1輪復習26電場電容器

張昭歡電場3——電容器一、電容⑴．電容器兩個彼此絕緣又相隔很近的導體組成一個電容器⑵、定義：⑶、定義式：⑷、單位：⑸、特點：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間電勢差U的比值，叫做電容器的電容法拉(F)

1F=106μF=1012pF電容表示電容器貯藏電荷的能力，與其是否帶電無關Q=CU電容器與電荷←→水杯與水V=Sh電阻表示電阻器阻礙電流的能力，與有無電流無關張昭歡1、關于電容器的電容C、電壓U和所帶電荷量Q之間的關系．以下說法正確的是A．C由U確定B．C由Q確定C．C一定時，Q與U成正比D．C一定時，Q與U成反比C張昭歡2、一個平行板電容器，使它每板電量從Q1=3.0×10-7C增加到Q2=3.6×10-7C時，兩板間的電勢差從U1=10V增加到U2=12V，這個電容器的電容量多大？如要使兩極電勢差從10V降為U2'=6V，則每板需減少多少電量．△Q′=C△U′=3×10-6×(10-6)C=12×10-6C張昭歡二、決定電容的因素——平行板電容器影響電容的因素：兩板的正對面積S兩板間垂直距離d介質(zhì)的介電常數(shù)ε決定式定義式張昭歡3．傳感器是自動控制設備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護、交通運輸以及家庭生活等各種領域．如下圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過改變電容器兩極間距離而引起電容變化的是金屬芯線電介質(zhì)導電液體h測液高B定片θ動片測角度D電容器電介質(zhì)板被測物體測位移AC固定電極可動電極壓力F測壓力C張昭歡4、計算機鍵盤上的每一個按鍵下面都有一個電容傳感器。電容的計算公式是C=εS/d，其中常量ε=9.0×10-12Fm-1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離。當某一鍵被按下時，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應的信號。已知兩金屬片的正對面積為50mm2，鍵未被按下時，兩金屬片間的距離為0.60mm。只要電容變化達0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應的信號。那么為使按鍵得到反應，至少需要按下

mm？A解：求得按下前后的電容C1=0.75pF和C2=1.00pF再由得解得Δd=0.15mm。0.15張昭歡1.若兩板始終跟電源連接

——U保持不變K⑴.d增大，C將減小，Q將減小，E將減小，ψ減?、?S增大，C將增大，Q將增大，E將保持不變。⑶.插入介質(zhì)ε，C將增大，Q將增大，E將保持不變⑷.插入一定厚度的導體板，相當于d減小，

C將增大，Q將增大，E將增大。三、電路中的平行板電容器的兩種典型情況d:介電物質(zhì)的厚度

張昭歡5、(2009福建)如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離A.帶點油滴將沿豎直方向向上運動B.P點的電勢將降低C.帶點油滴的電勢能將減少D.若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大BE·PU不變：ε、s、d→C→Qd→E6．如圖所示，平行板電容器與恒定電源相連，負極板接地，在兩板間有一正電荷(電荷量很少且不變)固定在P點，以U表示電容兩極板間的電壓，E表示兩極板間的場強，Ep表示正電荷在P點的電勢能，若保持負極板不動，而將正極板向上移至某位置，則

A．U不變，Ep變小B．U不變，Ep不變C．E變小，Ep變大D．E變大，Ep不變PA張昭歡7、兩個較大的平行金屬板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正、負極上，這時質(zhì)量為m，帶電量為–q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示，在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯開一些，那么在錯開的過程中

A．油滴將向上加速運動,電流計中的電流從b流向aB．油滴將向下加速運動,電流計中的電流從a流向bC．油滴靜止不動，電流計中的電流從b流向aD．油滴靜止不動，電流計中的電流從a流向bGabABED注意電流方向和電子移動方向相反張昭歡2.若充電后與電源斷開

——Q保持不變⑴.d增大，C將減小，U將增大，E將保持不變⑵.S增大，C將增大，U將減小，E將減?、?插入介質(zhì)ε，C將增大，U將減小，E將減?、?插入一定厚度的導體板，相當于d減小，

C將增大，U將減小，E將保持不變。三、電路中的平行板電容器的兩種典型情況K張昭歡9、(2012江蘇)一充電后的平行板電容器保持兩板間的正對面積、間距和電荷量不變，在兩板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是A．C和U均增大B．C增大，U減小C．C減小，U增大D．C和U均減小B張昭歡10、(2009海南)一平行板電容器兩極板間距為d、極板面積為S，電容為C，其中ε是常量。對此電容器充電后斷開電源。當增加兩板間距時，電容器極板間A．電場強度不變，電勢差變大B．電場強度不變，電勢差不變C．電場強度減小，電勢差不變D．電場強度較小，電勢差減小AQ不變：ε、s、d→C→Us→E張昭歡11、如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點，以E表示兩極板間的場強，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點的電勢能，若保持負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則A．U變小，E不變 B．E變大，Ep變大C．U變小，Ep不變 D．U不變，Ep不變AC·P+12、(2012海南)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷分別用d、U、E和Q表示.下列說法正確的是A.保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?/p>

則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑.保持E不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话耄?/p>

則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?/p>

則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话耄?/p>

則E變?yōu)樵瓉淼囊话階D張昭歡13、(2011天津)板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U1，板間場強為E1。現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐/2，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間場強為E2，下列說法正確的是A．U2=U1，E2=E1 B．U2=2U1，E2=4E1C．U2=U1，E2=2E1D．U2=2U1，E2=2E1當電荷量為Q時當電荷量變?yōu)?Q時，C張昭歡14、在探究平行板電容器的電容與哪些因素有關的實驗中，一已充電的平行板電容器與靜電計連接如圖所示。已知靜電計指針張角隨著電容器兩極間的電勢差的增大而增大?，F(xiàn)保持電容器的電量不變，且電容器B板位置不動。下列說法中正確的是A．將A板向左平移，則靜電計指針張角增大B．將A板向左平移，則靜電計指針張角增小C．將A板豎直向上平移，則靜電計指針張角減小D．將A板豎直向上平移，則靜電計指針張角增大ABAD張昭歡15、(2010北京)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素(如圖)。設兩極板正對面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計指針偏角為θ。實驗中，極板所帶電荷量不變，若A、保持S不變，增大d，則θ變大B、保持S不變，增大d，則θ變小C、保持d不變，增大S，則θ變小D、保持d不變，增大S，則θ不變AC張昭歡K四、電容器的充電后的電能五、帶電粒子在平行板電容器中的平衡和運動先進行受力分析和運動狀態(tài)分析，再結(jié)合平衡條件和牛頓定律、功能觀點列式求解。平衡問題2、平衡條件——合力為零3、研究對象——整體法和隔離法4、研究方法——合成、分解十、平移△5、三個推論——⑴、三力平衡必共點⑵、三力平衡必組成△⑶、任意兩個力的合力與第三個力平衡θ

ESAB1、平衡現(xiàn)象——a=0時，v=0或v=恒量張昭歡1、如圖所示，平行板電容器豎直放置，A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時絕緣線與固定的A板成θ角，移動B板，下列說法正確的是A．S閉合，B板向上平移一小段距離，θ角變大B．S閉合，B板向左平移一小段距離，θ角變大C．S斷開，B板向上平移一小段距離，θ角變大D．S斷開，B板向左平移一小段距離，θ角不變θ

ESABBCD若兩板始終跟電源連接——U保持不變?nèi)舫潆姾笈c電源斷開——Q保持不變張昭歡3、給平行板電容器充電，斷開電源后A極板帶正電，B極板帶負電。板間有一帶電小球C用絕緣細線懸掛，如圖所示。小球靜止時與豎直方向的夾角為θ，則A．若將B極板向右平移稍許，電容器的電容將減小B．若將B極板向下平移稍許，A、B兩板間電勢差將增大C．若將B極板向上平移稍許，夾角θ將變大D．輕輕將細線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\動CABθABC張昭歡2、(2005廣東)豎直放置的一對平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個帶正電的小球，將平行金屬板按圖所示的電路圖連接。絕緣線與左極板的夾角為θ。當滑動變阻器R的滑片在a位置時，電流表的讀數(shù)為I1，夾角為θ1；當滑片在b位置時，電流表的讀數(shù)為I2，夾角為θ2，則A、θ1<θ2，I1<I2

B、θ1>θ2，I1>I2

C、θ1=θ2，I1=I2

D、θ1<θ2，I2=I2D因為這種題都涉及帶電粒子的受力問題，所以分析的重點在場強E，U-，E=U/d；Q-，E=4πkQ/εsAθabER張昭歡4、如圖所示，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板；a板接地；P和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導線相連，Q板接地．開始時懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度α．在以下方法中，能使懸線的偏角α變大的是A．縮小a、b間的距離B．加大a、b間的距離C．取出a、b兩極板間的電介質(zhì)D．換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)abCPQαBC張昭歡【解析】本題考查電容器的兩個公式。a板與Q板電勢恒定為零，b板和P板電勢總相同，故兩個電容器的電壓相等，且兩板電荷量q視為不變要使懸線的偏角增大，即電壓U增大，即減小電容器的電容C。對電容器C，由公式，可以通過增大板間距d、減小介電常數(shù)ε、減小板的針對面積S。abCPQα5、(2012大綱卷)如圖，一平行板電容器的兩個極板豎直放置，在兩極板間有一帶電小球，小球用一絕緣清線懸掛于O點。先給電容器緩慢充電，使兩級板所帶電荷量分別為﹢Q和﹣Q，此時懸線與豎直方向的夾角為π/6。再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到π/3，且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量?！鱍=2QO張昭歡6、(2010重慶)某電容式話筒的原理示意圖如題圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動，在P、Q間距離增大過程中，A．P、Q構成的電容器的電容增大B．P上電荷量保持不變C．M點的電勢比N點的低D．M點的電勢比N點的高D張昭歡7、一平行板電容器的兩個極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時間后，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時間后，油滴以速率v勻速上升。若兩極板間電壓為-U，油滴做勻速運動時速度的大小、方向?qū)⑹茿．2v、向下B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上C張昭歡解：1、若兩極板間電壓為零,向下勻速運動時，kvmgkv=mg2、若兩極板間的電壓為U，向上勻速運動時，kvmg+UqU/dkv+mg=qU/d3、若兩極板間的電壓為-U時，重力和電場力均向下，油滴應向下勻速運動kv'mg-UqU/dkv'=mg+qU/d=3mg∴v'=3v(2014安徽)如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔．質(zhì)量為m，電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)．求：(1)小球到達小孔處的速度；(2)極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間．d+qh8、如圖，A、B