平行板电容器 两类问题 微解题
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平行板电容器动态分析问题【知识归纳】题型1:电容器的两类动态变化过程分析一、主要的理论论据(1)平行板电容器的电容C与板距d、正对面积S、介质介电常数ε间的关系C=εS/4k?d,(2)平行板电容器内部是匀强电场,所以场强E=U/d,(3)电容器所带电荷量Q=CU,(4)由以上三式得E=4k?Q/εS,该式常用于Q保持不变的情况中。
二、电容器的动态分析的两种情况(1),当电容器的d(2)当电容器的d、【例1【例2间距d【例种情况E各(1)量的变化。
(2)讨论平行板电容器问题,用到的公式有:①;②;③;④。
【针对训练1】如图所示,要使静电计的指针偏角变小,可采用的方法是()A.使两极板靠近B.减小正对面积C.插入电介质D.用手碰一下负极板【针对训练2】如图所示,平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘线悬挂一带电小球,静止时绝缘线与固定的A板成θ角,移动B板,下列说法正确的是:() A.S闭合,B板向上平移一小段距离,θ角变大B .S 闭合,B 板向左平移一小段距离,θ角变大C .S 断开,B 板向上平移一小段距离,θ角变大D .S 断开,B 板向左平移一小段距离,θ角不变【针对训练3】如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点。
以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,Ep 表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示位置,则()A.U 变小,E 不变B.E 变大,EpC.U 变大,Ep 不变D.U 不变,Ep题型2:带电粒子在平行板电容器内的运动及平衡的分析【例1】如图所示,两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接,电键K 闭合,电容器两板间有一A B C D 【例2A.1电荷.2A 板相距1cm 的3 A.B.C.D.4A .电容器带电量不变B .尘埃仍静止C .检流计中有a →b 的电流D .检流计中有b →a 的电流5、如图所示,用电池对电容器充电,电路a 、b 之间接有一灵敏电流表,两极板之间有一个电荷q 处于静止状态.现将两极板的间距变大,则()A.电荷将向上加速运动B.电荷将向下加速运动C.电流表中将有从a 到b 的电流D.电流表中将有从b 到a 的电流6、如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间恰好有一质量为m,带电量为q的油滴处于静止状态,以下说法正确的是:()A.若将S断开,则油滴将做自由落体运动,G表中无电流B.若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有b→a的电流C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有b→a的电流D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中有b→a的电流。
平行板电容器的动态分析与带电体在电容器中的运动问题一:电容器的动态变化问题 1 两个公式的比较U Q C =kd S C r πε4=公式的特点 定义式,适用于一切电容器 决定式,适合平行板电容器 意义反映容纳电荷的本领反映了影响电容大小的因素2 两类典型的动态变化分析在解题中运用到的公式:C =Q U ; C =εrS 4πkd ;E =Ud3. 解决电容器问题的两个常用技巧(1)在电荷量保持不变的情况下,由E =U d =Q Cd =4πkQεr S知,电场强度与板间距离无关。
(2)针对两极板带电荷量保持不变的情况,还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线,如图甲所示;当两极板间距离变化时,如图乙中电场线疏密不变,场强不变;当两极板正对面积变化时,如图丙中电场线变密,场强增大。
【典例1】如图,平行板电容器经开关K 与电池连接,a 处有一带电量非常小的点电荷.K 是闭合的,表示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. 变大,f 不变B. 变大,f 变小C.不变,f 不变 D.不变,f 变小【答案】B【解析】由于开关K闭合,且电容器两极板始终与电源的两极相连,故电容器两极板之间的电压U AB 保持不变。
随B极板下移两极板之间的距离增大,根据E=U/d可知两极板之间的电场强度E减小,由于U Aa=Eh Aa,由于电场强度E减小,故U Aa减小,由于U AB=U Aa+U aB,所以U aB增大,由题图可知电源的负极接地,故B极板接地,所以B板的电势为0即U B=0,又U aB=U a-U B,所以U a=U aB增大。
而点电荷在a点所受的电场力f=qE,由于E减小,所以电场力f减小。
故B正确。
故选B。
点睛:本题难度较大,涉及知识面大,需要认真分析.方法是:先找不变量(U AB),再找容易确定的物理量(E和U Aa),最后求出难以确定的量(确定U aB不能用U aB=Eh aB,因为E和h aB一个变大另一个变小).【典例2】如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。
例析平行板电容器的两类问题例析平行板电容器的两类问题重庆市(408300) 张雄平行板电容器的分析是高考物理的重要内容。
主要有两大类:一类是由于平行板电容器自身因素(如正对面积、两板间距离、两板间的介质等)变化而引起的电容、电势差U 、电量Q 和场强E 等物理量的变化;另一类是由于平行板电容器外部因素(如电路中滑片的滑动、电键的通断、电路的故障等)变化而引起电量Q 、电压U 和场强E 等物理量的变化。
一、自身因素引起的变化——平行板电容器的动态分析1、动态分析时的两种情况㈠两板与直流电源始终相接,抓住两板间电压U 保持不变。
在此基础上进行的分析判断。
㈡电容器充电后再与电源断开,抓住电容器带电量Q 不变(忽略电容器对外放电)。
在此基础上进行的分析判断。
2、动态分析时的思路1、确定不变量:到底是电压不变还是电量不变2、用决定式C =3、用定义式C =εS εS ∝分析平行板电容器的电容变化情况。
4πkd d Q ∆Q =及变形式Q =CU 分析电容器带电量或两板间电压变化情况。
U ∆UU 4πkQ Q ∝4、由于平行板电容器两板间为匀强电场,用匀强电场的E =或E =分析电d εS εS容器极板间场强变化情况。
例1:平行板电容器接入电路中,接通电源稳定后,两板间的微粒恰能静止。
图1所示。
则A 、保持S 接通,只减小两板间的距离时,该微粒向上运动。
B 、保持S 接通,只插入一块电介质时,极板上电荷量增大。
C 、断开S ,只将A 板向右平移小段距离时,该微粒向上运动。
D 、断开S ,只将A 板向上平移小段距离时,该微粒向上运动。
答案:ABC解析:微粒平衡时,其电场力等于重力。
保持S 接通时两板间电压不变,只减小两板间的距离,由E =微粒受向上的电场力增大,微粒向上运动。
保持S 接通时两板间电压不变,只插入一块电介质,则电容增大,由Q =CU 得:两极板上的电荷量增大。
U 得:两板间场强变大,d 图1断开S 时电容器带电量不变,只将A 板右移小段距离,两板正对面积减小,电容减小,由Q =CU 的变形式U =Q U 可知:两板间电压变大,结合E =得:两板间场强变大,粒子受C d4πkQ Q ∝εS εS 电场力变大,粒子向上运动。
1 平行板电容器动态问题的最佳处理思路湖北省恩施高中 陈恩谱对于平行板电容器动态问题,一般依据的是电容的定义式C = Q、决定式C =Uεr S 4πkd和匀强电场的基本关系式 E =U,不过这一思路不是直线型思路,使教师讲解和学生分析都显得比较绕,对新授课和快速d答题,这一思路都是较为困难的。
笔者通过教学实践和理论分析,得出了一种实际思路是直线型、理论上 讲更符合逻辑的处理方式,在此与大家分享,也请各位不吝赐教。
铺垫一:平行板电容决定式的导出过程及高中阶段教学的设计高中物理教材简单的交代了该表达式的来源——“理论分析表明”,然而并没有对这理论分析的思路提示零星半点。
电容决定式导出的理论思路是:1、真空中点电荷的场强决定式: E = k qr 2,其中k = ,ε0 为真空介电常量。
4πε02、基于电场强度的矢量叠加原理(高斯定理),导出真空中无限大带电平板的场强决定式:E = σe,2ε0其中σe 为电荷面密度,有σ =Q;用静电力常量 k 表示,即为: E =2πkQ 。
eSSQ 3、平行板电容器是两块相互靠近的金属板形成,每块板电荷量和大小相同,即电荷面密度σe = S相 4πkQ 同,板间电场为两板电场的叠加,有: E 0 = 2E =。
S4、电介质的极化形成的极化电荷电场 E ' = χe E 合,其中χe 为电介质的极化率,仅与介质有关;则两 板间合电场场强为: E =E - E ' = E 0 = 4πkQ 。
合0 1+χ (1+χ)S e e5、由电容的定义式C =Q 和匀强电场关系式 E = U,有: C =Q=Q=(1+χe )S ,U定义εr = 1+χe 为介质的相对介电常数,则C =dεr S。
4πkdE 合d 4πkQ d(1+χe )S4πkd 为了把一些定性的结论告诉学生,高中阶段的教学可简单设计如下:1、设问面电荷电场强度与电荷面密度的关系,引导分析得出定性结论:电荷面密度越大,电场强度越大;顺便介绍尖端放电原理——尖端电荷面密度极大,附近场强极大……2、介绍理论分析结果 E = 2πkQ,然后由电场的叠加原理得 E= 2E =4πkQ,进而由电容的定义式C =Q得到C =Uεr S。
电容器和电容典型例题【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。
【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【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【例4】置于真空中的两块带电的金属板,相距1cm,面积均为10cm2,带电量分别为Q1=2×10-8C,Q2=-2×10-8C,若在两板之间的中点放一个电量q=5×10-9C的点电荷,求金属板对点电荷的作用力是多大?【例5】A,B两块平行带电金属板,A板带负电,B板带正电,并与大地相连接,P为两板间一点。
若将一块玻璃板插入A,B两板间,则P点电势将怎样变化。
【例6】一个平行板电容器,使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时,两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V,这个电容器的电容量多大?如要使两极电势差从10V降为U2'=6V,则每板需减少多少电量.【例7】一平行板电容器的电容量为C,充电后与电源断开,此时板上带电量为Q,两板间电势差为U,板间场强为E.现保持间距不变使两板错开一半(图1),则下列各量的变化是:电容量C′=______,带电量Q′=______,电势差U′=______,板间场强E′______.【例8】如图1所示,把一个平行板电容器接在电压U=10V的电源上.现进行下列四步动作:金属板;(3)打开S;(4)抽出金属板.则此时电容器两板间电势差为 [ ]A.0V B.10V C.5V D.20V【例9】三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置,间距分别为h和d,如图所示.A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,与A板接触良好,其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键S与电动势为U0的电池的正极相连,B板与电池的负极相连并接地.容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为m,带电量为q的液滴后自由下落,穿过B板的开孔O'落在D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中.(1)第1个液滴到达D板时的速度为多少?(2)D板最终可达到多高的电势?(3)设液滴的电量是A板所带电量的a倍(a=0.02),A板与 B板构成的电容器的电容为C0=5×10-12F,U0=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算D板最终的电势值.(g=10m/s2)(4)如果电键S不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件与(3)相同.在这种情况下,D板最终可达到电势值为多少?说明理由.【例1】【解析】由电容器电容的定义式得:()F F U Q C 881022104--⨯=⨯==,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。
教师资格学科笔试物理备考专题:电容器两类问题
电容器两类问题
一、电容改变的几种情况
1.改变正对面积
2.改变板间距离
3.改变电介质:插入电介质时,增大;拔出电介质时,减小。
4.插入金属板相当于减小板间距离。
二、电容器两类问题
三、典例分析
例1.一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。
已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大。
现保持电容器的电量不变,且电容器B板位置不动。
下列说法中正确的是( )。
A.将A板向左平移,则静电计指针张角增大
B.将A板向右平移,则静电计指针张角增大
C.将A板竖直向下平移,则静电计指针张角减小
D.将A板竖直向上平移,则静电计指针张角增大
E.在两极板间插入电介质,则静电计指针张角减小
以上为电容器两类问题结束,希望对大家有所帮助。
平行板电容器做功场强微解题
(多选)如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,b板接地(规定大地电势为零),在距离两板一样远的P点有一个带电液滴处于静止状态.若将b板向下平移一小段距离,则稳定后,下列说法正确的是( )
A.液滴将加速向下运动
B.P点电势升高,液滴在P点时的电势能减小
C.P点的电场强度变大
D.在b板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功不变
【答案】ABD
解析:(1)写出三个公式Ed
U
kd
S
C
U
Q
C=
=
=,
4
,
π
ε
(2)看清哪个量不变:电容器与电池连接,电容器两端电压U不变。
AC.液滴处于静止,受力平衡,重力向下,电场力向上,场强方向向下,所以液滴带负电。
F=qE,由可知,U不变,d增大,E减小,F减小,合力向下,故液滴将加速向下运动,A对C错。
B.U不变,E减小,P点与a板距离d pa不变,U pa=Ed pa变小,U pb增大,P点电势φp升高,液滴带负电,由E p=qφp可知,电势能减小,故B对。
D.由W=qU可知,电势差不变,电场力做功相同,故D对。
Ed
U=。
高考中有关平行板电容器的典型问题赏析问题1:电容器的两类基本问题讨论平行板电容器的两类基本问题是:(1)若两极板保持与电源相连,则两极板间电压U不变时,去讨论其它物理量的变化情况;(2)若电容器充电后断开电源,则电容器两极板所带的电荷量Q不变时,去讨论其它物理量的变化情况。
解决此类问题的关键要抓住三个基本关系式:,,。
例1.(2008年重庆理综)如图1所示是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化。
若Q随时间t的变化关系为(a、b为大于零的常数),其图象如图2所示,那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是()A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④解析:平行板电容器上电压U不变。
上板固定下板上下移动,由得,由,得。
所以E—t图线与Q—t图线形状相似。
电容器两板距离,则经时间内,速度,即v与t无关。
因此C项正确,A、B、D项错误。
例2.(2008年宁夏理综)如图5所示,C为中间插有电介质的电容器,a 和b为其两极板,a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。
开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α。
在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是()A.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质解析:电容器C带电量不变,a、Q两板均接地,电势为零,b、P两板电势相等。
当ab间距离缩小时,电容器C的电容变大,电压U变小。
即b、P两板电势减小,P、Q间电压减小,电场强度E减小,悬线偏角减小,所以A错误,B正确。
取出a、b两极板间电介质时,电容器C的电容变小,电压U变大,悬线偏角增大,所以C正确。
当换一块介电常数更大的电介质时,电容器C的电容变大,电压U变小,悬线偏角减小,所以D错误。
高中物理每日一点十题之平行板电容器的两类动态变化一知识点1、若电容器两极板间电压不变,极板间距离减小,电容器的C 、Q 、E 如何变化?两极板的正对面积S 减小时,电容器的C 、Q 、E 如何变化?答案 根据C =εrS 4πkd ,距离d 减小,电容C 变大,电压U 不变,根据C =Q U得所带电荷量Q 变大;根据电场强度E =U d可得E 变大. 根据C =εrS 4πkd ,S 减小时,电容C 变小,电压U 不变,根据C =Q U得所带电荷量Q 变小;根据电场强度E =U d可得E 不变. 2、若电容器所带电荷量不变,极板间距离d 减小,电容器的C 、U 、E 如何变化?两极板的正对面积S 减小时,电容器的C 、U 、E 如何变化?答案 根据C =εrS 4πkd,距离d 减小,电容C 变大,电容器所带电荷量不变,根据C =Q U得电压U 减小. 电场强度E =U d =Q Cd =Q εrS 4πkdd =4πkQ εrS ,所以E 不变. 根据C =εrS 4πkd ,S 减小时,电容C 变小,电容器所带电荷量不变,根据C =Q U得电压U 增大.电场强度E =U d,所以E 增大.十道练习题(含答案)一、单选题(共2小题)1. 如图所示,一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点,处于静止状态.现将极板A 向下平移一小段距离,但仍在P点上方,其他条件不变.下列说法中正确的是( )A. 液滴将向下运动B. 液滴将向上运动C. 电容器电容减小D. 极板带电荷量将减小2. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。
若将云母介质移出,则电容器( )A. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变二、多选题(共8小题)3. 传感器是一种采集信息的重要器件,右图是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )A. 若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B. 若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C. 若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流D. 若电流表有示数,则说明压力F发生变化4. 将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q 表示.下列说法正确的是( )A. 保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半B. 保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C. 保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半D. 保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半5. 如图所示,平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘线悬挂一带电小球,静止时,绝缘线与固定的A板成θ角,平移B板,下列说法正确的是( )A. S闭合,B板向上平移一小段距离,θ角变大B. S闭合,B板向左平移一小段距离,θ角变大C. S断开,B板向上平移一小段距离,θ角变大D. S断开,B板向左平移一小段距离,θ角不变6. 如图所示为一平行板电容器,两板之间的距离d和两板正对面积S都可以调节,电容器两板与电池相连接.Q表示电容器所带的电荷量,E表示两板间的电场强度.则( )A. 当d增大,S不变时,Q减小,E减小B. 当S增大,d不变时,Q增大,E增大C. 当d减小,S增大时,Q增大,E增大D. 当S减小,d增大时,Q不变,E增大7. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连,在与两板等距离的M点有一个带电液滴恰处于静止状态.若将b板向上平移一小段距离,但仍在M点下方,下列说法中正确的是( )A. 液滴仍将处于静止状态B. M点电势升高C. 带电液滴在M点的电势能增大D. 在b板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同8. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连,开始时开关S闭合,发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态,然后断开开关,并将b板向下平移一小段距离,稳定后,下列说法中正确的是( )A. 液滴将加速向下运动B. 液滴将保持不动C. P点电势升高,液滴在P点时电势能减小D. P点电势升高,液滴在P点时电势能增大9. 两块大小、形状完全相同的金属平板平行正对放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,接通开关S,电源即给电容器充电.则( )A. 保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小B. 保持S接通,在两极板间插入一块电介质,则极板上的电荷量增大C. 断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小D. 断开S,在两极板间插入一块电介质,则两极板间的电势差增大10. 如图所示电路中,A、B为两块竖直放置的金属板,G是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是( )A. 使A、B两板靠近一些B. 使A、B两板正对面积错开一些C. 断开S后,使B板向右平移拉开一些D. 断开S后,使A、B正对面积错开一些【解析】将极板A向下平移一小段距离,电容器极板间的电压保持不变,根据E=分析得知,板间场强增大,油滴所受电场力增大,油滴将向上运动,故A错误,B正确.将极板A向下平移一小段距离时,根据C=得知电容C增大,而电容器的电压U不变,由Q=CU知,极板带电荷量将增大,故C、D错误2. 【答案】D【解析】平行板电容器电容的表达式为C=,将极板间的云母介质移出后,导致电容器的电容C变小。
对平行板电容器的有关物理量Q、E、U、C进行讨论时,关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量,哪些是因变量。
这类问题可分为两种情况来分析:一、电容器充电后断开电源,电容器所带电量Q保持不变当极板距离d,正对面积S变化时,有:对于电场强度变化,我们还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线,若电量不变,则电场线数目不变,当两板间距离变化时,场强不变;当两板正对面积变化时,引起电场线的疏密程度发生了变化,如图1所示,电容器的电量不变,正对面积减小时,场强增大。
图1这样,越大,电场线就越密,E就越大,反之就越小;不变时,不管极板间距离如何变化,电场线的疏密程度不变,则E不变。
则此式可知,在电量保持不变的情况下,电场强度与板间的距离无关。
例1、一平行板电容器充电后与电源断开,负极接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图2所示,E表示两板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到虚线所示的位置,则()图2A.U变小,E不变B.E变大,W变大C.U变小,W不变D.U不变,W不变解析:电容器充电后与电源断开,说明电容器带电量不变。
正极板向负极板移近,由可知电容增大,由可知,U变小,而,由此可看出,场强E不变。
因E不变,P点与负极板间的距离不变,可知P点的电势U P 不变,那么正电荷的电势能就不变,综上所述,A、C选项正确。
例2、平行板电容器两极板与静电计的连接如图3所示,对电容器充电,使静电计张开某一角度,撤去电源后以下说法正确的是()图3A.增大两板间距离,静电计指针张角变大B.减小两板间距离,静电计指针张角变大C.将两板错开一些,静电计指针张角变大D.将某电介质插入极板间,静电计指针张开角度变大解析:静电计指针的张角反映的是两板之间的电势差的大小。
由题意可知,撤去电源后电容器所带电量不变。
由电容器的电容决定因素知:若增大板间距离,则C变小,由知U变大,故A 正确,B错误。
电容器专题(例题及练习)一、例题部分例题1、如图所示,平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ.(AD)A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变例题2、如图所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度( A )A、一定减小B、一定增大C、一定不变D、可能不变例题3、如图所示电路中,电源电动势ε=10V,内阻r=1Ω,电容器电容C1=C2=30μF,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,开关K先闭合,待电路中电流稳定后再断开K,问断开开关K后,流过电阻R1的电量是多少?A、C两点的电势如何变化?分析与解:我们从电路上看到,开关由闭合到断开,电容器上的电压发生变化,使电容器所带电量发生变化,这个变化要通过电容的充放电来实现,如果这个充放电电流要经过R1,那么我们就可以通过电容器带电量的变化来确定通过R1的电量。
当K断开,稳定后,电路中没有电流,C1上板与A点等势,C点与B点等势,C1、C2两端电压均为电源电动势,所以Q 1'=C 1ε=30×10-6×10=3.0×10-4库Q 2=C 2ε=30×10-6×10 =3.0×10-4库且两电容带电均为上正下负所以K 断开后C 1继续充电,充电量△Q 1=Q 1'-Q 1=3.0×10-4-1.8×10-4-=1.2×10-4库 这些电荷连同C2所充电量都要通过R 1,故通过R 1的电量Q=△Q 1+Q 2=1.2×10-4+3.0×10-4=4.2×10-4库A 点电势U A =10V, C 点电势U C =0V ,所以A 点电势升高,C 点电势降低.例题4、电源内阻r=2Ω,R 1=8Ω,R 2=10Ω,K 1闭合,K 2断开时,在相距d=70cm ,水平放置的固定金属板AB 间有一质量m=1.0g ,带电量为q=7×10—5C 的带负电的微粒,恰好静止在AB 两板中央的位置上,求(1)电源的电动势(2)将K 1断开0.1s 后,又将K 2闭合,微粒再经过多长时间与极板相碰。
平行板电容器两类问题微解题
如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带电油滴的电势能将减少
D.若电容器的电容减小,则极板所带电荷量将增大
【答案】B
解析:(1)写出三个公式Ed
U
kd
S
C
U
Q
C=
=
=,
4
,
π
ε
(2)看清哪个量不变:电容器与内阻不计的电源连接,电容器两端电压U不变。
A.由可知,d增大,E变小,F=qE,电场力变小,带电油滴所爱合力方向向下,带电油滴将向下运动,A错误。
B.下极板接地,电势为0;P到下极板距离y不变,而电场强度E减小,由U=Ey知P 与下极板的电势差变小,故P点的电势降低,B正确。
C.由于电场力向上,而电场方向向下,可知油滴带负电,又P点的电势降低,E P=qφ,所以油滴的电势能增大,C错误。
D.因为U不变,电容C减小时,所带电荷量Q减小,D错误。
Ed
U=。