(6 分)阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻…——2016 高考物理第 4 题答案解析

2016_新课标II卷

2016 全国 第 4 题 解答题 区分题
2016_新课标II卷

4.(6 分)阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为 $\mathsf Q _ { 1 }$ ,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为 $\ Q _ { 2 } . \ Q _ { 1 }$ 与 $\mathsf { Q } _ { 2 }$ 的比值为(  )

A $\frac { 2 } { 5 }$ B $\frac { 1 } { 2 }$ C $\frac { 3 } { 5 }$ D $\frac { 2 } { 3 }$

参考答案

C

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这道题真正考什么?

关键能力
电磁学
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【考点】AN:电容器与电容;BB:闭合电路的欧姆定律

【专题】11:计算题;34:比较思想;43:推理法;535:恒定电流专题

【分析】开关S断开和闭合时,利用闭合电路欧姆定律,分别求电容的电压,再由 $C { = } \frac { Q } { \amalg }$ 可得电量之比

【解答】解:

当开关 S 断开时,电路总阻值: $R \mathrel { \mathop : } = \mathsf { R } + \frac { 2 \mathsf { R } \times \mathsf { R } } { 2 \mathsf { R } + \mathsf { R } } = \frac { 5 } { 3 } \mathsf { R } ;$ ,则干路电流 $1 = \frac { E } { R _ { 1 } }$ ,电容的电压 $\mathsf { U } _ { 1 } = \frac { \mathbb { E } - \mathrm { I } \mathbb { R } } { 2 } = \frac { \mathbb { E } } { 5 } ;$ ;

当开关 S 闭合时,电路总阻值: $R _ { \mathit { s } } = \mathsf { R } + \frac { \mathbb { R } } { 2 } = \frac { 3 } { 2 } \mathbb { R }$ ,则干路电流 $1 = \frac { E } { R _ { 1 } }$ ,电容的电压${ \mathsf { U } } _ { 2 } { = } { \mathsf { E } } - { \mathsf { I } } { \mathsf { R } } { = } \frac { 1 } { 3 } { \bar { \mathsf { E } } } ;$

由 $C { = } \frac { Q } { \amalg }$ 可得: $\frac { Q _ { 1 } } { Q _ { 2 } } = \frac { U _ { 1 } } { U _ { 2 } } = \frac { 3 } { 5 }$ ,故C正确,ABD错误。

故选:C。

【点评】解题的关键是清楚开关断开与闭合时电路的结构,并能应用闭合电路欧姆定律求电容的电压

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