例談電容器和變壓器的動態分析

賀林卿+夏德本

電容器是一種重要的電學元件，各種電器設備都少不了它。而變壓器是交變電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送交變電流不可缺少的裝置。有關電容器和變壓器的考題，在近幾年的高考中也常涉及，尤其是考查有關它們的動態變化問題。下面結合兩例闡述這兩種器件的動態分析方法。

一、電容器的動態變化分析

討論電容器的相關問題，一定要分清兩種情況，并用好三個依據。

（1）兩種基本情況：

①若電容器的兩極板始終與電源相連接，則其兩極間的電勢差保持不變；

②若電容器充電后即與電源斷開，則其所帶電荷量保持不變。

（2）三個物理依據：

【例1】 平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一帶正電小球用絕緣細線懸掛在電容器兩板之間，細線與豎直方向的夾角為θ，如圖1所示，那么：

A.保持開關S閉合，僅將A板向B板靠近，則θ角減小

B.保持開關S閉合，僅將A板沿極板方向

下移少許，則θ角不變

C.將開關S斷開，僅將A板靠近B板，

則θ角增大

D.將開關S斷開，僅將A板遠離B板，

則θ角減小

解析：分析小球受力，如圖2所示，

由tanθ=Eq/mg可知，θ的變化取決于

場強E的變化。保持開關S閉合，

兩板正對面積的變化僅改變電器的電容（減小）和帶電量（減少），加在板間的電壓不變，板間距不變，∴場強E不變，故θ角不變；當兩板間距離減小時，由E=U/d可知，E增大，θ角也應增大。開關S斷開時，電容器兩板所帶電荷量一定，由C=

二、變壓器的動態變化分析

處理理想變壓器問題的關鍵是要深刻理解變壓器的工作原理，辨清原、副線圈中的變與不變量，明確各量間的制約關系：endprint

電容器是一種重要的電學元件，各種電器設備都少不了它。而變壓器是交變電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送交變電流不可缺少的裝置。有關電容器和變壓器的考題，在近幾年的高考中也常涉及，尤其是考查有關它們的動態變化問題。下面結合兩例闡述這兩種器件的動態分析方法。

一、電容器的動態變化分析

討論電容器的相關問題，一定要分清兩種情況，并用好三個依據。

（1）兩種基本情況：

①若電容器的兩極板始終與電源相連接，則其兩極間的電勢差保持不變；

②若電容器充電后即與電源斷開，則其所帶電荷量保持不變。

（2）三個物理依據：

【例1】 平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一帶正電小球用絕緣細線懸掛在電容器兩板之間，細線與豎直方向的夾角為θ，如圖1所示，那么：

A.保持開關S閉合，僅將A板向B板靠近，則θ角減小

B.保持開關S閉合，僅將A板沿極板方向

下移少許，則θ角不變

C.將開關S斷開，僅將A板靠近B板，

則θ角增大

D.將開關S斷開，僅將A板遠離B板，

則θ角減小

解析：分析小球受力，如圖2所示，

由tanθ=Eq/mg可知，θ的變化取決于

場強E的變化。保持開關S閉合，

兩板正對面積的變化僅改變電器的電容（減小）和帶電量（減少），加在板間的電壓不變，板間距不變，∴場強E不變，故θ角不變；當兩板間距離減小時，由E=U/d可知，E增大，θ角也應增大。開關S斷開時，電容器兩板所帶電荷量一定，由C=

二、變壓器的動態變化分析

處理理想變壓器問題的關鍵是要深刻理解變壓器的工作原理，辨清原、副線圈中的變與不變量，明確各量間的制約關系：endprint

電容器是一種重要的電學元件，各種電器設備都少不了它。而變壓器是交變電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送交變電流不可缺少的裝置。有關電容器和變壓器的考題，在近幾年的高考中也常涉及，尤其是考查有關它們的動態變化問題。下面結合兩例闡述這兩種器件的動態分析方法。

一、電容器的動態變化分析

討論電容器的相關問題，一定要分清兩種情況，并用好三個依據。

（1）兩種基本情況：

①若電容器的兩極板始終與電源相連接，則其兩極間的電勢差保持不變；

②若電容器充電后即與電源斷開，則其所帶電荷量保持不變。

（2）三個物理依據：

【例1】 平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一帶正電小球用絕緣細線懸掛在電容器兩板之間，細線與豎直方向的夾角為θ，如圖1所示，那么：

A.保持開關S閉合，僅將A板向B板靠近，則θ角減小

B.保持開關S閉合，僅將A板沿極板方向

下移少許，則θ角不變

C.將開關S斷開，僅將A板靠近B板，

則θ角增大

D.將開關S斷開，僅將A板遠離B板，

則θ角減小

解析：分析小球受力，如圖2所示，

由tanθ=Eq/mg可知，θ的變化取決于

場強E的變化。保持開關S閉合，

兩板正對面積的變化僅改變電器的電容（減小）和帶電量（減少），加在板間的電壓不變，板間距不變，∴場強E不變，故θ角不變；當兩板間距離減小時，由E=U/d可知，E增大，θ角也應增大。開關S斷開時，電容器兩板所帶電荷量一定，由C=

二、變壓器的動態變化分析

處理理想變壓器問題的關鍵是要深刻理解變壓器的工作原理，辨清原、副線圈中的變與不變量，明確各量間的制約關系：endprint