- 电场:电流
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如图所示,若将平行板电容器的A、B两板稍微错开些,使正对面积减小的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据公式C=,可知,当极板之间的正对面积减小的过程中,电容器的电容将减小.故A错误;
B、由图可知,电容器的极板始终与电源的两极相连,极板间的电势差保持不变,根据公式:Q=CU,可知电容减小则极板上的电量减小.故B正确;
C、由图可知,电容器的极板始终与电源的两极相连,极板间的电势差保持不变.故C错误;
D、极板间的电势差保持不变,极板之间的正对面积减小的过程中极板之间的距离没有减小,所以由E=可知两极板间电场强度不变,故D错误.
故选:B
一个平行板电容器,使它每个极板所带电荷量从Q1=3×10-5C增加到Q2=3.6×10-5C时,两极板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V,这个电容器的电容多大?如要使两极板间的电势差从10V降到6V,则每极板需减少多少电荷量?
正确答案
解:由得:
使两极板间的电势差从10V降到6V,每极板需减少的电荷量是△Q=C•△U=3×10-6×(10-6)C=1.2×10-5C
答:这个电容器的电容是3μF,使两极板间的电势差从10V降到6V,每极板需减少的电荷量是1.2×10-5C.
解析
解:由得:
使两极板间的电势差从10V降到6V,每极板需减少的电荷量是△Q=C•△U=3×10-6×(10-6)C=1.2×10-5C
答:这个电容器的电容是3μF,使两极板间的电势差从10V降到6V,每极板需减少的电荷量是1.2×10-5C.
已知两个电容C1=0.20uF,C2=0.30uF,C1的电压为10V,两电容并联时的电容为______,电容组共储存电能______,两电容串联时的总电容为______,电容组共储存电能______.
正确答案
0.50uF
2.5×10-5J
0.12μF
1.67×10-5J
解析
解:两电容并联时,相对于扩大了电容器的极板的面积,所以并联后的电容是两个电容器电容的和,所以:
C并=C1+C2=0.20μF+0.30μF=0.50μF
两电容串联时,相对于增大了电容器的极板之间的距离,所以串联后的电容的倒数是两个电容器电容的倒数的和,即:
得:
并联时电容组共储存电能,J
串联时两个电容器极板上的电荷量相等,由q=CU可知:C1U1=C2U2
所以:V
串联时,C1储存的电能:J
C2储存的电能:J
串联时电容组共储存电能:J
故答案为:0.50μF;2.5×10-5J;0.12μF;1.67×10-5J
根据电容器的电容的定义式C=,可知( )
正确答案
解析
解:
A、D、根据电容的定义式C=,采用的是比值法定义,可知C与Q、U无关.故A正确,D错误.
B、电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,由电容器本身决定,C与Q无关.故B错误.
C、电容器不带电时,其电容不为零,故C错误.
故选:A.
如图所示的电路,其中电源的电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻R1=6Ω,R2=4Ω,电容器的电容C=2μF.开关S是闭合的,现将开关S断开,求:
(1)开关S闭合时,电容器所带的电荷量;
(2)开关S断开后,电源释放的电能.
正确答案
解:(1)电键闭合时,根据闭合电路欧姆定律,有:
I==
=1A;
电容器的电压:
U1=IR2=1×2=2V;
带电量为:
Q1=CU1=0.5×10-6F×2V=10-6C
(2)断开开关后,电容器电压:
U2=E=6V;
带电量为:
Q2=CU2=0.5×10-6F×6V=3×10-6C
做电容器的Q-U图,如图所示:
Q-U图象与时间轴包围的面积表示储存的电能,故增加的电能为:
△E=Q2U2-Q1U1=3×10-6C×6V-10-6C×2V=1.6×10-5J
充电过程电阻R1消耗的电能忽略不计,故电源释放的电能约为1.6×10-5J;
答:(1)开关S闭合时,电容器所带的电荷量是10-6C;
(2)开关S断开后,电源释放的电能1.6×10-5J.
解析
解:(1)电键闭合时,根据闭合电路欧姆定律,有:
I==
=1A;
电容器的电压:
U1=IR2=1×2=2V;
带电量为:
Q1=CU1=0.5×10-6F×2V=10-6C
(2)断开开关后,电容器电压:
U2=E=6V;
带电量为:
Q2=CU2=0.5×10-6F×6V=3×10-6C
做电容器的Q-U图,如图所示:
Q-U图象与时间轴包围的面积表示储存的电能,故增加的电能为:
△E=Q2U2-Q1U1=3×10-6C×6V-10-6C×2V=1.6×10-5J
充电过程电阻R1消耗的电能忽略不计,故电源释放的电能约为1.6×10-5J;
答:(1)开关S闭合时,电容器所带的电荷量是10-6C;
(2)开关S断开后,电源释放的电能1.6×10-5J.
如图所示,有三块大小相同平行导体板A、B、C,其中A与B间距是B与C间距的一半,且A、B两板所构成的电容器的电容为10-2μF,电池电压为2V,求A、B两板上的电荷量分别为多少?
正确答案
解:根据可知
电容器AB的带电荷量Q1=CABU=10-2×10-6×2C=2×10-8C
其中A板带负电,B板带正电
电容器BC的带电荷量Q2=CBCU=5×10-3×10-6×2C=1×10-8C
其中B板带正电,C板带负电
所以A板电荷量QA=-Q1=-2×10-8C
B板电荷量QB=Q1+Q2=3×10-8C
解析
解:根据可知
电容器AB的带电荷量Q1=CABU=10-2×10-6×2C=2×10-8C
其中A板带负电,B板带正电
电容器BC的带电荷量Q2=CBCU=5×10-3×10-6×2C=1×10-8C
其中B板带正电,C板带负电
所以A板电荷量QA=-Q1=-2×10-8C
B板电荷量QB=Q1+Q2=3×10-8C
如图所示,两平行金属板水平放置并接到电源上,一个带电微粒P位于两板间恰好平衡,现用外力将P固定住(保持其电荷量不变),然后使两板各绕其中点转过α角,如图中虚线所示,再撤去外力以后,则P在两板间( )
正确答案
解析
解:设初状态极板间距是d,旋转α角度后,极板间距变为dcosα,所以电场强度E′=,而且电场强度的方向也旋转了α,由受力分析可知,竖直方向仍然平衡,水平方向有电场力的分力,所以微粒水平向左做匀加速直线运动.则微粒的重力势能不变,向左做匀加速直线运动过程中,电场力做正功,则电势能减小.故A、D正确,B、C错误.
故选AD.
在图所示的电路中,U=8V不变,电容器电容C=2μF,R1:R2=3:5,则电容器带的电量为( )
正确答案
解析
解:电容器的电压等于电阻R2两端的电压,为:
U2=U=
×8=5V
则电容器的带电量为:
Q=CU2=2×10-6×5C=1×10-5C
故选:B
平行板电容器两极板与静电计的连接如图所示,对电容器充电,使静电计张开一定角度,撤去电源,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、撤去电源,电容器所带的电荷量不变,增大两极板间的距离,根据C=知,电容减小,根据U=
知,电容器两端的电势差变大,静电计指针张角变大,故A正确.
B、减小两极板间的距离,根据C=知,电容增大,根据U=
知,电容器两端的电势差减小,静电计指针张角变小,故B错误.
C、将两极板错开一些,根据C=知,电容减小,根据U=
知,电容器两端的电势差变大,静电计指针张角变大,故C正确.
D、将某电介质插入极板间,根据C=知,电容增大,根据U=
知,电容器两端的电势差减小,静电计指针张角变小,故D错误.
故选:AC.
某电容器上标有“1.5μF,9V”,则该电容器( )
正确答案
解析
解:
A、B、由题意可知,电容器最大承受电压为9V;则由电容的定义式C=,得Q=CU=1.5×10-6×9C=1.35×10-5C,知所带的电荷量不能超过1.35×10-5C.故A正确,B错误.
C、9V是电容器的额定电压,即能承担的最大电压,所加的电压不能超过9V.但可以小于9V,故C错误.
D、9V是电容器的额定电压,不是击穿电压.故D错误.
故选:A.
关于电容的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电容器的电容与电容器所带的电量、电容器两端间的电势差无关,故A错误;
B、当电容器所带的电量增大,电势差也增大,两者的比值(即电容)不变,故B错误;
C、电容器都有一定的击穿电压,当U增大时,Q不可能无限增大;
D、两个相互靠近彼此绝缘的人,虽然不带电,但它们之间有电容,故D正确;
故选D.
在如图所示的电路中,电源的电动势E=30V,内阻r=1.0Ω,R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω,电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量.
正确答案
解:由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为:
电源的端电压:
电阻R3两端的电压:
则:
答:接通电键K后流过R4的总电量为2×10-3C
解析
解:由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为:
电源的端电压:
电阻R3两端的电压:
则:
答:接通电键K后流过R4的总电量为2×10-3C
某位移式传感器的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,平行金属板A、B和介质P构成电容器,当可移动介质P向左匀速移出的过程中( )
正确答案
解析
解:介质P向右匀速移出的过程中,根据电容的决定式C=,分析可知电容变小,而电容器的电压不变,由C=
分析可知其电荷量变小,电容器处于放电状态,则流过电阻R的电流方向从M到N,M点的电势比N点的电势高.
故选:C
电容式键盘是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的( )
正确答案
解析
解:由电容的决定式C=可知,与两极板间距离、板间电介质和正对面积有关,与板间电压无关,电容式键盘是通过改变两极板间距离来改变电容的.故A正确,BCD错误.
故选:A
(2015秋•临沂校级月考)如图所示,已知平行板电容器两极板间距离d=4mm,A板带正电,两极板间的电势差为120V,若它的电容为3μF,且P到A板距离为1mm.求:
(1)电容器的带电量;
(2)一个电子在P点具有的电势能;(e=1.6×10-19C)
(3)一个电子从P点由静止出发到A板获得的动能.(e=1.6×10-19C)
正确答案
解:(1)根据电容的定义式C=,得:Q=CU
代入数据得:Q=3.6×10-4C.
(2)由电势能的表达式:EP=ϕPq=UPBq,而
,
代入数据得:
(3)电子从B板出发到A板,电场力对电子做正功eU,根据动能定理得:
EkA=eUAP=4.8×10-18J
答:(1)电容器的带电量是3.6×10-4C;
(2)一个电子在P点具有的电势能是1.44×10-17J;
(3)一个电子从P点由静止出发到A板获得的动能是4.8×10-18J
解析
解:(1)根据电容的定义式C=,得:Q=CU
代入数据得:Q=3.6×10-4C.
(2)由电势能的表达式:EP=ϕPq=UPBq,而
,
代入数据得:
(3)电子从B板出发到A板,电场力对电子做正功eU,根据动能定理得:
EkA=eUAP=4.8×10-18J
答:(1)电容器的带电量是3.6×10-4C;
(2)一个电子在P点具有的电势能是1.44×10-17J;
(3)一个电子从P点由静止出发到A板获得的动能是4.8×10-18J
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