11所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r，电容量C，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象(见例2中图6所示)中，正确的是
剖析开关闭合前后瞬间，电容两端电压突变，只能以零开始增大，充电电流不断减小，电容等效为阻值在不断增大的电阻，直至看成断路，所以以电源来讲于电路的总外阻在不断地增大，路端电压UAB当然要增大，电容两端电压等于UAB.开关断开后，电容开始放电，可看作电源，电容两端电压突变以UAB开始减小，电灯D两端的电压以UAB′=RDRD+RUAB开始减小，电流方向不变，所以UAB的极性也不变.正解选C.
3含电感与电容交流电路的解题对策
Umsin 1t上，3个电表各有不同的读数.
现在换电源供电，供电电压的瞬时值为u2=Umsin 2t， 2=2 1，改换电源后，3个电表的读数怎样变化？
剖析当交流电的电压不变而频率变为原来的两倍后，由XL=2餱L和xC=12餱C可知：R的阻碍作用不变，电感L的阻碍作用增大，电容C的阻碍作用减小，所以A1示数不变，A2示数减小，A3示数变大.
总之，不管是在直流电路还是在交流电路，含有电感与电容的电路不足高考考查的热点与难点，抓住这类不足的解题对策，在高考的战场上赢得成功.
1含电感直流电路的解题对策
对图1电路，在t1时刻将开关由2拨向1，经过较长的一段时间后，在t2时刻再将开关由1拨向2，RL电路的暂态的论述浅析(见赵凯华、陈熙谋编著的《电磁学》)，电感电流按指数规律变化iL=ER(1-e-RLt)，整个如图2.
对于这样的，把电路开关断开或闭合称为换路，把开关长时间闭合或断开后电感电流已经保持不变时的称为稳态，把电路由稳态向另稳态的过渡称为暂态.由图①换路前后瞬间电感电流突变(也电感存贮的磁场能以突变)，②稳态时的电感看作导线，③暂态时的电感看作电阻或电源.
例1(2008年江苏)如图3所示的电路中，三个相同的灯泡法学论文a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计.电键S以闭合突然断开时，下列判断正确的有
A.a先变亮，然后逐渐变暗
B.b先变亮，然后逐渐变暗
C.c先变亮，然后逐渐变暗
D.b、c都逐渐变暗
剖析开关闭合时，电路稳态1，两个电感看作导线，L2电流为I，L1电流为2I，开关断开后，两个电感电流均突变，L2电流以I开始变化，L1电流以2I开始变化，灯a现在的电流也只能由与它串联的电感L1来决定，与灯a原先的电流比较电流的大小和方向都发生了突变.灯b电流则由L1与L2决定，开关断开后b电流以I开始变化，与b的电流比较，其电流的大小和方向都发生突变.灯c电流由L2决定，与L2的变化情况相同，与c的电流比较，其电流的大小和方向都发生变化.当开关长时间断开后，电路稳态2，电流全部为零.三灯电流变化如图
4.正解选A、D.
点评电路在发生换路的前后瞬间，电感电流是发生突变的，但灯电流与换路前比发生突变要由灯周围的电感电流来决定，与灯在换路前的电流无关，这一点要.例2(2010年江苏卷)如图5所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是
剖析开关闭合后，电感电流突变，以零开始慢慢增大，电感于电阻在不断减小的滑动变阻器，对电源来讲，等效外电阻在不断减小，UAB是电源的路端电压也随之减小，A、C错.开关断开后，电灯电流与的电流无关，由电感电流决定，电感电流突变，且比灯中原先电流小，所以电灯电流将瞬间变医学论文小，方向向上.UAB变为负值，D错，正解选B.
2含电容直流电路的解题对策
对图7电路，在t1时刻将开关由b拨向a，经过较长的一段时间后，在t2时刻再将开关由a拨向b，RC电路的暂态的论述浅析电容两端的电压按指数规律变化uC=E(1-e-RCt)，整个如图8.
由图①换路前后瞬间电容两端的电压突变(也电容存贮的电场能以突变)，②稳态时的电容看作断路，③暂态时的电容看作电阻或电源.
例3(2009年江苏卷)在如图9所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C，当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则判定
A.电源的电动势E小于击穿电压U
B.电容器所带的最大电荷量为CE
C.闪光灯闪光时电容器所带的电荷量增大
D.在闪光周期内，电阻R的电荷量与闪光灯的电荷量相等
剖析电路闪光灯于电子开关，电压高于U2时开启，电压低于U1关闭.电路接通后电容向稳态1过渡(图10中线①)，当电压触及U2时闪光灯开启，电容立即放电，向稳态2过渡(图10中线②)，当电压下降到U1时闪光灯关闭，电容又重新开始充电，如此，形成周期性的闪光.电容的工作电压始终不会超过电源电动势E，所以A、B错误.闪光时电容在放电，电荷量减少，B错.周期后，电容带电量不发生变化，流过电阻R的电量于全部流过闪光灯，D正确.
点评此电容不断地充放电的交替中，向稳态进展但始终稳态，是典型的暂态形成的振荡电路.另外闭合电路欧姆定律也考查电路的动态不足，把例2的江苏高考题改编成例4.
例4如图11所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r，电容量C，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象(见例2中图6所示)中，正确的是
剖析开关闭合前后瞬间，电容两端电压突变，只能以零开始增大，充电电流不断减小，电容等效为阻值在不断增大的电阻，直至看成断路，所以以电源来讲于电路的总外阻在不断地增大，路端电压UAB当然要增大，电容两端电压等于UAB.开关断开后，电容开始放电，可看作电源，电容两端电压突变以UAB开始减小，电灯D两端的电压以UAB′=RDRD+RUAB开始减小，电流方向不变，所以UAB的极性也不变.正解选C.
3含电感与电容交流电路的解题对策
Umsin 1t上，3个电表各有不同的读数.
现在换电源供电，供电电压的瞬时值为u2=Umsin 2t， 2=2 1，改换电源后，3个电表的读数怎样变化？
剖析当交流电的电压不变而频率变为原来的两倍后，由XL=2餱L和xC=12餱C可知：R的阻碍作用不变，电感L的阻碍作用增大，电容C的阻碍作用减小，所以A1示数不变，A2示数减小，A3示数变大.
总之，不管是在直流电路还是在交流电路，含有电感与电容的电路不足高考考查的热点与难点，抓住这类不足的解题对策，在高考的战场上赢得成功.
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