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度高二物理(人教版选修31)第一章静电场第8节电容器的电容典型例题深度分析(含解析)-文档资料

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2019-2019 学年度高二物理(人教版选修 3-1)第一章静电场 第 8 节电容器的电容典型例题深度分析 【典型例题】 【例 1】*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*行板电容器的电 容为 。 【解析】由电容器电容的定义式得: C ? Q ? 4 ?10 ?8 ?F ? ? 2 ?10 ?8 F U 2 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:U / ? Q / ? Q / 2 ? 1 U ? 1V C C2 1 板间为匀强电场,由场强与电压关系可得: E / ? U/ ? U 2 ? 1E d d2 【答案】2×10-8F、1V、1/2 、2×10-8F 【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*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*板电 容器电容的决定式 C ? ?S 可知,电容都将减小,再由U ? Q 可知,板间电压都将增大, 4?kd C 即静电计的张角应当变大。 【答案】C、D 【例 3】一*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*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 第1页 间距变小,由 E= U ? Q ? d cd Q ?S ?d ? 4?kQ 可知板间的场强 ?S E 不变,然而板间的电势差 4?kd 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*】 选择题: 一、 1、关于电容器,下列中说法正确的是:( ) A、由 C ? Q 可知,一只电容器带电量越大,它的电容就越大 U 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*又彼此绝缘的导体就构成一个电容器 2、如图所示,*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*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*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*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,*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*行板电容器 电容变小的结论的依据是:( ) 两极板的电压不变,极板上的电荷量变小 A、 两极板的电压不变,极板上的电荷量变大 B、 极板上的电荷量几乎不变,两板间的电压变小 C、 极板上的电荷量几乎不变,两板间的电压变大 D、 二、填空题: 7、一个极板为圆形的*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 20μ F,原来带有 2.0×10-4C 的电量。如果再给它增加 1.0×10-4C 电量, 第2页 这时该电容器的电容为 μ F,两板间的电压将增加 V。 9、如图所示,*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*,则θ ,若断开 S,将 A 板向 B 板靠*,则θ 。 三、计算题: 10、水*放置的*行板电容器,两极板相距 5mm,电容为 2μ F,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*行金属板



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