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- 2021-05-22 发布
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电容器与电容
【典型例题】
【例 1】平行板电容器所带的电荷量为 Q=4×10-8C,电容器两板间的电压为 U=2V,则该电容
器的电容为 ;如果将其放电,使其所带电荷量为原来的一半,则两板间的电压
为 ,两板间电场强度变为原来的 倍,此时平行板电容器的电容
为 。
【解析】由电容器电容的定义式得: FFU
QC 8
8
1022
104
电容的大小取决于电容器本身的构造,与电容器的带电量无关,故所带电荷量为原来
一半时,电容不变。而此时两极板间的电压为: VUC
Q
C
QU 12
12//
/
板间为匀强电场,由场强与电压关系可得: Ed
U
d
UE 2
12
1
/
/
【答案】2×10-8C 、1V、1/2 、2×10-8C
【例 2】如图电路中,A、B 为两块竖直放置的金属板,G 是一只静电计,开关 S 合上时,静电
计张开一个角度,下述情况中可使指针张角增大的是
A、合上 S,使 A、B 两板靠近一些
B、合上 S,使 A、B 正对面积错开一些
C、断开 S,使 A、B 间距增大一些
D、断开 S,使 A、B 正对面积错开一些
【解析】图中静电计的金属杆接 A 板,外壳与 B 板均接地,静电计显示的是 A、B 两板间的电
压,指针的张角越大,表示两板间的电压越高。当闭合 S 时,A、B 两板间的电压等于电源两
端电压不变。故静电计的张角保持不变。当断开 S 时,A、B 两板构成的电容器的带电量保持
不变,如果板间的间距增大,或正对面积减小,由平板电容器电容的决定式
kd
SC
4
可知,
电容都将减小,再由
C
QU 可知,板间电压都将增大,即静电计的张角应当变大。
【答案】C、D
【例 3】一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两
板间有一个正电荷固定在 P 点,如图所示,以 E 表示两板间的
场强,U 表示电容器两板间的电压,W 表示正电荷在 P 点的电
势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则:( )
A、U 变小,E 不变 B、E 变小,W 不变
C、U 变小,W 不变 D、U 不变,W 不变
【解析】题意:一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,说明电容器的带电量将保持
不 变 , 负 极 板 为 零 电 势 。 当 正 极 板 向 下 移 到 图 示 位 置 时 , 板 间 距 变 小 , 由
E=
S
kQ
dkd
S
Q
cd
Q
d
U
4
4
可知板间的场强 E 不变,然而板间的电势差 U=Ed,U 变小;
由于 P 与下板间的距离不变,所以 P 与下板间的电势不变,P 点的电势不变,故在 P 点的正电
荷的电势能不变,即 W 不变,【答案 AC】
【基础练习】
一、选择题:
1、关于电容器,下列中说法正确的是:( )
A、由
U
QC 可知,一只电容器带电量越大,它的电容就越大
B、对一固定的电容器,它的带电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
C、电容器的带电量 Q 为两极板所带电荷量的总和
D、两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器
2、如图所示,平行板电容器经开关 S 与电源连接,在 a 处有一个 带
电量非常小的点电荷,S 是闭合的, a 为 a 点的电势,F 表示点 电
荷受到的电场力。现将电容器的 B 板向下稍微移动,使两板间的 距
离增大则:( )
A、 a 变大,F 变大 B、 a 变大,F 变小
C、 a 不变,F 不变 D、 a 不变,F 变小
3、如图所示,若将平行板电容器的 A、B 两板稍微错开些,使正
对面积减小的过程中,电阻 R 中将:( )
A、会有瞬时向右的电流 B、会有瞬时向左的电流
C、不会有电流通过 R D、无法判断电流方向
4、如图所示,对一个给定的电容器充电时,下列的图像中能正确反映电容器的带电量 Q、电
压 U 和电容器电容 C 之间关系的是:( )
5、理想平行板电容器充电后与电源断开,能使两板间电势差增大的方法是:( )
A、在两板间插入玻璃板 B、使两板靠近些
C、保持两板的间距不变,使两板错开些 D、使两板分开些
6、在图所示的实验装置中,平行板电容器的极板 A
与一灵敏静电计相接,极板 B 接地,若极板 B 稍向
上移动一点,由静电计指针变化作出平行板电容器
电容变小的结论的依据是:( )
A、 两极板的电压不变,极板上的电荷量变小
B、 两极板的电压不变,极板上的电荷量变大
C、 极板上的电荷量几乎不变,两板间的电压变小
D、 极板上的电荷量几乎不变,两板间的电压变大
二、填空题:
7、一个极板为圆形的平行板电容器,圆板的半径为 3cm,两板相距为 2mm,中间充以介电常数
为 2 的电介质,这个电容器的电容 C= F。
8、电容器的电容为 20μF,原来带有 2.0×10-4C 的电量。如果再给它增加 1.0×10-4C 电量,
这时该电容器的电容为 μF,两板间的电压将增加 V。
9、如图所示,平行板电容器的极板接于电池两极,一带正电的小球悬
挂在电容器内部,闭合开关 S,电容器充电,此时悬线偏离竖直方向
的夹角为θ。若保持 S 闭合,将 A 板向 B 板靠近,则θ ,若断开
S,将 A 板向 B 板靠近,则θ 。
三、计算题:
10、水平放置的平行板电容器,两极板相距 5mm,电容为 2μF,当将其充电到两板电势差为
100V 时,一个质量为 1.0×10-11g 的带负电尘埃正好在板间静止,这时电容器的带电量为多少
库仑?电容器上极板带何种电荷?该尘埃带电量为多少?
11、如图所示,有三块大小相同的平行金属板 A、B、C,其中 A、B 间的间距为 B、C 间距的一
半,且 A 与 B 板构成的电容器的电容为 10-2μF,电池电压为 2V, 则 A、B 两板上的电荷量分别
是多少?
12、一平行板电容器每个极板都是半径为 1.5cm 的圆形金属板,两极板正对,两极板间的距离
为 2cm,且两极板间用陶瓷作电介质,则电容器的电容为多少皮法?若该电容器的击穿电压为
40V,则电容器刚好被击穿时,带电量为多少?板间的场强为多少?
【能力提升】
1、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种压力传感器。
当待测压力 F 作用在可动膜片电极上时,可使膜片发生形变,引起电
容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么:( )
A、 当 F 向上压膜片电极时,电容将减小
B、 当 F 向上压膜片电极时,电容将增大
C、 若电流计有示数,则压力 F 发生了变化
D、 若电流计有示数,则压力 F 不发生变化
2、如图所示,将平板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态若将两板慢
慢的错开一些,其它条件不变,则 ( )
A、电容器带电量不变
B、尘埃仍静止
C、电流间中有 a →b 的电流
D、电流计中有 b→a 的电流
3、如图所示,平行板电容器电容为 C,带电量 Q,极板长为 L,板间距为 d,极板与水平面夹
角为α,现有一质量为 m 的带电油滴与两板的中央 P 点从静止开
始沿与极板平行的直线运动到 Q 点(P、Q 两点为电容器的边缘,忽略边缘效应)
⑴液滴的电荷量
⑵液滴达到 Q 点的速度和所用的时间
4、充电后平行板电容器水平放置,如图所示,两板间距离 5 ㎝,在距
下板 2 ㎝处有一质量 2mg 的不带电的小球由静止开始下落,小球与下
板碰撞时获得 2×10-8C 的负电荷,并能反跳到离下板 4 ㎝高处,设小球
与下板碰撞无机械能损失,已知上板带电量为+1×10-6C,试求板间场
强 E 的大小和电容器的电容 C.
答案
【基础练习】
一、选择题:
1、BD 2、B 3、B 4、BC 5、CD 6、D
二、填空题:
7、2.5×10-11 8、20 5 9、变大 不变
三、计算题:
10、2×10-4C, 负电 5×10-15C 11、-2×10-8C 3×10-8C 12、18.75PF 7.5×10-10C
2×104V/m
【能力提升】
1、BC 2、BC 3、⑴
Q
mgd cos ⑵ sin2gL ,
sin
2
g
L
4、【简解】对小球运动的全过程运用动能定理,如图所示,-mgh1+Eqh2=0
得 E= mVqh
mgh /500
2
1 由 U=Eq C=
U
Q 得 C= 2
6
105500
101
Ed
Q =4×10-8F