- 电场:电流
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如图所示的实验装置中,平行板电容器两极板的正对面积为S,两极板的间距为d,电容器所带电荷量为Q,电容为C,静电计指针的偏转角为φ,平行板中间悬挂了一个带电小球,悬线与竖直方向的夹角为θ,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由C=可知,当A极板远离B板平移一段距离,增大d时,电容C减小,根据Q=CU知U增大,则Φ增大;但由于当电量不变,只改变d时,场强不变;故θ不变;故A正确;
B、若增大电荷量,根据Q=CU知电压增大,所以静电计指针张角变大,B错误;
C、当A极板向向上平移一小段距离后,知电容C减小,根据Q=CU知电压增大,静电计指针张角变大,C正确;
D、在两板间插入云母片后,电容C增大,根据Q=CU知电压U减小,板间场强E= 减小,小球的摆线与竖直方向的偏转角θ变小,φ也减小,D错误;
故选:AC.
对于给定的电容器,描述其电量Q,电压U和电容C之间关系正确的是图中的哪个图( )
正确答案
解析
解:A、电容的定义式为C=,C与Q和U无关,Q与U成正比.故B正确,A错误.
C、U是电容器两端的电势差,其大小和C及带电量均有关系,并不是随C的增大而保持不变的;故C错误;
D、由Q=UC可知,C一定时,Q和U成正比;故D错误;
故选:B.
如图所示,是研究平行板电容器电容的实验装置,其中极板A接地,极板B与静电计相接,静电计外壳也接地.在实验中,若将A极板稍向左移动一些,增大电容器两极板间的距离,电容器所带的电量可视为不变,这时可观察到静电计金属箔张角会______;两极板间的距离增大后,两极板间的电场强度______.(填“变大”“变小”或“不变”)
正确答案
变大
不变
解析
解:根据C=,增大电容器两极板间的距离,电容C变小,根据U=
,电势差增大,所以静电计金属箔张角会变大.根据E=
=
,知电场强度不变.
故本题答案为:变大,不变.
(2015秋•太原校级月考)置于真空中(相对介电常数为1)的两块带电的金属板,相距1cm,面积均为10cm2,带电量分别为Q1=2×10-8C,Q2=-2×10-8C,求
(1)该平行板电容器的电容
(2)极板间电场强度的大小
(3)若在两板之间放一个电量q=5×10-9C的点电荷,求金属板对点电荷的作用力大小.
正确答案
解:(1)由平行板电容器的电容公式,
代入数据可得:C=8.85×10-13F=0.885pF
(2)由公式和公式
,
,
联立以上公式,整理得:
代入数据得,E=2.26×106 V/m
(3)由F=qE
代入数据得,F=1.13×10-2N
答:(1)该平行板电容器的电容是0.885pF;
(2)极板间电场强度的大小是2.26×106V/m;
(3)金属板对点电荷的作用力大小是1.13×10-2N.
解析
解:(1)由平行板电容器的电容公式,
代入数据可得:C=8.85×10-13F=0.885pF
(2)由公式和公式
,
,
联立以上公式,整理得:
代入数据得,E=2.26×106 V/m
(3)由F=qE
代入数据得,F=1.13×10-2N
答:(1)该平行板电容器的电容是0.885pF;
(2)极板间电场强度的大小是2.26×106V/m;
(3)金属板对点电荷的作用力大小是1.13×10-2N.
用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器C1和C2充电,已知C1<C2.当达到稳定状态时,两电容器每板的带电量分别为Q1和Q2,则( )
正确答案
解析
解:由C=得,Q=CU,U相同,C1<C2.则Q1<Q2.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
如图所示,平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,两极板间距离为d,今在距两极板的中点
处放一电荷q,则( )
正确答案
解析
解:A、B由C=得,电容器板间电压U=
,则板间场强E=
=
,故q所受电场力的大小为F=qE=
.故A正确,B错误.
C、D由于平行板电容器不是点电荷,不能用E=k求解板间场强.故CD均错误.
故选A
电容器的电容可由公式C=定义,关于此式下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:电容是电容器本身的性质,由电容器本身决定,而与带电量与电压无关,故ACD错误,B正确;
故选:B.
电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示、Q是绝缘支架,薄金属膜肘和固定电极N形成一个电容器,被直流电源充电,当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流、当膜片向右运动的过程中,则( )
正确答案
解析
解:A、根据电容的决定式,知当膜片向右运动,d变小,电容变大.故A错误.
B、电容始终接在电源的两端,电势差不变,根据Q=CU,知电量增大,所以导线AB中有向左的电流.故C正确,B错误.
D、R下端接高电势,故下端的电势要高;故D错误;
故选:C.
关于电容器的电容,正确的说法是( )
正确答案
解析
解:A、电容器本身的特性决定,与两极板间的电压、所带的电荷量无关,故A错误.
B、不超过耐压的情况下,一固定的电容器上充的电量与两极间的电压成正比,故B正确.
C、电容器本身的特性决定,与两极板间的电压、所带的电荷量无关,故C错误.
D、电容器本身的特性决定,与两极板间的电压、所带的电荷量无关.故D错误.
故选:B
关于电容器以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:电容器的决定式C=可知:
A、电容器两极板正对面积变大时,电容变大;故A错误;
BD、电容器两极板间距离增大时,电容减小;故B正确;D错误;
C、电容的单位是法拉第;故C错误;
故选:B.
关于平行板电容器的电容,利用控制变量法研究影响平板电容器电容的因素,设两板正对面积为S,两板间的距离为d,静电计的偏角为Θ,极板所带电荷为Q
(1)保持Q和d不变,正对面积S减小,电势差U______,电容C______(变大,变小,不变)
(2)保持Q和S不变,插入介质后,电势差U______,电容C______静电计的偏角为 θ______(变大,变小,不变)
正确答案
增大
变小
减小
增大
变小
解析
解:(1)根据电容的决定式C=得知,电容与极板的正对面积成正比,当保持d不变,减小S时,电容减小,电容器极板所带的电荷量Q不变,则由电容的定义式分析可知板间电势差增大;
(2)根据电容的决定式C=得知,电容与极板间距离成反比,当保持S不变,插入介质后电容增大,电容器的电量Q不变,由电容的定义式分析可知板间电势差减小,则静电计指针的偏角θ变小;
故答案为:(1)增大;变小;(2)减小;增大;变小.
如图所示的电路中,C2=2C1,R2=R1,
①开关处于断开状态,电容器C2的电荷量大于C1的电荷量
②开关处于断开状态,电容器C1的电荷量大于C2的电荷量
③开关处于接通状态,电容器C2的电荷量大于C1的电荷量
④开关处于接通状态,电容器C1的电荷量大于C2的电荷量
以上说法都正确的是( )
正确答案
解析
解:当开关处于断开状态时,电容器C1与R1,C2与R2分别串联,然后再并联,电源对电容器C1、C2充电完毕电路达稳态后,两条支路均无电流通过,因此电阻上不再分压,两电容器上的电压均为电源电动势,所以=
=
=
.故①正确.②错误
当开关处于接通状态时,电路结构为电容器C1与R2并联、C2与R1并联,支路再串联,当电容器被充电完毕电路达稳定状态后,直流电路通过R1、R2形成通路,电容器C1两端的电压与电阻R2两端的电压相等,电容器C2两端的电压与电阻R1两端的电压相等,=
=
.因此③是正确的,④错误.
故选:C.
一个平行板电容器的带电量由1.8×10-8库仑增大到3.6×10-8库仑,两极板的电压增大了60伏,这个电容器的电容C=______皮法.
正确答案
300
解析
解:根据电容的定义式C=得,C=
.
故答案为:300.
如图所示的电路,闭合开关S,待电路稳定后,电容器C两级板带有一定电荷,要使电容器所带电荷量减少,以下方法可行的是( )
正确答案
解析
解:A、只减小R1,其他不变,电路中的电流变大,R2两端的电压增大,根据Q=CU2,知电容器所带的电量增大.故A错误.
B、只增大R3其他不变,对电路结构没有影响;故电量不变;故B错误;
C、减小ab间的距离,根据C=,知电容C增大,而两端间的电势差不变,所以所带的电量增大.故C错误.
D、增大ab间的距离,根据C=,知电容C减小,而两端间的电势差不变,所以所带的电量减小.故D正确;
故选:D.
两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,接通开关S,电源即给电容器充电( )
正确答案
解析
解:A、保持S接通,则两板间的电势差不变,因d减小,由E=可知,两极板间的电场的电场场强增大,故A错误;
B、保持S接通,两板间的电势差不变,在减小正对面积,则电容减小,则由Q=UC可知极板上的电量减小,故B错误;
C、断开S,两板上所带电量不变,减小距离d,电容增大,但根据E==
=
可知电场强度保持不变;故C错误;
D、断开S,减小正对面积,则电容减小,电量不变,U增大;故D正确;
故选:D.
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