
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文檔簡介
電容器
一、電容器的充、放電和電容的理解
1.電容器的充、放電
(1)充電:使電容器帶電的過程,充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷,電容器中儲存電場能。
(2)放電:使充電后的電容器失去電荷的過程,放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
2.電容
(1)定義:電容器所帶的電荷量0與電容器兩極板間的電勢差〃的比值。
(2)定義式:C——o
U
(3)物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。
3.平行板電容器
(1)影響因素:平行板電容器的電容與正對面積成正比,與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比,與兩板間的
距離成反比。
(2)決定式:。=溫上,力為靜電力常量。
4nkd
特別提醒。=?適用于任何電容器,但。=空-僅適用于平行板電容器。
U471kd
二、平行板電容器的動態(tài)分析
1.對公式的理解
電容C=卷,不能理解為電容C與0成正比、與〃成反比,一個電容器電容的大小是由電容器本身的
因素決定的,與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。
2.運用電容的定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路
(1)確定不變量,分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。
(2)用決定式。=岑7分析平行板電容器電容的變化。
4nkd
(3)用定義式。=怖分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。
U
(4)用E7分析電容器兩極板間電場強度的變化。
3.電容器兩類問題的比較
分類充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開
不變量UQ
d變大。變小變小、£1變小。變小f〃變大、£不變
S變大。變大f。變大、£不變C變大f〃變小、£變小
以變大,變大f0變大、£不變。變大一〃變小、£"變小
4.解電容器問題的常用技巧
(1)在電荷量保持不變的情況下,電場強度與板間的距離無關(guān)。
(2)對平行板電容器的有關(guān)物理量0、E、〃、C進行討論時,關(guān)鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變
£SU
量,在變量中哪些是自變量,哪些是因變量,抓住c=-。=戊/和七=:進行判定即可。
4%kda
■r支考向拿
3考向一電容器的克、數(shù)電和電容
.典例引我
如圖所示,關(guān)于平行板電容器的充、放電,下列說法正確的是
A.開關(guān)接1時,平行板電容器充電,且上極板帶正電
B.開關(guān)接1時,平行板電容器充電,且上極板帶負(fù)電
C.開關(guān)接2時,平行板電容器放電,且上極板帶正電
D.開關(guān)接2時,平行板電容器放電,且上極板帶負(fù)電
【參考答案】A
【詳細(xì)解析】開關(guān)接1時,平行板電容器充電,上極板與電源的正極相連,所以帶正電,故A對B錯。
開關(guān)接2時,平行板電容器被導(dǎo)線短接而放電,瞬間極板上的電荷中和,均不帶電,故CD錯。
《變蚊拓展
1.(2018?云南省永仁縣一中高二10月份考試)某一電解電容器如圖甲所示,接入如圖乙所示的電路,下
列說法正確的是
,I'
A.該電容器只有在電壓為45V時,電容才是33uF
B.該電容器能容納的最大電荷量為3.3X10—t
C.接通電路后,電容器的電容仍是33nF
D.接通電路后,燈泡能持續(xù)發(fā)亮
【答案】C
【解析】電容是電容器本身的性質(zhì)決定的,與電量及電壓無關(guān),故A錯誤,C正確;容納的電荷量缶比;
最多可容納045X3.3X1()5C=1.5X1OTC,故B錯誤;直流電不能通過電容器,故接直流電源時,燈泡
不亮,故D錯誤;故選C。
2.(2018?江西省玉山縣第一中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)如圖所示,兩塊較大的金屬板46相距為4平
行放置并與一電源相連,S閉合后,兩板間恰好有一質(zhì)量為如帶電荷量為0的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài),以
下說法正確的是
A.若將S斷開,則油滴將做自由落體運動,G表中無電流
B.若將/向左平移一小段位移,則油滴仍然靜止,G表中有從6到a的電流
C.若將力向上平移一小段位移,則油滴向下加速運動,G表中有從a到6的電流
D.若將4向下平移一小段位移,則油滴向上加速運動,G表中有從6到a的電流
【答案】B
【解析】A、將S斷開,電容器的電量不變,電路中無電流,板間場強不變,油滴所受的電場力不變,
U
E=—
故油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài),故A錯誤;B、若將A板左移,正對面積S減小,電容器板間電壓不變,依據(jù)4
C=WC=1
可知,電場力不變,則仍處于靜止,根據(jù)4nd,可知電容減小,結(jié)合方可知,電荷量減小,電容
U
E=—
器要放電,則有由b-a的電流流過G,故B正確;C、將4板上移,兩板之間距離d增大,由d可知,
c=___c—
£變小,油滴所受的電場力減小,將向下加速運動,依據(jù)一4〃/,可知電容減小,結(jié)合一=方可知,電
荷量減小,電容器要放電,則有由?a的電流流過G,故C錯誤;D、將/板下移,兩板之間距離d減小,
由d可知,E變大,油滴所受的電場力增大,將向上加速運動,依據(jù)4zrkd,可知電容增大,結(jié)合
c=Q
萬可知,電荷量增大,電容器要充電,則有由a-6的電流流過G,故D錯誤。
【名師點睛】本題是電容器動態(tài)變化分析問題,含有電容器的電路,只有在電容器充電或放電的過程有
電流,而分析電容器充放電要根據(jù)分析電容和電壓的變化來確定。
3考向二兩類善型的電容器同做
慶典例引曲^
如圖所示,先接通K使平行板電容器充電,然后斷開K。再使電容器兩板間距離增大,則電容器所帶的
電荷量Q、電容C、兩板間電壓U、板間場強少的變化情況是
A.C不變,0變小,〃不變,£變小
B.C變小,。變小,〃不變,£不變
C.。變小,0不變,〃變大,少變小
D.<7變小,0不變,〃變大,£不變
【參考答案】D
【詳細(xì)解析】電容器與電源斷開,電荷量保持不變,增大兩極板間距離時,根據(jù)c=——,知電容C
471kd
變小,根據(jù)U=2,知兩極板間的電勢差〃變大,根據(jù)石=9=2=上絲,知電場強度£不變,故D
CdCdsS
正確,ABC錯誤。
【名師點睛】解決電容器的動態(tài)分析問題關(guān)鍵抓住不變量。若電容器與電源斷開,電量保持不變;若
電容器始終與電源相連,電容器兩端間的電勢差保持不變。
1.(2018?廣西南寧市第二中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)如圖所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)
極板接地,在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在尸點,以“表示兩極板間的電場強度,少表示
電容器的電壓,笈表示正電荷在P點的電勢能,若保持負(fù)極板不動,將正極板移到圖中虛線所示位置,
則
~--------
?P
A.“變小,瓦不變B.£變大,瓦不變
C.〃變大,瓦變大I).〃不變,瓦變大
【答案】A
【解析】平行板電容器充電后與電源斷開后,電量不變,將正極板移到圖中虛線所示的位置時,板間距
ESES
c=c=
離d減小,根據(jù)知,電容增大,根據(jù)廬勿C,則板間電壓〃變小。由后/d,U=Q/C,4Md得
4nkQ
E~____
至I」:£S,可知E與d無關(guān),則知電場強度£不變。尸與負(fù)極板間的距離不變,由公式華可知,
一與負(fù)極板間的電勢差不變,一點的電勢不變,正電荷在尸點的電勢能不變。故A正確,BCD錯誤。故選
A。
_sS
【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道電容器與電源斷開后其電荷量不變,掌握電容器的決定式一石石以
及定義式心勿兒要能熟練推導(dǎo)出場強的表達(dá)式,記住£與d無關(guān)的結(jié)論,有利于進行動態(tài)分析。
2.(2018?安徽黃山市屯溪隆阜中學(xué)高二上學(xué)期期末考試)如圖所示,平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接,
.電容器間有一點a,到上極板4距離恒定,S是閉合的,。表示a點的電勢,£表示電場強度,現(xiàn)保持
/板不動,將8板向下稍微移動,使兩板間的距離增大,則
S
A.。升高,后變大
B.。升高,V變小
C.。不變,£不變
D.。不變,E變小
【答案】B
【解析】由于開關(guān)S閉合,且電容器兩極板始終與電源的兩極相連,故電容器兩極板之間的電壓如保持
U
不變,隨后8極板下移,兩極板之間的距離增大,根據(jù)£=2,可知兩極板之間的電場強度£減小;由于
如=仍〃,,由于電場強度《減小,故Z,減小,由于〃產(chǎn)如如,所以如增大,由題圖可知電源的負(fù)極接地,
故占極板接地,所以8板的電勢為0,即“0,又"廣如施所以0=%升高;故選B。
星考向三華籽粒電容器
A典例引砥
某電容式話筒的原理如圖所示,£為電源,A為電阻,薄片尸和0為兩金屬極板,對著話筒說話時,P
振動而0可視為不動,當(dāng)只。間距增大的過程中
rtJlKXiat
A.P、。構(gòu)成的電容器的電容增大
B.尸上電荷量保持不變
C.有電流自M經(jīng)A流向N
D.偌間的電場強度不變
【參考答案】C
【詳細(xì)解析】電容式話筒與電源串聯(lián),電壓保持不變。在夕、。間距增大過程中,根據(jù)電容決定式
。=力一得電容減小,又根據(jù)電容定義式c=2得電容器所帶電量減小,電容器的放電電流通過A的方
4兀kdV
向由"到從根據(jù)場強E=鄉(xiāng)知場強變小,故C正確,ABD錯誤。
d
£變式拓展
1.(2018?天津市和平區(qū)高三.上學(xué)期期末考試)用控制變量法,可以研究影響平行板電容器的因素,如圖
所示,平行板電容器的極板4與一靜電計相接,極板8接地,若極板8稍向上移動一點,由觀察到的靜
電計的指針變化,作出平行板電容器的電容變小的結(jié)論,其依據(jù)是
A.兩極板間的電壓不變,靜電計指針張角變大
B.兩極板間的電壓不變,靜電計指針張角變小
C.極板上的電量幾乎不變,靜電計指針張角變小
D.極板上的電量幾何不變,靜電計指針張角變大
【答案】D
【解析】力極板與靜電計相連,所帶電荷電量幾乎不變,6板與月板帶等量異種電荷,電量也幾乎不變,
£r-S
C=------
故電容器的電量0幾乎不變。將極板〃稍向上移動一點,極板正對面積減小,電容4Md減小,由公
C=Q
式〃知板間電壓變大,則靜電計指針的偏角。變大,故ABC錯誤,D正確。
【名師點睛】靜電計測定電容器極板間的電勢差,電勢差越大,指針的偏角越大。根據(jù)電容的決定式
一由分析極板間距離、正對面積變化時電容的變化情況,由于極板所帶電荷量不變,再由電容的定
c=£
義式u分析板間電勢差的變化,即可再確定靜電計指針的偏角變化情況。
2.(2018?湖北省荊門市龍泉中學(xué)高二下學(xué)期期末考試)傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖所示是
--測定壓力的電容式傳感器,當(dāng)待測壓力尸作用于可動膜片電極上時,可使膜片產(chǎn)生形變,引起電容的
變化;將電容器、靈敏電流計和電源串接成閉合電路,那么
^[固定電極
-£服片電極
A.當(dāng)尸向上壓膜片電極時,電容將減小
B.當(dāng)尸向上壓膜片電極時,電容將增大
C.若電流計有示數(shù),則壓力廠發(fā)生變化
I).若電流計有示數(shù),則壓力尸不發(fā)生變化
【答案】BC
【解析】AB項:當(dāng)月向上壓膜片電極時,板間距離減小,由電容的決定式4Md得到,電容器的電容
C=Q
將增大,故A錯誤,B正確;CD項:當(dāng)廠向上壓膜片電極時,又根據(jù)電容的定義式U,電容器兩極的
電壓〃不變,電容。增大時,0將增大,即電容器充電,電流計有示數(shù),故C正確,D錯誤。故選BC。
C=2C=
【名師點睛】本題電容器動態(tài)變化分析問題,只要掌握電容的定義式U和決定式4欣d就能正確解
答。
二:;珠引精運爭
名/考克闖關(guān)
1.(2018?北京市豐臺區(qū)高二上學(xué)期期末)關(guān)于電容器的電容,下列說法正確的是
A.電容器所帶的電荷量越多,電容越大
B.電容器兩極板間電壓越高,電容越大
C.電容器不帶電時,電容為零
D.電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量
2.下洌關(guān)于電容器和電容的說法中,錯誤的是
A.電容器1的體積比電容器8大,說明4的電容一定比8的大
B.電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和
C.對于同一電容器,無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零),它所帶的電荷量與電壓
比值恒定不變
D.一固定電容器的電荷量增加1.0X10-6C,兩極板間電壓升高10V,則其電容為0.1uF
3.某電容器的電容是30UF,額定電壓為200V,擊穿電壓為400V,對于該電容器,下列說法正確的是
A.為使它的兩極板間的電壓增加1V,所需要的電荷量是3X10-5c
B.給電容器1C的電荷量,兩極板間的電壓為3X10-5V
C.該電容器能容納的電荷量最多為6X10-C
D.該電容器能承受的最大電壓為200V
4.(2018?浙江鎮(zhèn)海中學(xué)高三第一學(xué)期選考模擬)如圖為某一機器人上的電容式位移傳感器工作時的簡化
模型圖。當(dāng)被測物體在左右方向發(fā)生位移時,電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動,連接電容器的靜
電計會顯示電容器電壓的變化,進而能測出電容的變化,最后就能探測到物體位移的變化,若靜電計上
的指針偏角為優(yōu)則被測物體
A.向左移動時,。增加
B.向右移動時,。增加
C.向左移動時,。不變
I).向右移動時,。減少
5.對水平放置的平行板電容器,下列說法正確的是
A.將兩極板平行錯開,使正對面積減小,電容將減小
B.將兩板間的距離增大,電容將增大
C.在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距離的陶瓷板,電容將減小
I).在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距離的鋁板,電容將減小
6.(2018?廣東省汕頭市金山中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)在兩個正對的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì),
就形成一個最簡單的電容器,叫做平行板電容器,以下說法正確的是
A.電容器的作用是發(fā)熱
B.電容器的作用是儲存電荷
C.兩板正對面積越大,電容越大
D.兩板間距離越大,電容越大
7.根據(jù)大量科學(xué)測試可知,地球本身是一個電容器,通常大地帶有50萬庫左右的負(fù)電荷,而地球上空存
在一個帶正電的電離層,這兩者之間便形成一個己充電的電容器,它們之間的電壓為300kV左右。地
球的電容約為
A.0.17FB.1.7F
C.17FD.170F
8.(2018?浙江省杭州市高三上學(xué)期模擬)兩塊豎直放置的平行正對的金屬板構(gòu)成一個平行板電容器。電
容器左板接地,右板與靜電計相連,在距離兩板等距離的/點處有一個帶電小球在靜電力與細(xì)繩牽引下
處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將左極板向右移動靠近4點后系統(tǒng)再次平衡,下列說法中正確的是
B.驗電器指針偏角變大
C.帶電小球的電勢能減小
D.帶電小球?qū)⑾蛴乙苿?/p>
9.如圖所示,兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接,開關(guān)K閉合,電容器兩極板間有一質(zhì)量為必,
帶電荷量為q的微粒靜止不動,下列各敘述中正確的是
A.斷開開關(guān)K,把電容器兩極板距離增大,微粒仍能保持靜止
B.斷開開關(guān)K,把電容器兩極板距離增大,微粒將向下做加速運動
C.保持開關(guān)K閉合,把電容器兩極板距離增大,電容會增大
D.保持開關(guān)K閉合,把電容器兩極板距離增大,兩極板的帶電荷量會增大
10.傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件,已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護、交通運輸以及家庭生活
等各種領(lǐng)域中。如圖所示為幾種電容式傳感器,其中通過改變電容器兩板間的距離而引起電容變化的
是
金屈芯線
測位移測液高測壓力
ABC
11.(2018?江蘇省鹽城中學(xué)高三4月份階段檢測)如圖為某位移式傳感器的原理示意圖,平行金屬板/、B
和介質(zhì)。構(gòu)成電容器,則
A./向上移電容器的電容變大
B.。向左移電容器的電容變大
C.A向上移流過電阻斤的電流方向從N到M
D.。向左移流過電阻戶的電流方向從M到N
12.如圖所示為一測定液面高低的傳感器示意圖,{為固定的導(dǎo)體芯,6為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì),C
為導(dǎo)電液體,把傳感器接到圖示電路中,已知靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同。如果發(fā)現(xiàn)指針
正向右偏轉(zhuǎn),則導(dǎo)電液體的深度/?變化為
A.力正在增大
B.力正在減小
C.方不變
D.無法確定
13.(2018?青海省西寧市第四高級中學(xué)高二上學(xué)期第二次月考)如圖所示,一電容為C的平行板電容器,
兩極板AB間距離為d,板間電壓為U,B板電勢高于4板。兩板間有M、N、P三點,MN連線平行于極
板,N、P連線垂直于極板,M、P兩點間距離為LMN=*以下說法正確的是
IJ
……
U
A.電容器帶電量為不
U
B.兩極板間勻強電場的電場強度大小為LsinO
UL
C.”、P兩點間的電勢差為不
qXJLsinO
D.若將帶電量為+1的電荷從M移到P,該電荷的電勢能減少了d
14.如圖所示是一種通過測量電容器電容的變化來檢測液面高低的儀器原理圖。電容器的兩個電極分別用
導(dǎo)線接到指示器上,指示器可顯示出電容的大小,下列關(guān)于該儀器的說法正確的是
A.該儀器中電容器的電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體
B.芯柱外套的絕緣層越厚,該電容器的電容越大
C.如果指示器顯示出電容增大,則說明容器中液面升高
D.如果指示器顯示出電容減小,則說明容器中液面升高
15.(2018?福建省泉州市永春第二中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)如圖所示,一個帶負(fù)電荷的小球懸掛在豎直
放置的平行板電容器內(nèi)部,閉合開關(guān)后,小球靜止時懸線與豎直方向成《角,則
A.閉合開關(guān)后,減小47板間的距離,則夾角。增大
B.閉合開關(guān)后,減小板間的距離,則夾角。減小
C.斷開開關(guān)后,使6板豎直向上移動,則夾角《減小
D.斷開開關(guān)后,增大力8板間的距離,則夾角〃減小
16.如圖所示,兩個水平放置的平行板電容器,/板與M板用導(dǎo)線連接,8板和N板都接地。讓4板帶電
后,在兩個電容器間分別有帶電油滴。、P,且都處于靜止?fàn)顟B(tài)。/、夕間電容為G,電壓為〃,電荷量
為G;機N間電容為C,電壓為電荷量為小。若將8板稍向下移,下列說法正確的是
A-1------M
?P
BL
A.。向下動,尸向上動B.4減小,叢增大
C.Q減小,Q增大D.G減小,6增大
17.(2018?青海省西寧市第四高級中學(xué)高二上學(xué)期第二次月考)如圖所示,將平行板電容器接在電源兩極
間,電容器兩極板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將兩極板緩慢地錯開一些,其他條件不變,則
A.電容器帶電荷量不變
B.電源中將有電流從正極流出
C.塵埃仍靜止
D.電流計中將有電流通過,電流方向由bra
18.如圖所示,水平放置的平行板電容器,閉合開關(guān)與穩(wěn)壓直流電源連接,下板固定,當(dāng)上板在45位置
時,一個帶電油滴剛好靜止在電容器的中點,現(xiàn)在斷開開關(guān),使上板在48位置與6'位置之間上下
往復(fù)移動,以下關(guān)于帶電油滴的運動描述正確的是
A.油滴在電容器兩極板間上下往復(fù)運動
B.油滴始終向下極板運動最后到達(dá)下極板
C.油滴始終處于靜止?fàn)顟B(tài)
D.上板向上移動時,油滴做加速運動;上板向下移動時,油滴做減速運動
19.(2018?云南省玉溪第一中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)如圖所示,平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電源連接,S
閉合一段時間后斷開,a處固定一帶電量很小的正點電荷,現(xiàn)將電容器6板向下移動一小段距離使板間
距離增大,則
A.板的電壓風(fēng)變小
B.a點電勢應(yīng)變大
C.點電荷a受的電場力凡變大
D.點電荷a的電勢能&變大
20.如圖所示,平行板電容器與電動勢為£的直流電源連接,上極板/接地。一帶負(fù)電油滴固定于電容器
中的尸點。現(xiàn)將平行板電容器的下極板6豎直向下移動一小段距離,則
12__I
A.一點的電勢將升高
B.電容器的極板帶電量將減少
C.帶電油滴所受電場力不變
D.帶電油滴的電勢能將增大
21.如圖所示,〃是一個具有單向?qū)щ娦缘睦硐攵O管,水平放置的平行板電容器48內(nèi)部原有帶電微粒產(chǎn)
處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列措施下,關(guān)于P的運動情況的說法中正確的是
A
A.保持S閉合,增大4、8板間距離,0仍靜止
B.保持S閉合,減小46板間距離,夕向上運動
C.斷開S后,增大4、8板間距離,戶向下運動
D.若B板接地,斷開S后,4板稍下移,。的電勢能不變
22”(2018?吉林省白城市第一中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)如圖所示,平行板電容器與電動勢為爐的直流
電源(內(nèi)阻不計)連接,下極板接地,靜電計所帶電荷量很少,可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電
容器中的0點?,F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離,則
B.靜電計指針張角不變
C.帶電油滴的電勢能將減少
D.若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開,再將下極板向下移動一小段距離,則帶電油滴所受電勢能變小
23.如圖所示,一帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部,閉合開關(guān)S,電容器充電后,細(xì)線與豎直方向夾角
為。,則下列說法正確的是
A.保持開關(guān)S閉合,使兩極板稍靠近一些,。將增大
B.保持開關(guān)S閉合,將滑動變阻器滑片向右移動,。將不變
C.斷開開關(guān)S,使兩極板稍靠近一些,。將減小
D.斷開開關(guān)S,若將細(xì)線燒斷,小球?qū)⒆銮€運動
24.(2018?江蘇卷)如圖所示,水平金屬板4、8分別與電源兩極相連,帶電油滴處于.靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將B
板右端向下移動一小段距離,兩金屬板表面仍均為等勢面,則該油滴
〃?油滴
A.仍然保持靜止
B.豎直向下運動
C.向左下方運動
D.向右下方運動
25.(2018?北京卷)研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示,下列說法正確的是
A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電
B.實驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小
C.實驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大
D.實驗中,只增加極板帶電量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大
26.(2018?新課標(biāo)全國IH卷)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平,兩微粒a、
人所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等?,F(xiàn)
同時釋放a、b,它們由靜止開始運動,在隨后的某時刻t,a、6經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一
水平面,a、6間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是
A.a的質(zhì)量比6的大
B.在t時刻,a的動能比。的大
C.在/時刻,a和b的電勢能相等
D.在/時刻,a和6的動量大小相等
27.(2016?新課標(biāo)全國1卷)一個平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì),接在恒壓直流電源上,若將
云母介質(zhì)移出,則電容器
A.極板上的電荷量變大,極板祠的電場強度變大
B.極板上的電荷量變小,極板間的電場強度變大
C.極板上的電荷量變大,極板間的電場強度不變
D.極板上的電荷量變小,極板間的電場強度不變
28.(2016?天津卷)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電
容器下極板都接地。在兩極板間有一個固定在尸點的點電荷,以£表示兩板間的電場強度,£表示點電
荷在夕點的電勢能,。表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至
圖中虛線位置,則
A.9增大,£增大
B.0增大,瓦不變
C.0減小,耳增大
D.0減小,£不變
29、(2014?海南卷)如圖,一個平行板電容器的兩極板與一個電壓恒定的電源相連,極板水平放置,極
板間距為d;在下極板上疊放一厚度為/的金屬板,其上部空間有一帶電粒子尸靜止在電容器中。當(dāng)把
金屬板從電容器中快速抽出后,粒子一開始運動。重力加速度為g。粒子運動的加速度為
Id-l
A--gB.——g
aa
8
30.(2015?安徽卷。己知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為「,其中S為平面上
2/
單位面積所帶的電荷量,%為常量。如圖所示的平行板電容器,極板正對面積為S,其間為真空,帶
電荷量為0。不計邊緣效應(yīng)時,極板可看作無窮大導(dǎo)體板,則極板間的電場強度大小和,兩極板間相互
的靜電引力大小分別為
+-
+-
+-
+-
工2
A.一Q^和三Q7
£0S
Q「Q2
c.~~和----
24S2/S
C=Q
1.D【解析】A、電容的定義式為U,運用比值法定義,。與電量。、電壓〃無關(guān),故AB錯誤;C、電容
是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,其大小與電壓無關(guān),電壓為零時,電容同樣存在,故C錯誤,D
正確。
【名師點睛】本題考查電容的意義,解決本題的關(guān)鍵知道電容器電容的決定式,知道電容與哪些因素有
關(guān),與哪些因素?zé)o關(guān)。
2.AB【解析】電容的決定式右空與體積的大小無直接關(guān)系,A錯誤;電容器所帶的電荷量是指單個
4nkd
極板上所帶電量的絕對值,B錯誤;電容器所帶的電荷量與電壓的比值等于電容,電容與電荷量、電壓
無關(guān),C正確;根據(jù)公式有e2=—―=0.1uF,D正確。故選AB。
UA(7
【名師點睛】電容器斷電時,電荷量不變;直連電源(固定)時,電壓不變;垂直極板方向移動時,若
電荷量不變則極板間電場的場強不變。
3.A【解析】由NGJ△歸30X10-6X1C=3X10-5C,A對;由小731/(30X10^)V=3.3X10'V
可知,電容器被擊穿,B錯;擊穿電壓為400V表示能承受的最大電壓為400V,最大電荷量
心上3X10-5X400C=l.2X10-2C,CD錯。
4.B【葬析】當(dāng)數(shù)浜物體向左移動時,導(dǎo)致W.W罵板赳句的總介質(zhì)日增多,則電容會蟆大,由于電量不變,
則電室者板板間的電壓城小,即8減少,故AC綣誤;當(dāng)祓出物體向右移動時,導(dǎo)致電容器板版間的電
介質(zhì)中藏少,則電容會減小,由于老量不變,劃電容器圾被其的電壓增大,即&煌加,故B正或,D結(jié)
誤;故逸B.
【名師點睛】考查電容的定義式與決定式的應(yīng)用,掌握比值定義法的含義,注意兩式的區(qū)別,同時理解
電量何時不變,電壓何時不變的條件。
5.A【解析】根據(jù)。=三二可知,將兩極板平行錯開,使正對面積S減小,電容。將減小,選項A正確;
4nkd
將兩板間的距離d增大,電容。將減小,選項B錯誤;在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度
小于極板間距離的陶瓷板,則,變大,則電容將變大,選項C錯誤;在下板的內(nèi)表面上放置一面積和
極板相等、厚度小于極板間距離的鋁板,則相當(dāng)于d減小,則電容將變大,選項D錯誤;故選A。
_£S
6.BC【解析】電容器的作用是儲存電荷,選項A錯誤,B正確;根據(jù)一再可知,兩板正對面積越大,
£S
C=----
電容越大,選項C正確;根據(jù)可知,兩板間距離越大,電容越小,選項D錯誤;故選BC。
..O5x1
7.B[解析]根據(jù)題意可得。=5x10'C,U=300kV=3xl0,V,根據(jù)C=又,可得C=士上F=1.7F,
U3x100
B正確。
8.C【眼析】將左板向右平移,版間距密戒小.由電容的決定式C='三,殍知電容增大,而電容科的電蚤
47rka
不變,由。=旦,可知.扳詞電壓成小,兒靜電甘福甘張角藏小.根據(jù)E=W聯(lián)立可程:E=的即場
強不變,電場力F=qE不變,省之小球不勁,故ABD綣送;由上可知場強不變,將左荻向右手移,小
球與負(fù)極版間的起勢差變小,故小琰所在任曼的電費或小,由更可苑小球告正電,根據(jù)電勢能公式局)=界,
可知電勢能城小,故C正碑.所以C正超,ABD維誤.
9.A【解析】斷開K后,己充電的電容器兩板仍有電荷,極板的電荷量不變,根據(jù)E=4,與C=g,推
導(dǎo)出電場強度的公式E=絲絲,由此可知,電場強度與極板間距無關(guān),因此粒子仍保持原來的靜止?fàn)?/p>
sS
態(tài),故A正確,B錯誤;保持K閉合,增大兩板間距M由。=-----,可知,電容減小,故C錯誤;保
4欣J
持K閉合,增大兩板間距4則兩板間電壓不變,由。=CV可知,帶電荷量減小,故D錯誤。
【名師點睛】本題整合了微粒的力平衡、電容器動態(tài)分析,由平衡條件判斷微粒的電性,由七=5,
與C=2,推導(dǎo)出電場強度的公式七=㈣分析板間場強如何變化,判斷微粒是否運動。
UsS
10.C【解析】A改變的是介質(zhì),B、D改變的是正對面積,C改變的是兩板間的距離,故C正確。
「sS
11.D【解析】4向上移時,板間距離增大,根據(jù)一麗,得知電容器的電容變小,而電容器板間電壓不
C=Q
變,由U,分析可知電容器的電量減小,通過7?放電,則流過電阻斤的電流方向從M到MAC錯誤;
c=fLC=Q
。向左移,£減小,根據(jù)4nkd,得知電容器的電容變小,由U,分析可知電容器的電量減小,通
過戶放電,則流過電阻戶的電流方向從M到"B錯誤,D正確。
12.B【解析】影響平行板電容器電容的因素有正對面積、極板間距與電介質(zhì)。如圖所示為一測定液面高低
的傳感器,利用了平行板電容器特性。高度的變化,就相當(dāng)于正對面積變化。如果液體的高度升高,
導(dǎo)致兩極板的正對面積增大,根據(jù)公式。=一生一可得電容器的電容變大,兩極板間的電壓恒定,根
4k兀d
據(jù)。=卷可知兩極板上所帶電荷量增大,應(yīng)為充電,靈敏電流表應(yīng)向左偏轉(zhuǎn),反之向右偏轉(zhuǎn),題中靈
敏電流表向右偏轉(zhuǎn),說明液面降低,B正確。
13.D【理析】由電容的定義式C=今得電容器時苦苴堂。=。匚,故A結(jié)俁.兩極蛟間勻強電函的電場強度
大小E=7,故B綣誤.M、P兩點用的電分卷為LM=E£sin仇看心in仇故C綣誤.將帶電蚤為p的電
有從V移到P,電酒力做功用50二5三5包.電荷的電勢能戒小處警,故D正瑙.故選D.
au
【名師點睛】本題中涉及電容、電場強度、電勢差、電場力做功等多個知識點。公式滬反中,d是兩
點間沿場強方向的距離,不是兩點間的距離。
14.AC【解析】由電容器的定義可知,該儀器中的芯柱和導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的兩個極板,故A正確;
設(shè)芯柱的半徑為八芯柱外套的絕緣層厚度為d,則該裝置的電容值為年加夕4人力力仁?23tr"4n/d
xh,。增大,液面升高,C正確。
15.A【解析】AB:保持開關(guān)S閉合,電容器兩板間電壓U等于電源電動勢不變,減小板間的距離4則
U
E=—
板間電場強度d增大,小球所受電場力變大,小球靜止時懸線與豎直方向的夾角,變大,故A項正
C=----U=—E=—E=----
確,B項錯誤。C:斷開開關(guān),電容器所帶電荷量不變,據(jù)軌kd、C、d可得:£S.B
板豎直向上移動,兩板正對面積S減小,板間電場強度增大,小球所受電場力變大,小球靜止時懸線與
ESQU
C=----U=—E=—
豎直方向的夾角。變大,故C項錯誤。D:斷開開關(guān),電容器所帶電荷量不變,據(jù)4Md、C、d
4nkQ
E=----
可得:£S.增大46板間的距離,板間電場強度不變,小球所受電場力不變,小球靜止時懸線與
豎直方向的夾角。不變,故D項錯誤。
【名師點睛】①平行板電容器充電后,若保持其始終與直流電源相連,則板間電壓〃不變。當(dāng)電容器電
sSU
C=----E=—
容的影響因素發(fā)生變化后,據(jù)如皿、Q=CU、d來判斷各量如何變化。②平行板電容器充電后
與電源斷開,由于電荷不能移動,電容器的帶電量Q不變。當(dāng)電容器電容的影響因素發(fā)生變化后,據(jù)
sSQU
C=----U=—E=—
4nkd、C、d來判斷各量如何變化。
16.ACI解析】由白金上,將6板下移時,G將增小,G不變,D錯誤;假設(shè)兩極板所帶電荷量。均不變,
4nkd
貝6板間的電壓〃將增大,大于風(fēng)4板間的電壓,故/、8板將向材、“板充電,。減小,a增大,
Q,U04MQ
C正確;充電完后,U\=UF骨,均增大,B錯誤;兩極板間的電場的場強后:=茨=—薩,故/、B
C2dCdstS
板間電場的場強減小,以N板間電場的場強增大,則。向下動,一向上動,A正確。
17.£:【84析】人、將兩版線慢地綣開一些,兩板正花■云.積城小,板據(jù)電容的決定式C=二三程知.電容藏
47T4d
小,而電壓不變,則電容罵替電差戌小,故A錯誤;B、閃電量成小,電容器放電,故電流計G中有a
到b方向的短時電流,即沒有電流從正極流出,故BD綣俁;C、由于苑.間電壓而能高不變,則由U=Ed
可知,狼同場強不變,上埃所受電話力不變,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),故C正瑙。
「ES
【名師點睛】本題電容器動態(tài)變化問題,要抓住電壓不變,根據(jù)電容的決定式一而不和電容的定義式
C=Q
U結(jié)合進行分析。
18.C【解析】根據(jù)電容的決定式C=一更一、電容的定義式C=2和E=a,可得板間場強E=
4itkdUdsS
可知6與d無關(guān),由題意可知,電容器所帶電荷量0不變,極板正對面積S不變,£不變,得到板間
場強匯不變,則油滴所受的電場力不變,所以油滴始終處于靜止?fàn)顟B(tài),故ABD錯誤,C正確。
【名師點,晴】斷開開關(guān)后,電容器帶電荷量不變,根據(jù)。=一也、c=2、E=且結(jié)合可分析出板
4nkdUd
間場強不變,判斷出油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。
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