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第讲电容器的电容08【考点梳理】考点一电容器和电容电容器的组成两个彼此绝缘的导体,当靠的很近且之间存有电介质时,就组成一电容器.
1.电容器充放电过程
2.过程内容充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程将电容器的两极板与电源两极相方法用导线将电容器的两极板接通连场强变化极板间的场强增加极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能⑴定义电容器所带的电荷量与电容器两极板间的电势差的比值,公式为Q UC=Q.物理意义表示电容器容纳电荷本事的物理量.2⑶单位1F=106技巧考点归纳一.公式与=至的比拟c=q U4nkd公式c=Q c=sU471kd内容公式特点定义式打算式对某电容器但不变,反映平行板电容器,C8,C-s,C-1,反映了影响dQ8U,Q=cU电容大小的因素意义容纳电荷的本事电容器容纳电荷的本事由,来量度,由本身的结构如平行板电容器的、、等因素来打算5d联系
二、平行板电容器的两类典型问题电容器两极板始终与电源两极相连
1.此时电容器两板间电势差保持不变,假设用〃个〃表示相关物理量增大,〃〃表示减小,那么u4⑴电容器极板间距离变化.电容器的正对面积变化.2电容器充电后与电源断开此时电容器所带电量保持不变.
2.Q⑴电容器极板间距离变化电容器的正对面积变化.2三平行板电容器与静电计结合问题的解决方法静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接,两块金属板带上等量的异种电荷,电容器电荷量不变.
1.Q可得,电容变大,由由于两板电荷量保持不变,由电容的定义式C可得,两极板间的电势差变小,由公式可得,两极板间的场强£不变,所以仅将板移动到处后,板的电势为A C A秋广东广州•高二广州市协和中学校联考期末如下图电路,/、为竖直放置的平行板电容器的两极板
18.20223一质量为且带正电的小球,用绝缘细线悬于两极板间的点闭合开关后,小球静止时细线与竖直方
2.0xl0-3kg OS向的夹角=37两极板间距d=
0.2m,电源电动势£=15V,内阻r=2Q,电阻禺=8Q,R=20Q,g=10m/s2,sin37°=
0.6,cos37°2求=
0.8,〕电阻与两端的电压;1⑵小球所带的电荷量【答案】⑴10V;23X10-4C【详解】依据闭合电路欧姆定律可知11电阻与两端的电压得两板间的电场强度的大小为2解得【双基达标】
一、单项选择题
19.2023春•四川成都・高二校考阶段练习附中高2021级8班学子玩玩出了新高度,一位阳姓同学很奇怪?计步功能,查相关资讯后欲对计步进行改良并把它直接安装在鞋子上,其原理设想如下图,电容器的一个极板固定在鞋底靠上侧,M另一个极板左右端卡在与两个固定在鞋底下侧的滑槽内,静止时两板正对着;在下板前后端各固定一组轻弹簧作为回N弹〔图中未画出人穿着鞋向前走的过程中脚在水平方向上经受了一个加速向前减速向前落地停顿再加速向前减速向前再落地停顿的反复过程,人在提脚瞬间可认为是加速向前运动阶段,与静止时相比,关于计步器以下说法正确的选项是电容器两极板间电压降低电容器两极板间电场强度变大A.B.电流表上有向左的电流电容器两极板所带电荷量增加C.D.【答案】C【详解】电容器两极板间与电源相连,电容器两极板间电压不变,故错误;A.A电容器两极板间电压不变,电容器两极板间的距离不变,电容器两极板间电场强度不变,故错误;B.B人带着向前加速运动,极板相对于极板向后运动,电容器两极板间的正对面积减小,依据电容得打CD.N M算式故电容器的电容变小,依据可知电容器两极板所带电荷量削减,电容器放电,电流表上有向左的电流,故正确,错误C D应选c
20.(2023春・浙江丽水・高二统考期末)当带电的云层离地面较近时,云层和地面可看成一个电容器,它们之间会形成一个电场,假设云层底面及地面可近似看成平面,云层中电荷量可认为是匀称分布,那么〔)云层面积越大,云地间电场就越接近匀强电场A.云层所带电量越多,云地间电场就越接近匀强电场B.云层所带电量越多,该电容器电容就越大C.云层距地面高度越大,该电容器电容就越大D.【答案】A【详解】云层面积越大,那么可看作无限大带电平面板对有限大平板而言,除中心线上的点,其他点都无法做到AB.完全对称,也就无法消退平行板方向的电场,也就是说有限大平板不行能形成匀强电场所以无论带电量如何变化都不行以越接近匀强电场,只有通过增加云层面积越趋于无限大平板,各点场强大小和方向都是叠加的结果,叠加过程抵消了两平板的方向的电场,只留下垂直于板面方向的电场,故正确,错误;A B云和地面形成一个巨型电容器,将云层底面及地面始终都看作平整的平面,依据平行板电容器电容的打算式可知电容CD.器电容与带电量无关,云层距地面高度越大,该电容器电容就越小,故错误;CD应选Ao
21.〔2023秋・安徽蚌埠•高二统考期末)如下图,中、乙为两个相同的平行板电容器,它们的极板均水平放置,上极板间有一个二极管,下极板均接地心力是电荷量相同、质量分别为犯、叫带负电油滴当甲、乙的电荷量分别为©时,油滴、恰好分别悬浮在甲、乙的极板之间,那么以下说法可能正确()b肯定等于A.Q孙肯定等于B.m2将甲的上极板向上平移少许,向下运动,向上运动C.6将乙的上极板向右平移少许,〃向下运动,力向上运动D.【答案】c【详解】液滴带负电保持静止,油滴受到的电场力竖直向上,因此可知上极板带正电,假如大于,由=於可知AB.Q甲的电压高于乙的电压,那么甲会向乙放电使得甲、乙的电荷量相同;假如大于,那么由于二极管单向导电性,乙2Q不会向甲放电,因此可知电荷量关系为由C=-^~,C=2,E=—兀4kd Ud可得%左]兀_4_4k4=,02=£S2£S油滴静止,由受力平衡可得qE=m g,qE=m2g}}联立可得EE,mm12]2故错误;AB假如甲、乙的初始电荷量相同,将甲的上极板向上平移少许时,依据C.「一旦r-Q~~U可知甲的电容减小,甲的电压增大,那么甲向乙放电,使得最终甲的电荷量削减,乙的电荷量增加;依据可知甲极板间的电场强度减小,乙极板间的电场强度增大,那么油滴受到的电场力减小,油滴向下运动;油滴受到6的电场力增大,油滴向上运动,故正确;6C将乙的上极板向右平移少许,依据D.~4M9―U可知乙的电容减小,乙的电压增大,但由于二极管的单向导电性,乙的电荷量不变,那么乙极板间的电场强度增大,油滴受到的电场力增大,油滴向上运动,电容器甲不发生变化,那么油滴静止不动,故错误b6D应选C
22.2023春・湖南娄底•高二统考学业考试〕可用如下图的电路对电容器进行充电在对电容器充电的过程中,以下说法正确的选项是〕电容器所带的电荷量渐渐增大电容器所带的电荷量保持不变A.B.电容器的电容渐渐增大电容器两极间的电压渐渐减小C.D.【答案】A【详解】电容器充电,那么所带的电荷量渐渐增大,选项正确,错误;AB.A B电容器的电容不变,选项错误;C.C依据可知,电容器两极间的电压渐渐增加,选项错误D.D应选Ao
23.〔2023春・浙江湖州•高二统考阶段练习如下图,已经充电的平行板电容器两极板分别与静电计的金属球和大地连接现将左边的极板由实线位置向左缓慢移动到虚线位置,移动后以下说法正确的选项是〔电容器电容变大A.电容器所带电荷量不变B.静电计指针偏角变小C.两极板间的电场强度变大D.【答案】B【详解】由图可知已经充电的平行板电容器与电源断开,电容器所带电荷量不变,选项正确;B.B电容器的电容A.现将左边的极板由实线位置向左缓慢移动到虚线位置,板间距离增大,可知电容器的电容减小,选项错误;d A两极板间的电压C.电容器所带电荷量不变,电容器的电容减小,可知电压增大,即静电计指针偏角变大,选项错误;C两极板间的电场强度D.可见两极板间的电场强度与无关,那么两极板间的电场强度不变,选项错误d D应选B
24.2022秋・重庆江津•高二重庆市江津中学校校考阶段练习如下图的平行金属板电容器的电容CMZXIOTF,极板
4、8之间可以看成匀强电场,场强£=极板间距离为电场中点到极板、点到极板的距离均为L2xl3v/m,L=5cm,Z d
80.5cm,8极板接地求极板所带电荷量;15⑵点处的电势支;d⑶将电荷量的负点电荷从移到如静电力的功q=-5x10-62d Wdc【答案】⑴L2xlT2C;⑵6V;⑶-
2.4X10-4J【详解】以间的电势差为[1=瓦=U1200x
0.05V=60VRA极板所带电荷量为B QQ=CU=2x10-4x60C=
1.2x10-2CBA〔〕极板与之间的电势差为28d点处的电势d、之间的距离为[3d小两点间的电势差为静电力做的功25,2023秋・陕西咸阳•高二咸阳市试验中学校考阶段练习如下图,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒定电源上,两板间距为3cm,电容器带电荷量为6X10YC,A极板接地求〕平行板电容器的电容;11〕距板的点的电势;12B2cm假设稳定后与电源断开,把板上移将一个电荷量的正点电荷从板移到板电场力所做的功?3B1cm,9=8xlO-9C B A【答案】⑴1X10-9F;2—20V;⑶-
3.2X10-7J【详解】〔)依据电容定义式1可知平行板电容器的电容为)电容器板间电场强度方向向下,大小为[2那么板与点间的电势差为A由于板接地,可知板电势为零,那么点的电势为A A()假设稳定后与电源断开,那么电容器所带电荷量不变,依据3把板上移可知板间场强保持不变,将一个电荷量(的正点电荷从板移到板电场力所做的功为B1cm,9=8x10-93B A【高分突破】
一、单项选择题
26.〔2023春・安徽安庆•高二统考期中)如下图为一电容式位移传感器的示意图,电容器两固定极板间有一可移动的电介质板,电介质板与被测物体相连电容器接入电路后,通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置,假设物体向左平行于极板移动,在电介质板移出电容器的过程中,以下说法中正确的选项是()电容器的电容减小,由一的电流流过电流计A.6两极板间的电压增大,由一方的电流流过电流计B.电容器的电容增大,由一.的电流流过电流计C.6两极板间的电压不变,由一的电流流过电流计D.6【答案】A【详解】物体向左运动,电介质在极板间的长度减小,由可知,电容减小电容器始最终电源相连,极板间电压不变,由可知,电荷量减小,电容器放电,因此可推断电流计中的电流从流向人a应选Ao
27.(2023春・湖南•高二校联考阶段练习)某学校气象爱好小组的同学利用所学物理学问设计了一个电容式风力传感器如下图,将电容器与静电计组成回路,可动电极在风力作用下向右移动,引起电容的变化,风力越大,移动距离越大〔两电极不接触)假设极板上电荷量保持不变,在受到风力作用时,那么〔)电容器电容变小极板间电场强度不变A.B.极板间电压变大静电计指针张角越小,风力越小C.D.【答案】B【详解】依据A.在受到风力作用时,减小,那么电容器电容变大,故错误;d A极板间电场强度B.不变,故正确;B极板间电压C.变小,故错误;C风力越小,越大,极板间电压越大,静电计指针张角越大,故错误D.d D应选B
28.〔2023秋・广东江门•高二统考期末)如下图为某一平行板电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,假设将该电容器两端的电压从降低到对电容器来说正确的选项是()40V36V,是充电过程该电容器两板间电场强度增大A.B.C.该电容器的电容为S.OXIO-F【答案】C【详解】由图象可知,电压从降低到电容器的电量减小,那么属于放电过程,电场强度减小,故AB.40V36V,错误;AB依据图象,当电压为时,电量为故电容为C.40V
0.2C,故正确;C假如该电容器两端的电压从降低到那么D.40V36V,故错误;D应选C秋•福建泉州•高二统考期末)如图为监测水位变化的电容式传感器的原理简图,两块平行金属板的外表已进行
29.12023绝缘处理当水位发生变化时,可通过信号输出端进行监测假设观测到输出端的电势低于的电势,即电容器在放电,a b那么可推断〔)电容器电容变大水位正在下降A.B.电容器电压变大两金属板间的电场强度变大C.D.【答案】B【详解】观测到输出端〃的电势低于的电势,即电容器在放电,可知电容器电荷量减小,依据6电容器与电源相连,电容器电压不变,那么电容器电容变小;依据可知水位正在下降;依据可知两金属板间的电场强度不变应选B
30.(2023秋・四川南充・高二统考期末)如图,平行板电容器与电源连接,下极板B接地,开关S闭合后,一带电油滴在电容器中的点处于静止状态,以下说法正确的选项是(〕0保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,油滴保持静止A.A保持开关闭合,板竖直上移一小段距离的过程中,电流计中电流方向向左B.A保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,点的电势降低C.A P开关闭合后再断开,板水平向左移动一小段距离,带电油滴向下运动D.S A【答案】B【详解】保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,可知电容器极板电压不变,依据A.A可知板间电场强度减小,油滴受到的电场力减小,油滴向下运动,故错误;A保持开关闭合,板竖直上移一小段距离的过程中,可知电容器极板电压不变,依据B.AC.0C-S-4M9U可知电容器电容减小,电容器所带电荷量减小,由于上极板带负电,那么电流计中电流方向向左,故正确;B保持开关闭合,板竖直上移一小段距离,可知电容器极板电压不变,依据C.A可知板间电场强度减小,由于下极板带正电,那么有B可知点的电势上升,故错误;P C开关闭合后再断开,板水平向左移动一小段距离,可知电容器电荷量保持不变,依据D.S A可知板间电场强度增大,油滴受到的电场力增大,油滴向上运动,故错误D应选B
二、多项选择题(春•上海闵行•高二校考期末)如图,平行板电容器〔两极板与水平地面平行)与电动势为的直流电源〔内阻
31.2023E不计)连接,下极板接地一带电粒子位于容器中的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下移动一小段距离,那么()粒子带正电A.点的电势降低B.P带电粒子竖直向上运动C.带电粒子运动过程中其电势能不断减小D.【答案】CD【详解】带电粒子开头处于静止状态,受重力和电场力平衡,知电场力方向向上,电场强度方向向下,那么粒子带负A.电故错误;A将上极板竖直向下移动时,减小,电容器的电压不变,由七二二得知,板间场强增大,尸点到下极板的距B.d a离不变,而增大由=知,尸点与下极板间电势差增大,由于下极板接地,尸点的电势大于零,那么尸点的电势上升,E,故错误;B由板间场强增大,那么粒子所受电场力二后增大,粒子将沿竖直向上运动故正确;C.b4C由于点的电势上升,又粒子带负电,依据综=祚可知,带电粒子的电势能将削减故正确D.P D应选CDo
32.(2023春・广东江门•高二江门市培英高级中学校考阶段练习)如下图为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧,弹簧与电容器固定在外框上,质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动,电容器与供电电源连接,并串联计算机的信号采集器以下说法正确的选项是U电介质插入极板间越深,那么电容器电容越大A.在汽车向右匀加速直线运动过程中,弹簧处于拉伸状态B.在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流C.在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中,电路中有顺时针方向的充电电流D.【答案】ABD【详解】由二丁可知电介质插入极板间越深,那么电容器电容越大,故正确;A.A411kd汽车向右匀加速直线运动过程中,由尸=机可知弹簧对质量块的拉力向右,所以弹簧处于拉伸状态,故正确;B.B在汽车向左匀速直线运动过程中弹簧处于原长,电介质插入极板间的深度不变,电容器电容不变,电容器两极板间电C.势差恒定,由=於知电容器所带电量不变,电容器无充放电现象,故电路中无电流,故错误;C在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中,由尸=〃也可知弹簧对质量块的拉力向右且不断增大,弹簧伸长量越来越D.大,电介质插入极板间的深度变大,由=与可知电容器电容越大,电容器两极板间电势差恒定,由c=g4nkd U知不断增大,电容器处于不断充电状态,所以电路中有顺时针方向的充电电流,故正确D应选ABDo
33.(2023秋・陕西西安・高二西安市庆安高级中学校考期末)如下图,平行板电容器与电动势为的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽视一带负电油滴被固定于电容器中的点现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,那么以下说法正确的选项是()平行板电容器的电容将变小A.静电计指针张角变小B.带电油滴的电势能将增大C.假设先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,那么带电油滴所受电场力不变D.【答案】ACD【详解】依据A.当上极板竖直向上移动一小段距离时,极板间距增大,平行板电容器的电容将变小,正确;A由于极板始终与电源连接,那么极板间电压始终等于电源电动势,那么静电计指针张角不变,错误;B.B依据C.令尸到下极板之间的间距为那么有由于x,匚和〔好〕E q0解得带电液滴带负电,极板间距增大,电场强度减小,由于电势能的正负表示大小,可知,电势能增大,正确;C假设先将上极板与电源正极的导线断开,即保持极板电荷量不变,依据D.C=-^-E=—,C=294yrkd dU解得可知,假设先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,那么极板间电场强度肯定,即带电油滴所受电场力不变,正确D应选ACDo
34.(2023春・陕西安康•高二校考期中)传感器是一种采集信息的重要器件,如下图,是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力厂作用在可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流表和电源串接成闭合电路,那么〔)当电容减小时,可知压力厂向上当电容增大时,可知压力方向上A.B.假设电流计有读数,那么压力发生变化假设电流计有读数,那么压力不发生变化C.D.【答案】BC【详解】当/向上压膜片电极时,膜片电极向上弯曲,使电容器两极之间距离减小,那么电容会增大,错误,正AB.A B确;当压力发生变化时,电容器的电容会发生变化,电容器会不断地充放电,所以电流计会有示数;当压力不变时,因电CD.压恒定,电容器带电量不会发生变化,电流计没有示数,正确,错误C D应选BCo
35.12023春・安徽合肥・高二合肥市第学校考阶段练习)如下图,两块较大的平行金属板A、B水平放置并与电源相连,两板间的距离为,电源的电动势为开关闭合后,一质量为加、电荷量为的带电油滴恰好静止在两板间的点,现将S4板向上平移一小段距离重力加速度大小为以下说法正确的选项是〔)A Xg板平移后,尸点的电势变大A.A板平移后,带电油滴在点的电势能变小B.A P带电油滴的比荷幺=学一C.m aqE qE板平移后,油滴的加速度大小为一D.A7,x TYiaI ciI i【答案】AD【详解】开关闭合后,两板间的电压为将板向上平移一小段距离,两板的间距变大,两板间的电场强A.S E,A度塌减小,由于下极板接地,电势为尸点的电势3所以尸点的电势变大,故正确;A对油滴受力分析可知,油滴带正电,且BC.那么又由于板平移后,点的电势变大,依据公式A P因此带电油滴在尸点的电势能变大,故错误;BC板平移后,电场力减小,所以油滴向下做加速运动,依据牛顿其次定律得D.A即油滴的加速度大小为故正确D应选ADo
36.(2022秋・湖南常德•高二汉寿县第一中学校考阶段练习〕两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连,如下图在电场中的点,用一根绝缘细线悬挂一带负电荷的小球,小球静止在细线与竖直方向夹角为的位置现将两金属板绕各自的中心转轴缓慢旋转一个小角度,两转轴在同一水平线上且旋转过程中两金属板始终保持平行,如图中虚线所示那么〔)两板间匀强电场的场强将变小A.细线对小球的拉力将变大B.小球静止时细线与竖直方向夹角将变小C.小球静止时细线与竖直方向夹角将变大D.【答案】BC【详解】缓慢旋转过程中两轴心之间的距离保持不变,转动时两平行板的垂直距离变小,设转动的角度为原两轴心的A.距离为力两极板间的电势差为那么转动后的电场强度为依据匀强电场的场强与电势差和板间距离关系得两板间匀强电场的场强将变大,错误;A未转动前,绳子拉力、电场力与小球的重力关系BCD.当转动角度为小球依旧受重力、电场力和拉力,再T=Tcos3=mg,T=T=q da,y x次沿水平方向和竖直方向正交分解,依据平衡条件得那么电场力水平方向分力不变,即细线水平方向分力不变,竖直方向分力变大,可画出受力分析图如下图可知小球静止时细线与竖直方向夹角将变小,细线的拉力增大,正确,错BC D误应选BCo
三、解答题(秋•高二校考课时练习)如下图,平行板电容器两极板间距充电后两极板电势差为板带正电,
37.2022d=4mm,120V4假设它的电容为叶;且到板距离为不计重力,求3P41mm)极板的带电荷量;[1)两板间的电场强度;[2)一个正电荷在点具有的电势能;[32c)该正电荷从点动身到板获得的动能[42c8【答案】⑴
3.6x10-,;⑵
3.0xl04V/m;⑶180J;⑷180J【详解】〔)依据电容的定义式有1解得)依据电场强度与电势差的关系有[2由打算式依据所给问题中、或的变化’确定平行板电容器的电容,的变化状况.C=4J5d留意电容器间插入电介质时意味着变大,电容变大;插入金属板时意味着减小,电容也变大.C dC.依据可确定电容器两极板间的电势差的变化,进而可以确定静电计指针的张角变化状况.3U=Q,C【题型归纳】题型一电容器的概念与描述(秋•高二校考课时练习)如下图为一电解电容器,依据图中的标示,推断以下说法正确的选项是〔〕
1.2022该电容器的电容为法拉A.2200该电容器两极间电势差为时,电容器带电荷量为B.IV
2.2x103C该电容器的电路符号为#C.该电容器的击穿电压为D.80V【答案】B【详解】由题图可知,该电容器的电容为微法,故错误;A.2200A由可知,该电容器两极间电势差为时,电容器带电荷量为
8.0=CU IV2=
2.2xl03xlC=
2.2xl03C故正确;B该电容器为固定电容器,不是可调电容器,故错误;C.C电容器所标电压为额定电压,故错误D.D应选B(秋•天津•高二统考阶段练习〕关于电容器的电容,以下说法正确的选项是〔)
9.2023电容器带的电荷量越多,其电容越大电容器两极板间电压越大,其电容越小A.B.电容器的电容与其所带电荷量无关电容器假如不带电,其电容就为零C.D.【答案】C【详解】电容器的大小与所带的电量以及两端间的电压无关,由本身的性质打算应选C(秋吉林辽源•高二校联考期末)由电容器电容的定义式二羡可知〔)102023♦只有电容器带电时,电容才不为零A.与电容器所带电荷量成正比,与电压成反比
8.C电容器所带电荷量,是两极板所带电荷量的代数和C.电容在数值上等于使两板间的电压增加时所需增加的电荷量D.IV【答案】D【详解】电容的大小由电容器本身因素所打算,与所带的电荷量及两端的电压无关,即电容器不带电,电容解得AB.)由于/板带正电,板那么有[38又由于板接地,那么有8正电荷在点具有的电势能2C P解得()正电荷从点动身到板过程中,依据动能定理有42c8解得
38.(2021秋・江西宜春•高二统考期末)如下图,相距20cm的平行板
4、3之间存在由力指向3的匀强电场,两平行板间的电势差为电场中有、两点,点距板点距板2IO,v C35cm,410cm)假设将一电荷量为、一电荷从点移到点,此电荷电势能变化了多少?(不考虑电荷对电场的影响〕[19=-4103€〕假设保证两板带电量不变,使平行板、正对面积变成原来的两倍,而距离变成原来的;,那么变化后两平行板间1243的电势差变为多大?【答案】⑴AEp=-2J;⑵t/=5xl02V【详解】)由匀强电场电场强度与电势差之间的关系可知两板间的电场强度大小为[1将由点移到点,由动能定理可列q C依据静电电力做功与电势能变化的关系可知)对平行板电容器有[2又有代入数据可得(秋•四川绵阳•高二四川省绵阳江油中学校考阶段练习)如下图,平行板电容器的两个极板、接在电压为
39.20214360的恒定电源上,两极板间距为电容器带电荷量为义/极板接地求V3cm,618c,〔〕平行板电容器的电容;1()距极板为的点处的电势;282cm C(3〕将一个电荷量为^=8xl09C的正点电荷从B极板移到A极板静电力所做的功【答案】[1)lxlO9F;
(2)20V;[3)
4.8xl07J【详解】)平行板电容器的电容为[1C=2=^1£1F=IXIO9FU60)两极板之间的电场强度为[2U60,E=-=---------7V/m=2x103V/md3x10-2点处的电势为外,那么有CQ=Ed=2xlO3xlxi02V=20V0c=20V()静电力所做的功为3g”=8x geoJ=
4.8xl07J〔秋•陕西汉中•高二洋县中学校考期中)如下图,两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场,两极板间
40.2022相距为电容为质量为掰、电荷量为”的小球从上板中心小孔的正上方高”处由静止开头下落,穿过小孔到达下极板3C处速度恰为零重力加速度大小为空气阻力忽视不计,那么g,)带电小球到达小孔处的速度大小和电场强度大小;[1〔〕电容器所带电荷量2)⑵[答案]⑴V=河,£=^1£;mg(H+L)C qLq【详解】)小球到达小孔前是自由落体运动,依据速度位移关系公式,有11解得对从释放到到达下极板处过程运用动能定理,有解得)电容器两极板间的电压[2电容器的带电量不会转变,故错误;AB电容器所带电荷量,是任意极板所带电荷量的肯定值,故错误;C.C由=名=当,可知电容在数值上等于使两极板间的电压增加时所需增加的电荷量,故正确D.0IV DUAt/应选D题型二平行板电容器的电容的影响因素
4.〔2023春•四川成都・高二成都实外校考阶段练习)如下图为“讨论影响平行板电容器电容大小的因素〃的试验装置图,把静电计的金属球与电容器右极板连接,金属外壳与左极板均接地,用静电计测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差以下选项中正确的选项是〔)U,将左极板上移少许,电容器的两极板所带电量应当减小A.将左极板上移少许,静电计指针的偏转角度应当会增大B.本试验可以用适当量程的电压表代替静电计进行试验C.左极板上移是为了探究平行板间的距离对电容的影响D.【答案】B【详解】在该装置中极板上带电量不变,那么依据ABD.Q=CU,C=-^-47rkd可知,当将左极板上移少许时,极板的正对面积减小,是为了探究平行板间的正对面积对电容的影响那么减小,S增大使静电计的指针偏转角度增大故错误,正确;AD B电压表和静电计原理不同,电压表需要有电流通过才可以使指针偏转,所以本试验不能用电压表代替静电计C.故错误C应选B
5.(2022秋・广东汕头•高二校考期中)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如下图传感器其中/、为平行板电容器的上、下两个极板,上、下位置均固定,且分别接在恒压直流电源8的两极上当流水线上通过的产品厚度增大时,以下说法正确的选项是()、平行板电容器的电容减小A.43两板间的电场强度增大B.A.
3、两板上的电荷量变小C.48有电流从向流过灵敏电流计D.6【答案】D【详解】依据平行板电容器的打算式A.可知当产品厚度增大时,导致£增大,电容器的电容增大,错误;C A电压不变,依据C.U可知,极板带电量增加,错误;c电容增大,故电容器充电,电流从向流过灵敏电流计,正确;D.Q bD两板之间的电势差不变,板间距不变,两板间电场强度B.不变,错误B应选D
6.(2022春・河南许昌・高二统考期末)如下图为电容式微小位移传感器的原理示意图,一个电介质板的左端插入平行板电容器的两极板之间,电介质板的右端通过连接体与被测物体相连当被测物体的位移左右发生微小变化时,电介质板随之在平行板电容器两极板之间左右移动,平行板电容器的电容将发生变化假如测出了平行板电容器的电容变化,就能知道被测物体位移的变化依据该电容式微小位移传感器的原理示意图,以下说法正确的选项是()当被测物体的位移向左发生微小变化时,平行板电容器的电容减小A.当被测物体的位移向右发生微小变化时,平行板电容器的电容增大B.平行板电容器的电容与电容器所带的电荷量、两极板间的电势差均有关C.平行板电容器的电容与两极板正对面积、两极板之间的距离均有关D.【答案】D【详解】由可知,当物体向左移动时,两极板间的电介质增多,电容增大;当物体向右移动时,AB.C=C471kd两极板间的电介质削减,电容减小,故错误;AB由=今可知,电容的大小与两极板正对面积、两极板之间的距离均有关,与电容器所带的电荷量、两极CD.47rkd板间的电势差均无关,故错误,正确C D应选D题型三平行板电容器的电场和电势问题(秋嘿龙江佳木斯•高二校考阶段练习)如下图,平行板电容器带等量异种电荷,下极板接地,一带电油滴
7.2022位于电容器中的点且处于平衡状态现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,那么〔〕P电容器的电容减小带电油滴带正电荷A.B.带电油滴仍将静止点的电势将上升C.D.P【答案】C【详解】上极板下移时,那么减小,由A.可知增大,错误;CA由带电油滴原来处于平衡状态可知电场力方向竖直向上,依据电场强度方向向下,那么油滴带负电,错误;
8.B平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,由于电容器两板带电量不变,依据C.可知板间场强不变,油滴所受的电场力不变,那么油滴仍静止,正确;C场强不变,而点与下极板间的距离不变,那么由公式D.E P析可知,点与下极板间电势差将不变,那么点的电势不变,错误;P PD应选c(•全国•高二假期作业)如下图,一电容为的平行板电容器,两极板力、间距离为小板间电压为板电势
8.2022C8U,B高于板,两板间有〃、、三点、、连线平行于极板,、连线垂直于极板,、两点间距离为4N P,M NN PM PL,ZPMN=
0.以下说法正确的选项是()电容器带电荷量为提A.两极板间匀强电场的电场强度大小为;JB.,Asin、一两点间的电势差为LSI C.Mci假设将带电荷量为十^的电荷从〃移到该电荷的电势能增加了性警D.P,a【答案】C【详解】由电容的定义式A.得电容器的带电量故错误;A两极板间匀强电场的电场强度大小B.故错误;B、两点间的电势差为C.M P故正确;C将带电量为的电荷从移到电场力做功D.+9M P,电荷的电势能减小故错误D应选C
9.(2021秋・江西南昌•高二南昌县莲塘其次中学校考期末)如下图,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的点且处于静止状态,现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,以下推断错误的选项是()带电油滴将沿竖直方向向下运动A.尸点的电势将上升B.平行板电容器的电容将变小C.电容器所带电荷量将削减D.【答案】B【详解】平行板电容器与直流电源连接,其电压保持不变,将上极板竖直向上移动一小段距离,板间场强减小,油滴A.所受电场力减小,油滴将沿竖直方向向下运动故正确,不符合题意;A平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,板间距离增大,电容器的电压不变,依据B.知板间场强减小,由=瓦/得知,点与下极板间的电势差减小,板间场强方向向下,尸点电势比下极板高,那么可知,P点的电势降低故正确,不符合题意;B平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,那么间距变大,导致电容变小故正确,不符合题意;C.C将上极板竖直向上移动一小段距离,板间距离增大,电容减小,电容器的电压不变,由得到,电量减小D.=CU故正确,不符合题意D应选B题型四平行板电容器的动态分析
10.(2023春・陕西西安•高二长安一中校考期末)如下图,水平正对的金属板A、B与干电池连接,B板接地,静电计的电荷量导线以及电池的内阻均不计开关闭合,一带负电的油滴静止于两板间的点以下说法不正确的选项是S P()假设仅将板上移一些,那么静电计指针的张角不变A.A假设仅将板下移一些,那么油滴向下运动B.B假设断开且仅将板下移一些,那么油滴的电势能增大C.S,B假设断开且仅在、尸间插入玻璃板,那么油滴向下运动D.S,A【答案】C【详解】金属板、与干电池连接,两板间电势差不变,板上移,静电计指针的张角不变,故正确;A.A BA A依据B.假设仅将板下移一些,板间电场强度减小,竖直向上的电场力减小,而重力不变,那么油滴受合外力向下,将向下B运动,故正确;B假设断开极板电荷量不变,依据C S,可得仅将板下移一些,板间电场强度不变,尸点与零电势板间电势差B B增大,那么点电势增大,依据公式P带负电的油滴在尸点的电势能减小,故错误;C假设断开且仅在、间插入玻璃板,那么介电常数增大,那么电场强度减小,那么竖直向上的电场力减小,而重D.S,A力不变,那么油滴受合外力向下,将向下运动,故正确D此题选错误项,应选C
11.(2023春•四川成都・高二校联考期末)如图,A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板,B极板接地闭合开关一带电液滴在两极板间的点处于静止状态以下说法正确的选项是〔)S,该液滴带正电A.将一块有机玻璃插到两极板之间,电容器的电容将变小B.保持开关闭合,将极板向左移动一小段距离,液滴将加速向上运动C.S A【答案】D【详解】由图可知上极板带正电,带电液滴能静止,故带电液滴带负电,故错误;A.A由广可知将一块有机玻璃插到两极板之间时电容器的电容将变大,故错误;兀B.0=B4kd保持开关闭合,将极板向左移动一小段距离,由£=二可知极板间电场强度不变,所以液滴将仍将保持静C.S Aa止,故错误;C断开开关电容器带电量不变,由D.S,C=-^~,U=—,E=—Ajikd Cd可得可知上下移动极板时电场强度不变,将极板向下移动一小段距离,点与下极板的距离变大,由=瓦/可知尸与B下极板之间的电势差变大,下极板电势为零,电场方向竖直向下,所以点的电势将上升故正确D应选D
12.(2023秋・广东广州•高二校联考期末)如下图,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成,它与基板构成电容器工作时,振动膜随声波左右振动以下说法正确的选项是()振动膜不振动时,电容器不带电A.振动膜向右运动时,电容器的电容减小B.振动膜向左运动时,电容器充电C.振动膜向右运动时,电阻上有从到的电流D.6【答案】D【详解】振动膜不振动时,电容器电容保持不变,电容器电压不变,电容器所带电荷量不变,故错误;A.A振动膜向右运动时,可知减小,依据B.d可知电容增大,故错误;B振动膜向左运动时,可知增大,依据C.d可知电容减小,电容器电荷量减小,电容器放电,故错误;C振动膜向右运动时,电容器的电容增大,电压不变,可知电容器电荷量增大,电阻上有从到的电流,故D.6D正确应选D题型五平行板电容器的充电放电问题
13.〔2023秋•陕西西安・高二长安一中校考期末)电容器是一种重要的电学元件,它能储存电荷,电容器储存电荷的特性用电容来表征可用如下图的电路对电容器进行充电在对电容器充电的过程中,以下说法正确的选项是回路中电流方向为逆时针方向回路中电流方向为顺时针方向A.B.电容器两极间的电压保持不变电容器两极间的电压渐渐减小C.D.()【答案】B【详解】由图可知,充电过程中电流方向为顺时针,正确,错误;AB.BA充电过程,极板上电荷量增大,依据CD.可知电容器两极间的电压增大,错误CD应选B
14.(2023秋・北京丰台•高二统考期末)如下图,把直流电源、定值电阻R、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成试验电路,观看电容器的充放电现象以下说法正确的选项是〔)电容器充电过程中,电路中的电流始终增大A.电容器充电过程中,电容器的电容渐渐增大B.电容器放电过程中,流过电阻的电流方向为到C.R b电容器放电过程中,电压表示数减小D.【答案】D【详解】电容器充电过程中,由于电容器两端的电压越来越高,电源与电容器间的电势差越来越小,所以电路中的A.电流是渐渐减小的,故错误;A电容器充电过程中,电容器的电容只与电容器本身的结构有关,所以电容保持不变,故错误;B.B电容器充电完毕后,由于电容器上极板带正电,下极板带负电,所以电容器放电过程中,流过电阻火的电流方向为C.6到,故错误;C由题图知,电压表测量的是电容器两端的电压,电容器放电过程中,电容器极板上的电荷量渐渐削减,依据可知,D.电压表示数减小,故正确D应选D(秋,北京房山•高二统考期末)某同学利用电流传感器讨论电容器的放电过程,他按如图甲所示电路图连接电
15.2023路先使开关接电容器充电完毕后将开关掷向电容器通过放电,传感器将电流信息传入计算机屏幕上显示S1,2,R出电流随时间变化的/-/曲线如图乙所示以下说法中正确的选项是(〕电容器放电时电流渐渐减小,流过的电流方向从左向右A.H图乙中曲线与坐标轴所围面积表示电容器放电过程中放出的电荷量B.在放电过程中,电容器的电容随所储存的电荷量的削减而减小C.假设滑片向右移动,其他条件不变,重做试验获得的/-,曲线会与原曲线重合D.【答案】B【详解】由图像得,电容器放电时电流渐渐减小,充电时电容器上极板连接电源的正极,带正电,放电时上极板相A.当于电源正极,所以流过火的电流方向从右向左,故错误;A/一图像中图像与坐标轴围成的面积表示电容器放电过程中放出的电荷量,故正确;B.B电容是电容器本身的性质,放电过程中,电容不发生变化,故错误;C.C假设滑片向右移动,外电路电阻增大,由于刚开头放电时电压不变,因此最大放电电流变小,曲线与/轴的交点下移,D.由于总电荷量不变,因此图像与坐标轴围成的面积不变,因此曲线与,轴的交点右移,故重做试验获得的/-,曲线肯定与原图像不重合,故错误D应选B题型六平行板电容器的综合问题
16.〔2023春・云南・高二云南省楚雄彝族自治州民族中学校考阶段练习)如下图,平行板电容器两极板间距d=4mm,充电后两极板电势差为板带正电,假设它的电容为〃且到板距离为不计重力,求120V A3F,A1mm〔〕极板所带电荷量;1)两板间的电场强度;[2〔〕尸点的电势;3【答案】⑴=
3.610一支;⑵£=3xlO4V/m;
(3)%=90V【详解】〔)依据电容定义式=得,可得极板所带电荷量为1()两板间的电场强度为2()由图可知,板接地,其电势如;板带正电,其电势仍;那么尸点的电势为3B=0A=120V
17.〔2023秋•内蒙古包头・高二统考期末)如下图,平行板电容器的两个极板A、B,B极板接地两板间距为5cm,一带电量为(的点电荷沿电场线从点运动到点,电场力做功为间距离为间距离为不计q=lxl T9c3xl0-9j CQ3cm,1cm,重力求)两点间电势差;[1U(〕板电势必;2A〕仅将板移动到处后,板的电势必13A CA【答案】););〔〕[13V[25V34V【详解】〔)由电场力做功与电势差的关系1得,两点间电势差为)由场强公式[2得,两极板间的场强大小为所以,、两极板间的电势差为A B由于其中,板的电势为B所以,板电势为A)仅将板移动到处后,两极板间距离减小,由电容的打算式[3A Cd。