高三專題復習教案——物理(13套專題)專題10：電容器專題2

1、電容器專題（09廣東物理卷）20.（17分）如圖20所示，絕緣長方體B置于水平面上，兩端固定一對平行帶電極板，極板間形成勻強電場E。長方體B的上表面光滑，下表面與水平面的動摩擦A剛開始您動時的加速度大小aA = =2.0m /s萬向水平向右因數(shù)=0.05（設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同）小滑塊A質量mA=0.60kg,其受到的電場力大小F=1.2N.假設A所帶的電量不影響極板間的電場分布。t=0時刻，小滑塊A從B表面上的a點以相對地面的速度VA=1.6m/s向左運動，同時，B（連同極板）以相對地面的速度Vb=0.40m/s向右運動。問（g取2、10m/s）（1）A和B剛開始運動時的加速度大小分

2、別為多少？（2）若A最遠能到達b點，a、b的距離摩擦力對B做的功為多少？oB與極板的總質量mB=1.0kg.帶正電的【解析】由牛頓第二定律F=ma有圖20L應為多少？從t=0時刻至A運動到b點時,mAB剛開始運動時受電場力和摩擦力作用由牛頓第三定律得電場力F=F=1.2N，、 ，B剛開始您動時的加速度大小摩擦力f=(mAmB)g=0.8NFf2、十aB=2.0m/s萬向水平向左mB設B從開始勻減速到零的時間為t，則有t1=墮=0.2、aVBt1此時間內B您動的位移sbi=0.04m2t1時刻A的速度VAI=VAaAt=1.2m/sA0,故此過程A一直勻減速運動。此ti時間內A運動的位移Sai=

3、YV-MDh=028m2止匕ti時間內A相對B運動的位移s二Sai十Sbi=0.32m此ti時間內摩擦力對B做的功為w=一f,Sbi=-0.032Jti后，由于F'»f,B開始向右作勻加速運動，A繼續(xù)作勻減速運動，當它們速度相等時A、B相距最遠，設此過程運動時間為t2,它們速度為v,則有對A速度V=VA1aAt2一，F(xiàn)-f2對B加速度3bi=0.4m/smb速度vaBt2聯(lián)立以上各式弁代入數(shù)據解得v=0.2m/st=0.5此t2時間內A運動的位移SA2=YW勿91=0.35m2此t2時間內B運動的位移SB2=vt2=0.05m2此t2時間內A相對B運動的位移S2=Sa2Sb2

4、=0.30m此t2時間內摩擦力對B做的功為W=-fSb2=-0.04J所以A最遠能到達b點a、b的距離L為L=s<i+s2=0.62m從t=0時刻到A運動到b點時，摩擦力對B做的功為Wf=W+W2=-0.072J。（09江蘇物理卷）5.在如圖所師的閃光燈電路中，電源的電動勢為E,電容器的電容為Co當閃閃光燈周期性短暫r 1- -1 1 一JL JR樸拓量與通過閃光燈兩端電壓達到擊穿電壓U時，閃光燈才有電流通過弁發(fā)光，正常工作時，閃光，則可以判定A.電源的電動勢E一定小于擊穿電壓UB.電容器所帶的最大電荷量一定為CEC.閃光燈閃光時，電容器所帶的電荷量一定增大D.在一個閃光周期內，通過電阻

5、光燈的電何里7E柑善答案D【解析】理解此電路的工作過程是解決本題的關鍵。電容器兩端的電壓與閃光燈兩端的電壓相等，當電源給電容器充電，達到閃光燈擊穿電壓U時，閃光燈被擊穿，電容器放電，放電后閃光燈兩端電壓小于U,斷路，電源再次給電容器充電，達到電壓U時，閃光燈又被擊穿，電容器放電，如此周期性充放電，使得閃光燈周期性短暫閃光。要使得充電后達到電壓U,則電源電動勢一定大于等于U,A項錯誤；電容器兩端的最大電壓為U,故電容器所帶的最大電荷量為CU,B項錯誤；閃光燈閃光時電容器放電，所帶電荷量減少，C項錯誤；充電時電荷通過R,通過閃光燈放電，故充放電過程中通過電阻R的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等，

6、D項正確。、例題部分例題1、如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內部，閉合S,電容器充電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為。.（AD）ApA.保才fS閉合，將A板向B板靠近，則0增大芍_n+-B.保持S閉合，將A板向B板靠近，則。不變卜：-L+_.WC.斷開S,將A板向B板靠近，則0增大一D.斷開S,將A板向B板靠近，則0不變圖3例題2、如圖所示，讓平行板電容器帶電后,靜電計的指針偏轉一定角度，若不改變兩極板帶的電量而減小兩極板間的距離，同時在兩極板間插入電介質，那么靜電計指針的偏轉角度(A )A、,定減B、小C、 定增大D、可能不變圖3例題3、如圖所示電路

7、中，電源電動勢&=10V,內阻r=1Q,電容器電容0=0=30F,電阻R=3Q,R=6Q,開關K先閉合，待電路中電流穩(wěn)定后再斷開K,問斷開開關KB,流過電阻R的電量是多少？A、C兩點的電勢如何變化？分析與解：我們從電路上看到，開關由閉合到斷開，電容器上的電壓發(fā)生變化，使電容器所帶電量發(fā)生變化，這個變化要通過電容的充放電來實現(xiàn)，如果這個充放電電流要經R,那么我們就可以通過電容器帶電量的變化來確定通過R的電量。當K斷開，穩(wěn)定后，電路中沒有電流,Ci上板與A點等勢，C點與B點等勢，G、C2兩端電壓均為電源電動勢，所以Q'=Ci£=30x10-6X10=3.0x10-4庫Q=

8、C2£=30X10-6X10=3.0X10-4庫且兩電容帶電均為上正下負所以K斷開后G繼續(xù)充電，充電量Q=Q'-Qi=3.0X10-4-1.8X10-4-=1.2X10-4庫這些電荷連同C2所充電量都要通過R,故通過Ri的電量Q企Q+Q=1.2X10-4+3.0X10-4=4.2X10-4庫A點電勢W=10V,C點電勢Ub=0V,所以A點電勢升高）C點電勢降低.例題4、電源內阻r=2Q,R1=8Q,R2=10Q,K閉合，K2斷開時，在相距d=70cm，水平放5置的固定金屬板AB間有一質量m=1.0g,帶電量為q=7X10C的帶負電的微粒，恰好靜止在AB兩板中央的位置上，求（1

9、）電源的電動勢（2）將Ki斷開0.1s后，又將K2閉合，微粒再經過多長時間與極板相碰。（g=10m/s2）KiE（1）mg=q-2=>E=20V（4分）a=-=10m/s2（1分）h=八at2=5X10*m（1分）m2Vo=at=1m/s(1分).Voh=0.05m距上極板25cm時V=O粒子不能碰到上極板(2分)2g(h+d/2)=Vot一gt2nt=0.4s(2分)2例題5、如圖所示的電路中，電源電動勢E=6.00V,其內阻可忽略不計.電阻的阻值分別為Ri=2.4kQ、R2=4.8kQ,電容器的電容C=4.7F.閉合開關S,待電流穩(wěn)定后，用電壓表測Ri兩端的電壓，其穩(wěn)定值為1.50V

10、.屬耳'-(1)該電壓表的內阻為多大？|_(2)變化了多少由于電壓表的接入，電容器的帶電量_|F*s【解答】：(1)設電壓表的內阻為Rr,測得R兩端的電壓為UI,RI與Rr弁聯(lián)后的總電阻為R,則有1 _ 1R 一 RI1+ 一一Rv由串聯(lián)電路的規(guī)律聯(lián)立，得Rg& 一 E -UiRR2U1 N RiE (R R2) UiR- =4.8k :.'代人數(shù)據。得(2)電壓表接入前,電容器上的電壓UC等于電阻&上的電壓，R1兩端的電壓為UR1,又E=ucuriU'C=E-U1接入電壓表后，電容器上的電壓為由于電壓表的接入，電容器帶電量增加了由以上各式解得AQ=CR

11、E-UiR+R2帶入數(shù)據，可得q=2.3516C、練習部分Q = C(U c -Uc)1.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關K,電源即給電容器充電A.保持K接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小B.保才fK接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電量增大C.斷開K,減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D.斷開K,在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大2.某電解電容器上標有“25V、470F”的字樣，對此，下列說法正確的是（A）A、此電容器只能在直流25V及以下電壓才能正常工作。B、此電容器只能在交流25

12、V及以下電壓才能正常工作。C、當工作電壓是25V時，電容才是470FoD、這種電容器使用時，不必考慮兩個引出線的極性。3 .在圖2的電路中，U=8V不變，電容器電容C=20八fi,Ri：R2=3:5，則電容器的帶電量為A.1X103CB.1.5X103cC.6X104C3D.1.610C4 .平行板電容器的電容為C,帶電量為Q,極板間的距離為電量很小的點電荷q.它所受的電場力的大小等于A.8kQq/d2B.4kQq/d2C.Qq/Cdd.在兩極板間的中點放一（C ）D. 2Qq/Cda、5 .如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連，帶電液滴P在金屬板b間保持靜止，現(xiàn)設法使P固

13、定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、。，垂直于紙面的軸順時針轉相同的小角度a,然后釋放P,貝UP在電場內將做（B）A.勻速直線運動B.水平向右的勻加速直線運動C.斜向右下方的勻加速直線運動D.曲線運動一二；一16.A.開關處于斷開狀態(tài)，電容B.開關處于斷開狀態(tài)，電容C.開關處于接通狀態(tài)，電容D.開關處于接通狀態(tài)，電容7.如圖所小，兩平行金屬板 A、 的單擺懸掛在A板上，閉合開關（AC ）C2的電量大于C i的電量Ci的電量大于C2的電量C2的電量大于C1的電量Ci的電量大于C2的電量B接在電池的兩極，一帶正電 S,讓單擺作簡諧運動，設周期為如圖所示的電路中，C2=2CI,R2=2Ri,下列說

14、法正確的是（A）A.保持開關S閉合，B板向A板靠近，則周期小于TB.保持開關S閉合，B板向A板靠近，則周期不變C.開關S斷開，B板向A板靠近，則周期不變D.開關S斷開，B板向A板靠近，則周期大于T8.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E=3.0V,內阻r=1.0Q;電阻Ri=10Q,R2=10Q,R3=30Q;R4=35Q;電容器的電容C=100F,電容器原來不帶電，求接通開關S后流過R4的總電量。用nTTT1用口1葉小等叫一I一/J解答：由電阻的串弁聯(lián)得，閉合電路的總電阻由R=R1（R2+R3）/（R1+R2+歐姆定律得，通過電源的電流尸E/R）電源的端電壓U=E-Ir電阻R3兩端的電壓5=日

15、30/任2+電）通過R4的總電量就是通過電容器的電量Q=CU,代入數(shù)據解得，Q=2.0X104C9.置，其下方水平放有接地的銅板如圖所示，絕緣固定擦得很亮的鋅板B,兩板A水平放間距離為d,兩板面積均為S,正對面積為S',且SvS'.當用弧光燈照射鋅板上表面后，A、B間一帶電液滴恰好處于余靜止狀態(tài)，試分析：(1)液滴帶何種電荷？1(2)用弧光燈再照射A板上表面，液滴做何種運動？舞一一(3) 要使液滴向下運動，應采取哪些措施？【解析】(1)受弧光燈照射發(fā)生光電效應，有光電子從鋅A的上表面逸出，而使A板帶正電荷，接地的銅B由于靜電感應而帶負電，A、B板間形成方向向下的勻強電場，由液滴

16、處于靜止狀態(tài)知qE=mg,所以液滴帶負電.(2)當再用弧光燈照射A板上表面時，光電效應繼續(xù)發(fā)生，使A板所帶正電荷增加，A、B板間場強增強，所以qE'>mg便液滴向上運動.(3)要使液滴向下運動，即mg>qE,mg和q不變，則必須使E變小.因上板電荷量Q不變,則當B板向右移動，增大兩板正對面積時，電容增大，兩板電勢差減小，而d不變，故場強E變小,qE"vmg,則液滴向下運動.10.如圖所示，在A、B兩點間接一電動勢為4V,內電阻為1Q的直流電源，電阻Ri、R2、R3的阻值均為4Q,電容器C的電容為30八F,電流表的內阻不計，求：、電流表的讀數(shù)；(2)、電容器所帶的電量；、S斷開后，通過R2的電量.解答(1)0.8A(