【全程學(xué)習(xí)方略】高中物理 2.4電容器 電容課件 魯科選修31

1.如圖是描述對給定的電容器充電時(shí)電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象，其中錯誤的是（）【解析】選A.電容器的電容只由電容器本身的性質(zhì)決定，與電容器帶電量及極板間電壓無關(guān)，故A錯誤，B、D正確；由電容定義式C=可知，Q=CU.當(dāng)C一定時(shí)，Q與U成正比，故C正確.2．關(guān)于電容的說法中正確的是（）A．由C＝Q／U可知．電容器的電容與它的帶電量、兩板間電壓有關(guān)．B．電容器帶電量多，說明它容納電荷的本領(lǐng)大．C．由Q＝CU可知，當(dāng)U增大時(shí)．Q可以無限增大．D．對于確定的電容器，其帶電荷量與兩板間的電壓成正比.

【解析析】選D.電容容器器的的電電容容C由電電容容器器本本身身的的構(gòu)構(gòu)造造決決定定，，與與板板間間電電壓壓U、帶帶電電荷荷量量Q均無無關(guān)關(guān)，，故故A錯；；對對同同一一個個電電容容器器來來說說帶帶電電量量多多，，只只能能說說明明電電容容器器兩兩板板間間的的電電壓壓大大，，故故B錯；電容容器兩板板間的電電壓有一一定限度度，超過過了擊穿穿電壓，，電容器器就會損損壞，故故Q不能無限限增大，，C項(xiàng)錯；對對于確定定的電容容器，其其電容是是確定的的，所帶帶電荷量量與兩板板間的電電壓成正正比，故故D正確.3.如圖所示示，水平平放置的的平行金金屬板充充電后板板間形成成勻強(qiáng)電電場，板板間距離離為d，一個帶帶負(fù)電的的液滴帶帶電量大大小為q，質(zhì)量為為m，從下板板邊緣射射入電場場，沿直直線從上上板邊緣緣射出，，則（））A.液滴做的的是勻加加速直線線運(yùn)動B.液滴做的的是勻減減速直線線運(yùn)動C．兩板的的電勢差差為mgd/qD．液滴【解析】選C.由題意，，帶電液液滴在電電場中受受到電場場力和重重力共同作作用而做做直線運(yùn)運(yùn)動，由由于重力力、電場場力都沿沿豎直方方向，所以以兩力平平衡，液液滴做勻勻速直線線運(yùn)動，，故A、B均錯；由由mg=qE得，U=Ed=,故C正確；此此過程電電場力做做正功，電勢勢能減少少，故D錯.4.一平行板板電容A．U變大，E不變B．E變大，ε變大C．U變小，ε不變D．U不變，Ε變大【解析】選C.平行板電容器器充電后與電電源斷開時(shí)，，帶電荷量Q不變.將正極板移到到圖中虛線所所示的位置中中，即距離d減小，電容C增大，由U=得U減小，由E===知E與d無關(guān)，故E不變；由ε=qEdp0，q、E、dp0不變.故選C.【典例1】有一充電的平平行板電容器器，兩板間的的電壓為3V，現(xiàn)使它的電電荷量減少3×10-4C，于是電容器器兩板間的電壓降為原原來的，，此電容器的原來的帶電荷量是多少？若將電容器極板上的電荷量全部放掉，電容器的電容是多大？【思路點(diǎn)撥】可根據(jù)電容的公式C=求電容器的電容，進(jìn)一步再由定義式求電容器的帶電量.【標(biāo)準(zhǔn)解答】】電容器兩極板板間電勢差的的變化量ΔU=(1-)U=×3V=2V,由C=,得C=F=1.5×10-4F=150μμF設(shè)電容器原來來的電荷量為為Q，則Q=CU=1.5×10-4×3C=4.5×10-4C電容器的電容容是由本身決決定的，與是是否帶電無關(guān)關(guān)，所以電容容器放掉全部部電荷后，電電容仍然是150μF答案：150μF4.5×10-4C150μF【變式訓(xùn)練】有一個電容器器原來已帶電電，電容為C=100μF，如果使兩極極板間的電勢勢差增加20V，求電容器上上增加的電荷荷量.【解析】由C=，得ΔQ=CΔU=2×10-3C.答案：2×10-3C【典例2】（2010·北京高考）用用控制變量法法，可以研究究影響平行板板電容器的因因素（如圖））.設(shè)兩極板正對對面積為Ｓ，，極板間的距距離為ｄ，靜靜電計(jì)指針偏偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板板所帶電荷量量不變，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【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可可按以下思路路分析：【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、C.由C=、C=可得：U=，保持S不變，增大d，則U增大，即θ變大，故A正確，B錯誤；保持d不變，增大S，則U減小，即θ變小，故C對，D錯.【變式訓(xùn)練】如圖所示，先先接通S使電容器充電，，然后斷開S.當(dāng)增大兩極板間距離時(shí)，，電容器所帶帶電荷量Q、電容C、兩板間電勢勢差U、電容器兩極極板間場強(qiáng)E的變化情況是是（））A.Q變小，C不變，U不變，E變小B.Q變小，C變小，U不變，E不變C.Q不變，C變小，U變大，E不變D.Q不變，C變小，U變小，E變小【解析】選C.電容器充電電后再斷開開開關(guān)S，其所帶電電荷量不變，由C∝可知，d增大時(shí)，C變小.又因U=，所以U變大.對于場強(qiáng)E,由于E=，U===,所以E===.由以上分析析可知，間間距d增大，E不變化.故C正確，A、B、D錯誤.【典例3】傳感器是把把非電學(xué)量量（如速度度、溫度、壓力力等）的變變化轉(zhuǎn)換成成電學(xué)量的的變化的一種元元件，在自自動控制中中有著相當(dāng)當(dāng)廣泛的應(yīng)用，，如圖所示示是測定液液面高度h的電容式傳傳感器，在導(dǎo)線芯的的外面涂上上一層絕緣緣物質(zhì)，放放入導(dǎo)電液液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)導(dǎo)電液體構(gòu)構(gòu)成電容器器的兩個極極，導(dǎo)線芯芯外面的絕緣物質(zhì)就就是電解質(zhì)質(zhì)，測出電電容器電容容C的變化，就就可以知道道h的變化情況況，兩者的的關(guān)系是（（））A.C增大表示h增大B.C增大表示h減小C.C減小表示h減小D.C減小表示h增大【思路點(diǎn)撥】液面高度h的變化情況況對應(yīng)電容容器的兩極極的正對面面積的變化化情況.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、C.由平行板電電容器的電電容C∝知，ε、d一定定時(shí)時(shí)，，電電容容器器的的電電容容C增大大，，表表明明電電容容器器兩兩極極的的正對對面面積積增增大大了了，，即即液液面面高高度度h增大大，，A正確確，，B錯誤誤；；同同理，，C減小小時(shí)時(shí)，，表表明明電電容容器器兩兩極極的的正正對對面面積積減減小小了了，，即即液液面高高度度h減小小，，C正確確，，D錯誤誤.1.(2010··長沙沙高高二二檢檢測測））如如圖圖所所示示，，平平行行板電電容容器器的的電電容容為為C，極極板板帶帶電電荷荷量量為為Q，極板板間間距距為為d.今在在兩兩板板間間正正中中央央放放一一帶帶電電荷荷量為為q的點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷，，則則它它所所受受到到的的電電場場力力大大小小為（（））A.B.C.D.【解析析】選C.平行行板板間間電電壓壓U=，所所以以兩兩板板間間的的場場強(qiáng)強(qiáng)E==，電電場場力力大大小小F=qE=,故C正確確.2.（2010··澄海海高高二二檢檢測測））如如圖圖所所示示，，將將平平行行板A．電電容容器器的的帶帶電電量量不不變B．塵埃仍保持靜止?fàn)顟B(tài)C．電流計(jì)G中有a到b方向的電流D．電流計(jì)G中有b到a方向的電流【解析】選B、C.平行板電容器與電池組相連，則電容器兩板間的電壓U不變，若將兩板緩慢地錯開一些，則兩板間的正對面積S減小，電容C減小，由Q=CU，得Q減小，故A錯；電容器放電，故C正確，D錯；因d不變，由E=得E不變，塵埃受到的電場力不變，因此塵埃還靜止，故B正確.3.（2010··吉水水高高二二檢檢測測））如如圖圖所所示，，C為中中間間插插有有電電介介質(zhì)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(dǎo)線相連，Q板接地.開始時(shí)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.縮小小a、b間的的距距離離B.加大大a、b間的的距距離離C.取出出a、b兩板板間間的的電電介介質(zhì)質(zhì)D.換一一塊塊形形狀狀大大小小相相同同、、介介電電常常數(shù)數(shù)更更大大的的電電介介質(zhì)質(zhì)【解析析】選B、C.由題題意意可可得得UPQ=Uab;由于于α角增增大大可可知知PQ間場場強(qiáng)強(qiáng)增增大大，，由由U=Ed知UPQ增大大；；由由Q=CU可知知P、Q板帶電荷荷量增多多，由題題意知a、b板和P、Q板帶電荷荷量之和和恒定，，因此a、b板帶電荷荷量一定定減少；；由Q=CU可得電容容器ab的電容一一定減少少；由C=εS/4ππkd，可得出出A、D錯誤，B、C正確.4.（器中所帶電量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線如圖所示，如果該電容器兩端的電壓從40V降低到36V，電容器的電量減少了（）A．0.02CB．0.08CC．0.16CD．0.20C【解析】選A.由電容器電容的定義式C=Q/U=得0.2C/40V=ΔQ/(40-36)V,解得ΔQ=0.02C.故選A.1.（2010·淮安高二二檢測））（5分）如圖圖所示，，讓平行行板電容容器帶電A．一定增增大B．一定C．一定不變D．可能不變【解析】選B.減小兩極板間的距離和在兩極板間插入電介質(zhì)時(shí)，電容C都增大，而Q不變，由U=可得U變小，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角減??；故選B.2.（2008·廣東高考考）（5分）關(guān)于于電容器器的電容容C、電壓U和所帶電電荷量Q之間的關(guān)關(guān)系，以以下說法法正確的的是（））A.C由U確定B.C由Q確定C.C一定時(shí)，，Q與U成正比D.C一定時(shí)，，Q與U成反比【解析】選C.電容器的的電容由由電容器器本身的的構(gòu)造決決定，與與電壓U、電量Q無關(guān)，故故A、B錯；對于于電容器器，若電電容C一定，則則Q與U成正比，，故C對,D錯.3.（5分）如圖圖所示，，電子由由靜止開開始從A板向B板運(yùn)動，，當(dāng)?shù)竭_(dá)達(dá)B板時(shí)速度度為v．保持兩兩板間電電壓不變變，則()A．當(dāng)增大大兩板間間距離時(shí)時(shí)，v增大B．當(dāng)減小小兩板間間距離時(shí)時(shí)，v增大C．當(dāng)改變變兩板間間距離時(shí)時(shí)，v不變D．當(dāng)增大大兩板間間距離時(shí)時(shí)，電子子在兩板板間運(yùn)動動的時(shí)間間增大【解析】選C、D.電容器始始終與電電源相連連，板間間的電壓壓不變，由動動能定理理得qU=mv2,所以不不管怎怎樣改改變兩兩板間間的距離時(shí)時(shí)，v都不變變，故故A、B錯，C正確；；當(dāng)增增大兩兩板間間距離時(shí)，，場強(qiáng)強(qiáng)E=變小，，粒子子運(yùn)動動的加加速度度減小小，所所以電電子在兩兩板間間運(yùn)動動的時(shí)時(shí)間增增大，，故D正確.4.（2009··福建高高考））(5分)如圖所所示，，平行行板電電容器器與電電動勢勢為E的直流流電源源（內(nèi)內(nèi)阻不不計(jì)））連接接，下下極板板接地地.一帶電電油滴滴位于于電容容器中中的P點(diǎn)且?。ǎ〢.帶電油油滴將將沿豎豎直方方向向向上運(yùn)運(yùn)動B.P點(diǎn)的電電勢將將降低低C.帶電油油滴的的電勢勢能將將減少少D.若電容容器的的電容容減小小，則則極板板帶電電量將將增大大【解析】選B.電容器器兩極極板與與電源源始終終相連連，極極板間間電勢差U不變，，據(jù)E=知增大大極板板間距距離，，場強(qiáng)強(qiáng)E減小，，油滴所受受電場場力減減小，，油滴滴沿重重力方方向運(yùn)運(yùn)動，，A錯；P距下極板距距離未未變，，P與下板板間電電勢差差減小小，即即P點(diǎn)電勢降低，B對；油滴向向下運(yùn)動時(shí)時(shí)，電場力力做負(fù)功，，電勢能增增加，C錯；兩極板板距離增大大，電容器器電容減小小，據(jù)Q=CU知電容器極極板帶電量量減少，D錯.5.（5分）如圖，，平行板電電容器的兩兩個極板分分別為A和B，A接地，B板帶有電荷荷量－Q，板間電場場有一固定定點(diǎn)，若將將B板固定，A板下移一些些，或?qū)板固定，B板上移一些些，在這兩兩種情況下下，以下說說法正確的的是()A．A板下移時(shí)，，平行板電電容器的電電容將增大大B．B板上移時(shí)，，平行板電電容器的電電容將減少少C．A板下移時(shí)，，P點(diǎn)的電場強(qiáng)強(qiáng)度不變，，P點(diǎn)電勢降低低D．B板上移時(shí)，，P點(diǎn)的電場強(qiáng)強(qiáng)度不變，，P點(diǎn)電勢降低低【解析】選A、C.不管A板下移還是是B板上移，兩兩板間的距距離都減小小，由C=εS/4πkd可得電容C增大，故A正確，B錯；因Q不變，由U=得U減少；若A板下移時(shí)，，由知E與d無關(guān)，故E不變，P=EdPA,所以P點(diǎn)電勢降低低，C正確；若B板上移時(shí)，，同理E不變，dPA不變，由P=EdPA，故P點(diǎn)電勢不變變，故D錯.6.（6分）在如圖圖所示的實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置(1)若極板B稍向上移動一點(diǎn)，則將觀察到靜電計(jì)指針偏角______（填“變大”或“變小”），此實(shí)驗(yàn)說明平行板電容器的電容隨正對面積的減小而______（填“增大”或“減小”）；(2)若極板B稍向左移動動一點(diǎn)，則則將觀察到到靜電計(jì)指指針偏角______（填“變大大”或“變變小”），，此實(shí)驗(yàn)說說明平行板板電容器的的電容隨極極板間距離離增大而______（填“增大大”或“減減小”）.【解析】（1）充電后的的平行板電電容器的帶帶電量Q不變，若極極板B稍向上移動動一點(diǎn)，將將觀察到靜靜電計(jì)指針針偏角增大大，說明當(dāng)當(dāng)電容器的的正對面積積減小時(shí)，，電壓U增大，由U=Q/C得，電容C減小.（2）若極板B稍向左移動動一點(diǎn)，則則將觀察到到靜電計(jì)指指針偏角減減小，說明明當(dāng)增大兩兩板間的距距離時(shí)，電電壓U增大，由C=Q/U得，電容C減小.答案:（1）變大減減?。ǎ?）變小減減小7.（8分）一個平平行板電容容器帶有4×10-8C的電荷量時(shí)時(shí)，兩極板板間的電壓壓為2V.（1）求該電容容器的電容容.（【解析】（1）C===2×10-8F;（2）Q=CU=2×10-8F×2V=4×10-8C答案：（1）2×10-8F（2）4×10-8C8.（11分）如圖所所示，有的的計(jì)算機(jī)鍵鍵盤的每一個鍵下下面都連一一小塊金屬屬片，與該該金屬片隔有一一定空隙的的是另一塊塊小的固定定金屬片.這兩塊金金屬片組組成一個個小電容可用公式C=計(jì)算，式中常量ε=9×10-12F/m，S表示金屬片的正對面積,d表示兩金屬片間的距離.當(dāng)鍵被按下時(shí)，此電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測測出是哪哪個鍵被被按下了了，從而而發(fā)出相相應(yīng)的信信號.設(shè)每個金金屬片的的正對面面積為50mm2，鍵未按按下時(shí)兩兩金屬片片的距離離為0.6mm.如果電容容變化0.25pF，電子線線路恰能能檢測出出此鍵的的信號,則鍵至少少需要被被按下多多大距離離.【解析】鍵沒有按按下時(shí)電電容器的的電容=0.75×10-12F=0.75pF，鍵被按下下最小距距離Δd時(shí)，電容容C′=C+0.25pF=1pF=1×10-12F而C′=所以d-Δd=Δd=d-εSC′=0.6×10-3m-m=0.6×10-3m-0.45××10-3m=0.15×10-3m=0.15mm答案：0.15mm1.如圖所示示，兩極極板間距距為d的平行板電容器器與一電電源連接接，電鍵鍵K電容器兩極板間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴靜止不動，下列各項(xiàng)敘述中正確的是（）A．微粒帶正電B．?dāng)嚅_電鍵K，則微粒將向下做自由落體運(yùn)動C．?dāng)嚅_電電鍵K后增大兩兩極板間間距至2d，微粒將將向上做做勻加速速運(yùn)動，，加速度度為g/2（g為重力加加速度，，下同））D．保持電電鍵K閉合，減減小兩極極板間距距至d/2，微粒將將向上做做勻加速速運(yùn)動，，加速度度為g【解析】選D.由題意，，K閉合時(shí)，，帶電油油滴在電電場中靜靜止不動，受受力平衡衡即mg=qE，電場力力豎直向向上，而而場強(qiáng)向向下，所以以微粒帶帶負(fù)電，，故A錯；當(dāng)減減小兩極極板間距距至d/2時(shí)，由E=得E變成原來來的2倍則粒子子受到的的合力大大小為mg，方向向向上，產(chǎn)產(chǎn)生的加加速度為為g.故D正確；當(dāng)當(dāng)斷開電電鍵K時(shí)，粒子子還是受受電場力力和重力力，故不不可能做做自由落落體運(yùn)動動，故B錯；當(dāng)增增大兩極極板間距距至2d時(shí)，電場場強(qiáng)度E不變，粒子還靜靜止不動，故故C錯.2.如圖所示，一一水平放置的A.P點(diǎn)的電勢降低低B.兩板間的場強(qiáng)強(qiáng)不變C.點(diǎn)電荷的電勢勢能減少D.極板所帶的電電量增加【解析】選A、C、D.電容器一直與與電源相連，，則電容器的電壓U不變，將負(fù)極極板向下移動動時(shí)，則電容容C增大，由Q=CU可知極板所帶帶的電荷量Q增大,故D正確；由E=可得E增大，故B錯；由P=-E·dP可得P點(diǎn)的電勢降低低，由εP=qP知P點(diǎn)的電勢能也也減少，故A、C正確.3.某一電容器標(biāo)標(biāo)注的是“A.該電容器可在300V以下電壓時(shí)正常工作B.該電容器只能在300V