【全程學(xué)習(xí)方略】高中物理 2.4電容器 電容課件 魯科選修31

1.如圖是描述對(duì)給定的電容器充電時(shí)電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象，其中錯(cuò)誤的是（）【解析】選A.電容器的電容只由電容器本身的性質(zhì)決定，與電容器帶電量及極板間電壓無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，B、D正確；由電容定義式C=可知，Q=CU.當(dāng)C一定時(shí)，Q與U成正比，故C正確.2．關(guān)于電容的說(shuō)法中正確的是（）A．由C＝Q／U可知．電容器的電容與它的帶電量、兩板間電壓有關(guān)．B．電容器帶電量多，說(shuō)明它容納電荷的本領(lǐng)大．C．由Q＝CU可知，當(dāng)U增大時(shí)．Q可以無(wú)限增大．D．對(duì)于確定的電容器，其帶電荷量與兩板間的電壓成正比.

【解析析】選D.電容容器器的的電電容容C由電電容容器器本本身身的的構(gòu)構(gòu)造造決決定定，，與與板板間間電電壓壓U、帶帶電電荷荷量量Q均無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)，，故故A錯(cuò)；；對(duì)對(duì)同同一一個(gè)個(gè)電電容容器器來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)帶帶電電量量多多，，只只能能說(shuō)說(shuō)明明電電容容器器兩兩板板間間的的電電壓壓大大，，故故B錯(cuò)；電容容器兩板板間的電電壓有一一定限度度，超過(guò)過(guò)了擊穿穿電壓，，電容器器就會(huì)損損壞，故故Q不能無(wú)限限增大，，C項(xiàng)錯(cuò)；對(duì)對(duì)于確定定的電容容器，其其電容是是確定的的，所帶帶電荷量量與兩板板間的電電壓成正正比，故故D正確.3.如圖所示示，水平平放置的的平行金金屬板充充電后板板間形成成勻強(qiáng)電電場(chǎng)，板板間距離離為d，一個(gè)帶帶負(fù)電的的液滴帶帶電量大大小為q，質(zhì)量為為m，從下板板邊緣射射入電場(chǎng)場(chǎng)，沿直直線從上上板邊緣緣射出，，則（））A.液滴做的的是勻加加速直線線運(yùn)動(dòng)B.液滴做的的是勻減減速直線線運(yùn)動(dòng)C．兩板的的電勢(shì)差差為mgd/qD．液滴【解析】選C.由題意，，帶電液液滴在電電場(chǎng)中受受到電場(chǎng)場(chǎng)力和重重力共同作作用而做做直線運(yùn)運(yùn)動(dòng)，由由于重力力、電場(chǎng)場(chǎng)力都沿沿豎直方方向，所以以兩力平平衡，液液滴做勻勻速直線線運(yùn)動(dòng)，，故A、B均錯(cuò)；由由mg=qE得，U=Ed=,故C正確；此此過(guò)程電電場(chǎng)力做做正功，電勢(shì)勢(shì)能減少少，故D錯(cuò).4.一平行板板電容A．U變大，E不變B．E變大，ε變大C．U變小，ε不變D．U不變，Ε變大【解析】選C.平行板電容器器充電后與電電源斷開時(shí)，，帶電荷量Q不變.將正極板移到到圖中虛線所所示的位置中中，即距離d減小，電容C增大，由U=得U減小，由E===知E與d無(wú)關(guān)，故E不變；由ε=qEdp0，q、E、dp0不變.故選C.【典例1】有一充電的平平行板電容器器，兩板間的的電壓為3V，現(xiàn)使它的電電荷量減少3×10-4C，于是電容器器兩板間的電壓降為原原來(lái)的，，此電容器的原來(lái)的帶電荷量是多少？若將電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？【思路點(diǎn)撥】可根據(jù)電容的公式C=求電容器的電容，進(jìn)一步再由定義式求電容器的帶電量.【標(biāo)準(zhǔn)解答】】電容器兩極板板間電勢(shì)差的的變化量ΔU=(1-)U=×3V=2V,由C=,得C=F=1.5×10-4F=150μμF設(shè)電容器原來(lái)來(lái)的電荷量為為Q，則Q=CU=1.5×10-4×3C=4.5×10-4C電容器的電容容是由本身決決定的，與是是否帶電無(wú)關(guān)關(guān)，所以電容容器放掉全部部電荷后，電電容仍然是150μF答案：150μF4.5×10-4C150μF【變式訓(xùn)練】有一個(gè)電容器器原來(lái)已帶電電，電容為C=100μF，如果使兩極極板間的電勢(shì)勢(shì)差增加20V，求電容器上上增加的電荷荷量.【解析】由C=，得ΔQ=CΔU=2×10-3C.答案：2×10-3C【典例2】（2010·北京高考）用用控制變量法法，可以研究究影響平行板板電容器的因因素（如圖））.設(shè)兩極板正對(duì)對(duì)面積為Ｓ，，極板間的距距離為ｄ，靜靜電計(jì)指針偏偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板板所帶電荷量量不變，若A.保持S不變，增大d，則θ變大B.保持S不變，增大d，則θ變小C.保持d不變，增大S，則θ變小D.保持d不變，增大S，則θ不變【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可可按以下思路路分析：【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、C.由C=、C=可得：U=，保持S不變，增大d，則U增大，即θ變大，故A正確，B錯(cuò)誤；保持d不變，增大S，則U減小，即θ變小，故C對(duì)，D錯(cuò).【變式訓(xùn)練】如圖所示，先先接通S使電容器充電，，然后斷開S.當(dāng)增大兩極板間距離時(shí)，，電容器所帶帶電荷量Q、電容C、兩板間電勢(shì)勢(shì)差U、電容器兩極極板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是是（））A.Q變小，C不變，U不變，E變小B.Q變小，C變小，U不變，E不變C.Q不變，C變小，U變大，E不變D.Q不變，C變小，U變小，E變小【解析】選C.電容器充電電后再斷開開開關(guān)S，其所帶電電荷量不變，由C∝可知，d增大時(shí)，C變小.又因U=，所以U變大.對(duì)于場(chǎng)強(qiáng)E,由于E=，U===,所以E===.由以上分析析可知，間間距d增大，E不變化.故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.【典例3】傳感器是把把非電學(xué)量量（如速度度、溫度、壓力力等）的變變化轉(zhuǎn)換成成電學(xué)量的的變化的一種元元件，在自自動(dòng)控制中中有著相當(dāng)當(dāng)廣泛的應(yīng)用，，如圖所示示是測(cè)定液液面高度h的電容式傳傳感器，在導(dǎo)線芯的的外面涂上上一層絕緣緣物質(zhì)，放放入導(dǎo)電液液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)導(dǎo)電液體構(gòu)構(gòu)成電容器器的兩個(gè)極極，導(dǎo)線芯芯外面的絕緣物質(zhì)就就是電解質(zhì)質(zhì)，測(cè)出電電容器電容容C的變化，就就可以知道道h的變化情況況，兩者的的關(guān)系是（（））A.C增大表示h增大B.C增大表示h減小C.C減小表示h減小D.C減小表示h增大【思路點(diǎn)撥】液面高度h的變化情況況對(duì)應(yīng)電容容器的兩極極的正對(duì)面面積的變化化情況.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、C.由平行板電電容器的電電容C∝知，ε、d一定定時(shí)時(shí)，，電電容容器器的的電電容容C增大大，，表表明明電電容容器器兩兩極極的的正對(duì)對(duì)面面積積增增大大了了，，即即液液面面高高度度h增大大，，A正確確，，B錯(cuò)誤誤；；同同理，，C減小小時(shí)時(shí)，，表表明明電電容容器器兩兩極極的的正正對(duì)對(duì)面面積積減減小小了了，，即即液液面高高度度h減小小，，C正確確，，D錯(cuò)誤誤.1.(2010··長(zhǎng)沙沙高高二二檢檢測(cè)測(cè)））如如圖圖所所示示，，平平行行板電電容容器器的的電電容容為為C，極極板板帶帶電電荷荷量量為為Q，極板板間間距距為為d.今在在兩兩板板間間正正中中央央放放一一帶帶電電荷荷量為為q的點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷，，則則它它所所受受到到的的電電場(chǎng)場(chǎng)力力大大小小為（（））A.B.C.D.【解析析】選C.平行行板板間間電電壓壓U=，所所以以兩兩板板間間的的場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)E==，電電場(chǎng)場(chǎng)力力大大小小F=qE=,故C正確確.2.（2010··澄海海高高二二檢檢測(cè)測(cè)））如如圖圖所所示示，，將將平平行行板A．電電容容器器的的帶帶電電量量不不變B．塵埃仍保持靜止?fàn)顟B(tài)C．電流計(jì)G中有a到b方向的電流D．電流計(jì)G中有b到a方向的電流【解析】選B、C.平行板電容器與電池組相連，則電容器兩板間的電壓U不變，若將兩板緩慢地錯(cuò)開一些，則兩板間的正對(duì)面積S減小，電容C減小，由Q=CU，得Q減小，故A錯(cuò)；電容器放電，故C正確，D錯(cuò)；因d不變，由E=得E不變，塵埃受到的電場(chǎng)力不變，因此塵埃還靜止，故B正確.3.（2010··吉水水高高二二檢檢測(cè)測(cè)））如如圖圖所所示，，C為中中間間插插有有電電介介質(zhì)a和b為其兩極板,a板接地,P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導(dǎo)線相連，Q板接地.開始時(shí)懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度α.在以下方法中，能使懸線的偏角α變大的是（）

A.縮小小a、b間的的距距離離B.加大大a、b間的的距距離離C.取出出a、b兩板板間間的的電電介介質(zhì)質(zhì)D.換一一塊塊形形狀狀大大小小相相同同、、介介電電常常數(shù)數(shù)更更大大的的電電介介質(zhì)質(zhì)【解析析】選B、C.由題題意意可可得得UPQ=Uab;由于于α角增增大大可可知知PQ間場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)增增大大，，由由U=Ed知UPQ增大大；；由由Q=CU可知知P、Q板帶電荷荷量增多多，由題題意知a、b板和P、Q板帶電荷荷量之和和恒定，，因此a、b板帶電荷荷量一定定減少；；由Q=CU可得電容容器ab的電容一一定減少少；由C=εS/4ππkd，可得出出A、D錯(cuò)誤，B、C正確.4.（器中所帶電量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線如圖所示，如果該電容器兩端的電壓從40V降低到36V，電容器的電量減少了（）A．0.02CB．0.08CC．0.16CD．0.20C【解析】選A.由電容器電容的定義式C=Q/U=得0.2C/40V=ΔQ/(40-36)V,解得ΔQ=0.02C.故選A.1.（2010·淮安高二二檢測(cè)））（5分）如圖圖所示，，讓平行行板電容容器帶電A．一定增增大B．一定C．一定不變D．可能不變【解析】選B.減小兩極板間的距離和在兩極板間插入電介質(zhì)時(shí)，電容C都增大，而Q不變，由U=可得U變小，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角減?。还蔬xB.2.（2008·廣東高考考）（5分）關(guān)于于電容器器的電容容C、電壓U和所帶電電荷量Q之間的關(guān)關(guān)系，以以下說(shuō)法法正確的的是（））A.C由U確定B.C由Q確定C.C一定時(shí)，，Q與U成正比D.C一定時(shí)，，Q與U成反比【解析】選C.電容器的的電容由由電容器器本身的的構(gòu)造決決定，與與電壓U、電量Q無(wú)關(guān)，故故A、B錯(cuò)；對(duì)于于電容器器，若電電容C一定，則則Q與U成正比，，故C對(duì),D錯(cuò).3.（5分）如圖圖所示，，電子由由靜止開開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，，當(dāng)?shù)竭_(dá)達(dá)B板時(shí)速度度為v．保持兩兩板間電電壓不變變，則()A．當(dāng)增大大兩板間間距離時(shí)時(shí)，v增大B．當(dāng)減小小兩板間間距離時(shí)時(shí)，v增大C．當(dāng)改變變兩板間間距離時(shí)時(shí)，v不變D．當(dāng)增大大兩板間間距離時(shí)時(shí)，電子子在兩板板間運(yùn)動(dòng)動(dòng)的時(shí)間間增大【解析】選C、D.電容器始始終與電電源相連連，板間間的電壓壓不變，由動(dòng)動(dòng)能定理理得qU=mv2,所以不不管怎怎樣改改變兩兩板間間的距離時(shí)時(shí)，v都不變變，故故A、B錯(cuò)，C正確；；當(dāng)增增大兩兩板間間距離時(shí)，，場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)E=變小，，粒子子運(yùn)動(dòng)動(dòng)的加加速度度減小小，所所以電電子在兩兩板間間運(yùn)動(dòng)動(dòng)的時(shí)時(shí)間增增大，，故D正確.4.（2009··福建高高考））(5分)如圖所所示，，平行行板電電容器器與電電動(dòng)勢(shì)勢(shì)為E的直流流電源源（內(nèi)內(nèi)阻不不計(jì)））連接接，下下極板板接地地.一帶電電油滴滴位于于電容容器中中的P點(diǎn)且?。ǎ〢.帶電油油滴將將沿豎豎直方方向向向上運(yùn)運(yùn)動(dòng)B.P點(diǎn)的電電勢(shì)將將降低低C.帶電油油滴的的電勢(shì)勢(shì)能將將減少少D.若電容容器的的電容容減小小，則則極板板帶電電量將將增大大【解析】選B.電容器器兩極極板與與電源源始終終相連連，極極板間間電勢(shì)差U不變，，據(jù)E=知增大大極板板間距距離，，場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)E減小，，油滴所受受電場(chǎng)場(chǎng)力減減小，，油滴滴沿重重力方方向運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，A錯(cuò)；P距下極板距距離未未變，，P與下板板間電電勢(shì)差差減小小，即即P點(diǎn)電勢(shì)降低，B對(duì)；油滴向向下運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)，電場(chǎng)力力做負(fù)功，，電勢(shì)能增增加，C錯(cuò)；兩極板板距離增大大，電容器器電容減小小，據(jù)Q=CU知電容器極極板帶電量量減少，D錯(cuò).5.（5分）如圖，，平行板電電容器的兩兩個(gè)極板分分別為A和B，A接地，B板帶有電荷荷量－Q，板間電場(chǎng)場(chǎng)有一固定定點(diǎn)，若將將B板固定，A板下移一些些，或?qū)板固定，B板上移一些些，在這兩兩種情況下下，以下說(shuō)說(shuō)法正確的的是()A．A板下移時(shí)，，平行板電電容器的電電容將增大大B．B板上移時(shí)，，平行板電電容器的電電容將減少少C．A板下移時(shí)，，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度不變，，P點(diǎn)電勢(shì)降低低D．B板上移時(shí)，，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度不變，，P點(diǎn)電勢(shì)降低低【解析】選A、C.不管A板下移還是是B板上移，兩兩板間的距距離都減小小，由C=εS/4πkd可得電容C增大，故A正確，B錯(cuò)；因Q不變，由U=得U減少；若A板下移時(shí)，，由知E與d無(wú)關(guān)，故E不變，P=EdPA,所以P點(diǎn)電勢(shì)降低低，C正確；若B板上移時(shí)，，同理E不變，dPA不變，由P=EdPA，故P點(diǎn)電勢(shì)不變變，故D錯(cuò).6.（6分）在如圖圖所示的實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置(1)若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，則將觀察到靜電計(jì)指針偏角______（填“變大”或“變小”），此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明平行板電容器的電容隨正對(duì)面積的減小而______（填“增大”或“減小”）；(2)若極板B稍向左移動(dòng)動(dòng)一點(diǎn)，則則將觀察到到靜電計(jì)指指針偏角______（填“變大大”或“變變小”），，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)說(shuō)明平行板板電容器的的電容隨極極板間距離離增大而______（填“增大大”或“減減小”）.【解析】（1）充電后的的平行板電電容器的帶帶電量Q不變，若極極板B稍向上移動(dòng)動(dòng)一點(diǎn)，將將觀察到靜靜電計(jì)指針針偏角增大大，說(shuō)明當(dāng)當(dāng)電容器的的正對(duì)面積積減小時(shí)，，電壓U增大，由U=Q/C得，電容C減小.（2）若極板B稍向左移動(dòng)動(dòng)一點(diǎn)，則則將觀察到到靜電計(jì)指指針偏角減減小，說(shuō)明明當(dāng)增大兩兩板間的距距離時(shí)，電電壓U增大，由C=Q/U得，電容C減小.答案:（1）變大減減?。ǎ?）變小減減小7.（8分）一個(gè)平平行板電容容器帶有4×10-8C的電荷量時(shí)時(shí)，兩極板板間的電壓壓為2V.（1）求該電容容器的電容容.（【解析】（1）C===2×10-8F;（2）Q=CU=2×10-8F×2V=4×10-8C答案：（1）2×10-8F（2）4×10-8C8.（11分）如圖所所示，有的的計(jì)算機(jī)鍵鍵盤的每一個(gè)鍵下下面都連一一小塊金屬屬片，與該該金屬片隔有一一定空隙的的是另一塊塊小的固定定金屬片.這兩塊金金屬片組組成一個(gè)個(gè)小電容可用公式C=計(jì)算，式中常量ε=9×10-12F/m，S表示金屬片的正對(duì)面積,d表示兩金屬片間的距離.當(dāng)鍵被按下時(shí)，此電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)測(cè)出是哪哪個(gè)鍵被被按下了了，從而而發(fā)出相相應(yīng)的信信號(hào).設(shè)每個(gè)金金屬片的的正對(duì)面面積為50mm2，鍵未按按下時(shí)兩兩金屬片片的距離離為0.6mm.如果電容容變化0.25pF，電子線線路恰能能檢測(cè)出出此鍵的的信號(hào),則鍵至少少需要被被按下多多大距離離.【解析】鍵沒(méi)有按按下時(shí)電電容器的的電容=0.75×10-12F=0.75pF，鍵被按下下最小距距離Δd時(shí)，電容容C′=C+0.25pF=1pF=1×10-12F而C′=所以d-Δd=Δd=d-εSC′=0.6×10-3m-m=0.6×10-3m-0.45××10-3m=0.15×10-3m=0.15mm答案：0.15mm1.如圖所示示，兩極極板間距距為d的平行板電容器器與一電電源連接接，電鍵鍵K電容器兩極板間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴靜止不動(dòng)，下列各項(xiàng)敘述中正確的是（）A．微粒帶正電B．?dāng)嚅_電鍵K，則微粒將向下做自由落體運(yùn)動(dòng)C．?dāng)嚅_電電鍵K后增大兩兩極板間間距至2d，微粒將將向上做做勻加速速運(yùn)動(dòng)，，加速度度為g/2（g為重力加加速度，，下同））D．保持電電鍵K閉合，減減小兩極極板間距距至d/2，微粒將將向上做做勻加速速運(yùn)動(dòng)，，加速度度為g【解析】選D.由題意，，K閉合時(shí)，，帶電油油滴在電電場(chǎng)中靜靜止不動(dòng)，受受力平衡衡即mg=qE，電場(chǎng)力力豎直向向上，而而場(chǎng)強(qiáng)向向下，所以以微粒帶帶負(fù)電，，故A錯(cuò)；當(dāng)減減小兩極極板間距距至d/2時(shí)，由E=得E變成原來(lái)來(lái)的2倍則粒子子受到的的合力大大小為mg，方向向向上，產(chǎn)產(chǎn)生的加加速度為為g.故D正確；當(dāng)當(dāng)斷開電電鍵K時(shí)，粒子子還是受受電場(chǎng)力力和重力力，故不不可能做做自由落落體運(yùn)動(dòng)動(dòng)，故B錯(cuò)；當(dāng)增增大兩極極板間距距至2d時(shí)，電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度E不變，粒子還靜靜止不動(dòng)，故故C錯(cuò).2.如圖所示，一一水平放置的A.P點(diǎn)的電勢(shì)降低低B.兩板間的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)不變C.點(diǎn)電荷的電勢(shì)勢(shì)能減少D.極板所帶的電電量增加【解析】選A、C、D.電容器一直與與電源相連，，則電容器的電壓U不變，將負(fù)極極板向下移動(dòng)動(dòng)時(shí)，則電容容C增大，由Q=CU可知極板所帶帶的電荷量Q增大,故D正確；由E=可得E增大，故B錯(cuò)；由P=-E·dP可得P點(diǎn)的電勢(shì)降低低，由εP=qP知P點(diǎn)的電勢(shì)能也也減少，故A、C正確.3.某一電容器標(biāo)標(biāo)注的是“A.該電容器可在300V以下電壓時(shí)正常工作B.該電容器只能在300V