高考中的电容器(高二、高三),本文主要内容关键词为:电容器论文,高二论文,高三论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、电容的决定因素
例1 对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( )
(A)将两极板的间距加大,电容将增大。
(B)将两极板错开,使正对面积减小,电容将减小。
(C)在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大。
(D)在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大。
(00年全国)
分析 由平行板电容器的电容决定式C=(Sε/4πkd)可知,(A)错,(B)正确
在下板的内表面上放置一陶瓷板,即放入一电介质,所以电容C增大,(C)正确。
在下板的内表面上放置一铝板,相当于减小了极板间距d,故电容C将增大,(D)正确。
选(B)、(C)、(D)。
二、电容器的充放电
例2 图1所示是一个由电池、电阻与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中,( )
(A)电阻R中没有电流。
(B)电容器的电容变小。
(C)电阻中有从a流向b的电流。
(D)电阻中有从b流向a的电流。
图1
(00年全国春季)
分析 电容器极板间距离增大,则电容C减小。由c=(Q/U)知,在U不变时电荷量Q将减小,说明电容器放电,形成电流,电阻R中有从a流向b的电流。选(B)、(C)。
三、静电计
例3 在图2所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相连,极板B接地。若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化做出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )
(A)两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小。
(B)两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大。
(C)极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变小。
(D)极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变大。
图2
(96年全国)
分析 平行板电容器与电源已断开,电容器带的电量几乎不变。将B板上移时,两板正对面积减小,电容减小,由C=(Q/U)知U增大,(D)正确。
四、电容器与电路
例4 在图3所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;电阻R[,1]=10Ω,R[,2]=10Ω,R[,3]=30Ω,R[,4]=35Ω;电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电。求接通电键K后流过R[,4]的总电荷量。(03年江苏)
图3
分析 由电阻的串、并联公式得,闭合电路的总电阻为
由欧姆定律得,通过电源的电流I=(E/R),外电压U=E-Ir,
电阻及R[,3]两端的电压
通过R[,4]的总电量就是电容器的充电电量
Q=CU′
综上,解得Q=2.0×10[-4]C。
五、电容器电场对电荷的控制
例5 如图4电路中,开关S[,1]、S[,2]、5[,3]、5[,4]均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P,断开哪一个开关后P会向下运动?( )
(A)S[,1] (B)S[,2] (C)S[,3] (D)S[,4]
图4
(95年全国)
分析 油滴P悬浮时,重力与电场力平衡。开关均闭合时,电容器两极板间的电压为电阻R[,3]两端的电压。
若S[,1]断开,电容器两板间电压不变,油滴不动。
若S[,2]断开,板间电压等于电动势,油滴可能不动(电源内阻r=0时),也可能向上运动(电源内阻r≠0时)。
若S[,3]断开,则电路与电源断开,电容器放电,板间电压变小,油滴向下运动。
若S[,4]断开,电容器电压不变,油滴不动。
选(C)。
例6 一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v[,0]进入匀强电场,如图5所示,如果两极板间电压为U,两极板的距离为d,板长为L,设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为____(粒子的重力忽略不计)。(01年上海)
图5
分析 粒子受到的电场力
练习
1.连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时( )
(A)电容器的电容C变大。
(B)电容器极板的电荷量Q变大。
(C)电容器两极板间电势差U变大。
(D)电容器两极板间的电场强度变大。
2.如图6所示,两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接,开关K闭合,电容器两板间有一质量为m,带电量为g的微粒静止不动。下列各叙述正确的是( )
(A)微粒带的是正电。
(B)电源电动势的大小等于(mgd/q)。
(C)断开开关K,微粒将向下做加速运动。
(D)保持开关闭合,使电容器两极板距离增大,微粒将向下做加速运动。
图6
3.如图7所示是一平行板电容器,其电容为C,带电量为Q,上极板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线与极板间的夹角为30°,则电场力对试探电荷q所做的功等于( )
(A)(qCs/Qd) (B)(qCs/Cd) (C)(qQs/2Cd) (D)(qCs/2Qd)。
图7
答:1.(A)、(B)、(D)2.(B)、(D)3.(C)