高一物理 電專(zhuān)題提升 專(zhuān)題08 平行板電容器問(wèn)題

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精PAGE專(zhuān)題08平行板電容器問(wèn)題一：專(zhuān)題概述本專(zhuān)題圍繞對(duì)電容器概念的理解，電容器的圖象問(wèn)題,平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，電容器及二極管的綜合問(wèn)題及電容器中的電荷平衡問(wèn)題等相關(guān)問(wèn)題來(lái)訓(xùn)練。通過(guò)訓(xùn)練以達(dá)到對(duì)電容器的理解及應(yīng)用有更進(jìn)一步的理解。二：典例精講1．對(duì)電容器的理解典例1：電容器A的電容比電容器B的電容大，這說(shuō)明（）A.所帶的電荷量比B多B。A比B能容納更多的電荷量C。A的體積比B大D.兩電容器的電壓都改變1V時(shí),A的電荷量改變比B的大【答案】D2．電容器的圖象問(wèn)題典例2：如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地,正極板與靜電計(jì)相連,兩板間有一個(gè)正檢驗(yàn)電荷固定在P點(diǎn).以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)，W表示正檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能.若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0的過(guò)程中,下列各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象中,正確的是 ()【答案】C3．電容動(dòng)態(tài)變化分析問(wèn)題典例3：某實(shí)驗(yàn)小組用圖示裝置探究影響平行板電容器電容的因素.若兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，假定極板所帶電荷量不變，下列判斷中正確的是A。保持S不變,增大d,則C變小，θ變大B.保持S不變，增大d，則C變大,θ變小C.保持d不變，減小S，則C變小,θ變大D。保持d不變，減小S,則C變大，θ變小【答案】AC【解析】根據(jù)電容的決定式得知，電容與極板間距離成反比，當(dāng)保持S不變,增大d時(shí)，電容減小,因極板所帶電荷量Q不變,由電容的定義式，分析可知板間電勢(shì)差增大，靜電計(jì)指針的偏角θ變大．故A正確，B錯(cuò)誤．根據(jù)電容的決定式得知，電容與極板的正對(duì)面積成正比,當(dāng)保持d不變，減小S時(shí)，電容C減小,極板所帶電荷量Q不變，則由電容的定義式，可知板間電勢(shì)差U增大，靜電計(jì)指針的偏角θ變大．故C正確，D錯(cuò)誤．故選AC．4．含二極管電路問(wèn)題典例4：如圖所示，平行板電容器AB兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和理想二極管串聯(lián)接在電源上,已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦?，一帶電小球沿AB中心水平射入,打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略,現(xiàn)通過(guò)上下移動(dòng)A板來(lái)改變兩極板AB間距(兩極板仍平行），則下列說(shuō)法正確的是A.若小球帶正電,當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N的左側(cè)B.若小球帶正電，當(dāng)A、B間距減小時(shí),小球打在N的右側(cè)C.若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球可能打在N的右側(cè)D.若小球帶負(fù)電,當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球可能打在N的左側(cè)【答案】C5．電容器中的平衡問(wèn)題典例5：如圖所示,豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細(xì)線將帶電小球q懸掛在極板間，閉合開(kāi)關(guān)S后懸線與豎直方向夾角為θ．則有A。保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A板向右平移，θ不變B.保持開(kāi)關(guān)S閉合,將A板向左平移，θ變小C。先閉合開(kāi)關(guān)S,然后斷開(kāi)，將A板向右平移,θ不變D。先閉合開(kāi)關(guān)S，然后斷開(kāi),將A板向右平移，θ變小【答案】BC保持開(kāi)關(guān)S閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，將A板向右移動(dòng)，d減小，則電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電場(chǎng)力增大,根據(jù)共點(diǎn)力平衡知，角變大，反之向左移動(dòng)，角變小,A錯(cuò)誤B正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,電荷量不變,根據(jù)聯(lián)立解得,故電場(chǎng)強(qiáng)度大小與兩極板間的距離無(wú)關(guān)，故電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以移動(dòng)A板,角不變，C正確D錯(cuò)誤．三總結(jié)提升平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題常見(jiàn)的類(lèi)型有兩種情況：一是電容器始終和電源連接,此時(shí)U恒定；二是電容器充電后電源斷開(kāi)，此時(shí)Q恒定。運(yùn)用電容的定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路:1。確定不變量,分析是電勢(shì)差不變還是所帶電荷量不變.（1)平行板電容器充電后繼續(xù)保持電容器兩極板與電源兩極相連接,則電容器兩端的電勢(shì)差U不變。（2）平行板電容器充電后切斷與電源的連接，則電容器所帶的電荷量Q不變.2。用決定式C=分析平行板電容器電容的變化。3.用定義式C=分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化.4.用E=分析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化.四提升專(zhuān)練1.“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是A.平板正對(duì)面積減小時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小B。靜電計(jì)可以用電壓表替代C。靜電計(jì)所帶電量與平行板電容器電量不相等D。靜電計(jì)測(cè)量的是平行板電容器所帶電量【答案】C2。(多選)如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)，水平放置的平行板電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)．為了使液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，下列操作可行的是（）．A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān),將兩板間的距離拉大一些B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開(kāi)一些C．保持開(kāi)關(guān)閉合，將兩板間的距離減小一些D．保持開(kāi)關(guān)閉合，以?xún)砂甯髯缘淖髠?cè)板沿為軸，同時(shí)向上(即逆時(shí)針?lè)较?轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度【答案】BC【解析】帶電液滴受到豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，有Eq＝mg。兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f（U，d）,保持開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，U不變，當(dāng)兩板間的距離d減小時(shí)，E變大，此時(shí)Eq〉mg,液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，C正確;保持開(kāi)關(guān)閉合，以?xún)砂甯髯缘淖髠?cè)板沿為軸，同時(shí)向上（即逆時(shí)針?lè)较?轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度，E的大小不變,但方向變了,此時(shí)液滴不會(huì)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，所以D錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容器的電荷量Q不變，E與d無(wú)關(guān),所以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板間的距離拉大一些,仍有Eq＝mg，液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開(kāi)一些,此時(shí)兩板的正對(duì)面積S變小,E變大，此時(shí)Eq〉mg，所以液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，B正確．3.一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板間的電勢(shì)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【答案】B4.(多選）將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示．下列說(shuō)法正確的是（)．A．保持U不變,將d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半B．保持E不變,將d變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則U變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍C．保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則U變?yōu)樵瓉?lái)的一半D．保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半【答案】AD【解析】由E＝eq\f（U,d）知，當(dāng)U不變，d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍時(shí)，E變?yōu)樵瓉?lái)的一半，A項(xiàng)正確；當(dāng)E不變，d變?yōu)樵瓉?lái)的一半時(shí)，U變?yōu)樵瓉?lái)的一半，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電容器中d不變時(shí)，C不變，由C＝eq\f(Q,U)知，當(dāng)Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍時(shí)，U變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Q變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則U變?yōu)樵瓉?lái)的一半，E變?yōu)樵瓉?lái)的一半,D項(xiàng)正確．5。(多選）如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E′的直流電源(內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地,靜電計(jì)所帶電荷量很少，可被忽略．一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)．現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則（)．A．平行板電容器的電容將變小B．靜電計(jì)指針張角變小C．帶電油滴的電勢(shì)能將減少D．若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開(kāi)，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變【答案】ACD6.如圖所示，兩塊平行板A、B之間距離為d，加在兩板間的電壓為U，并將B板接地作為零電勢(shì),現(xiàn)在正電荷q逆著電場(chǎng)線方向由A板移到B板，若用x表示移動(dòng)過(guò)程中該正電荷到A距離，其電勢(shì)能EP隨x變化圖線為下列圖中哪一個(gè)（）A.B。C。D。【答案】B【解析】將B板接地作為零電勢(shì)，把正電荷q逆著電場(chǎng)線方向由A板移到B板，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能隨x均勻增大，到達(dá)B板時(shí)，電勢(shì)能為零，B正確、ACD錯(cuò)誤。故選：B.7.(多選)給平行板電容器充電，斷開(kāi)電源后A極板帶正電，B極板帶負(fù)電．板間一帶電小球C用絕緣細(xì)線懸掛,如圖所示．小球靜止時(shí)與豎直方向的夾角為θ，則(）．A．若將B極板向右平移少許，電容器的電容將減小B．若將B極板向下平移少許，A、B兩板間電勢(shì)差將增大C．若將B極板向下平移少許，夾角θ將變大D．輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\(yùn)動(dòng)【答案】ABC8.（多選）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器兩正對(duì)極板的間距為d，電容器所帶電荷量為Q,電容為C，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角為，平行板中間懸掛了一個(gè)帶電小球，懸線與豎直方向的夾角為，下列說(shuō)法正確的是A。若增大d，或者將左邊極板向上提一些,Q均不變B.若減小d，或者將左邊極板向下提一些，C均會(huì)減小C.將左邊極板向上提一些時(shí)，則增大，增大D.在兩極板間插入云母片時(shí)，則不變,減小【答案】AC9.（多選）如圖所示，A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計(jì).開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度。下列操作可使指針張開(kāi)角度增大一些的是（）A．保持開(kāi)關(guān)S閉合,將R上的滑片向右移動(dòng)B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板分開(kāi)一些C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板的正對(duì)面積減小一些D．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開(kāi)一些【答案】BC【解析】靜電計(jì)的指針張角與電容器的電壓有關(guān)，電壓越大，夾角越大。保持開(kāi)關(guān)S閉合,電容器的電壓不變，靜電計(jì)的指針張角不變，故A、D錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,電容器所帶電荷量不變，將A、B兩極板分開(kāi)一些,d增大，由可知,C減小，Q不變，所以U增大,夾角增大，故B正確；兩板正對(duì)面積S變小，C減小，Q不變,所以U增大,夾角變大，故D正確。10.如圖，D為一理想二極管（正向電阻為0，反向電阻無(wú)窮大),平行金屬板M、N水平放置，兩板之間有一帶電微粒以速度v0沿圖示方向做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),將M板迅速向上平移一小段距離,則此后微粒的運(yùn)動(dòng)情況是（）A。沿軌跡①運(yùn)動(dòng)B。沿軌跡②運(yùn)動(dòng)C.沿軌跡③運(yùn)動(dòng)D。沿軌跡④運(yùn)動(dòng)【答案】B11.如圖所示為研究決定平行板電容器電容因素的實(shí)驗(yàn)裝置．兩塊相互靠近的等大正對(duì)平行金屬平板M、N組成電容器，板N固定在絕緣座上并通過(guò)導(dǎo)線與靜電計(jì)中心桿相接，板M和靜電計(jì)的金屬殼都通過(guò)導(dǎo)線接地，板M上裝有絕緣手柄，可以執(zhí)手柄控制板M的位置．給電容器充上一定的電荷，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度．若僅將兩極板間的距離增大，則靜電計(jì)指針的偏角將_____(選填“變大”、“不變”或“變小”);若僅將M沿平行板面方向移動(dòng)一段距離以減小兩極板間的正對(duì)面積，則靜電計(jì)指針的偏角將_____（選填“變大"、“不變”或“變小”)；若在兩板板間插入云母片，且保持其他條件不變,則靜電計(jì)指針的偏角將_____（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若在兩極板間插入一塊不與兩板接觸的厚金屬板P,且保持其他條件不變，則靜電計(jì)指針偏角將_____(選填“變大”、“不變"或“變小”），插入后金屬板P內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)____．【答案】變大變大變小變小0【解析】只將板間距離d增大，由電容的決定式C=?S/4πkd分析得知，電容減小，電量Q不變，則由C=Q/U分析得到板間電勢(shì)差U增大,靜電計(jì)指針張角變大；只將M沿平行板面方向移動(dòng)一段距離以減小兩極板間的正對(duì)面積S，由電容的決定式C=?S/4πkd分析得知，電容減小,電量Q不變，則由C=Q/U分析得到板間電勢(shì)差U增大，靜電計(jì)指針張角變大;若在兩板板間插入云母片,且保持其他條件不變，由電容的決定式C=?S/4πkd分析得知，電容增大，電量Q不變，則由C=Q/U分析得到板間電勢(shì)差U減小，靜電計(jì)指針張角變?。蝗粼趦蓸O板間插入一塊不與兩板接觸的厚金屬板P，且保持其他條件不變,相當(dāng)于極板間距減小,由電容的決定式C=?S/4πkd分析得知,電容增大，電量Q不變,則由C=Q/U分析得到板間電勢(shì)差U減小，靜電計(jì)指針張角變??；插入后金屬板處于靜電平衡狀態(tài)，所以P內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零。1