- 电场:电流
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平行板电容器连接在电池两极上充电后断开电源,当两极间的距离增大时( )
正确答案
解析
解:A、根据C=知,两板间的距离增大,则电容减小.故A错误.
B、因为平行板电容器连接在电池两极上充电后断开电源,所以电容器的电荷量不变.故B正确
C、根据:得:
,Q不变,C减小,所以电容器两极板间的电势差增大,故C错误.
D、根据C=,
,E=
,联立得:
,电量不变,d增大,对电场强度没有影响.故D正确.
故选:BD.
在如图的电路中,电源的电动势E=6.0V,内阻r=1.0Ω,电阻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:
(1)K断开时R3两端的电压;
(2)接通电键K后流过R4的总电荷量.
正确答案
解:(1)依据题意
电路中的总电流:I总=
路端电压:U=E-I总r
电容器两板间电压等于R3两端电压
UC=U3=U
代入数值得UC=4V
(2)流过R4的电荷量为:Q=CUC
得:Q=4×10-4C
答:
(1)K断开时R3两端的电压4V.
(2)接通电键K后流过R4的总电荷量4×10-4C.
解析
解:(1)依据题意
电路中的总电流:I总=
路端电压:U=E-I总r
电容器两板间电压等于R3两端电压
UC=U3=U
代入数值得UC=4V
(2)流过R4的电荷量为:Q=CUC
得:Q=4×10-4C
答:
(1)K断开时R3两端的电压4V.
(2)接通电键K后流过R4的总电荷量4×10-4C.
如图所示,平行板电容器与电压为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )
正确答案
解析
解:A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,由于电容器两板间电压不变,根据E=得知板间场强减小,油滴所受的电场力减小,则油滴将向下运动.故A错误.
B、由带电油滴原来处于平衡状态可知电场力向上,油滴向下运动,要克服电场力做功,故电势能会增加,故B错误;
C、P点的电势等于P点与电势零点的电势差,由于PB间的距离不变,电场强度减小,根据U=Ed,P点的电势减小了,故C正确;
D、根据Q=Uc,由于电势差不变,电容器的电容减小,故带电量减小,故D错误;
故选:C.
两个较大的平行板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正负极上,开关S闭合时质量为m,带电量为-q的油滴恰好静止在两板之间,如图所示.在保持其他条件不变的情况下,将两板缓慢地水平错开一些,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、将两板缓慢地错开一些,两板正对面积减小,根据电容的决定式C= 得知,电容减小,而电压仍然等于电源的电动势不变,故A正确;
B、由于电容器板间电压和距离不变,则由E=,知板间场强不变,油滴所受电场力不变,仍处于静止状态.故B正确;
C、由C= 知,电容器带电量减小,电容器处于放电状态,电路中产生顺时针方向的电流,则电流计中有a→b的电流.故C正确,D错误.
故选:ABC.
如下图所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电量Q、电压U 和电容C三者的关系,正确的图象有( )
正确答案
解析
解:由电容的定义式C=知,电容器电容的大小与电容的带电量Q以及电容器两极板之间的电压无关,电容器电容的决定式为:C=
,则知给定的电容器,其电容不变.根据式C=
可有:Q=CU,由于电容C不变,因此电量Q和电压U成正比,故CD正确;AB错误
故选CD.
把一电容器C接在220V的交流电路中,为了保证电容不被击穿,电容器C的耐压值是多少?
正确答案
解:正弦式交流电的最大值是有效值的倍,则知电压的最大值为220
V,所以电容器要能正常工作,其耐压值必须不低于220
V.
答:为了保证电容不被击穿,电容器C的耐压值不低于220V.
解析
解:正弦式交流电的最大值是有效值的倍,则知电压的最大值为220
V,所以电容器要能正常工作,其耐压值必须不低于220
V.
答:为了保证电容不被击穿,电容器C的耐压值不低于220V.
如图所示,一平行板电容器接在U=12V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3m,取g=10m/s2,求:
(1)该电容器所带电量.
(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电量为多少?带何种电荷?
正确答案
解:
(1)由电容的定义式C=得,电容器所带电量Q=CU=3.0×10-10×12C=3.6×10-9C.
(2)由E=得,板间电场强度E=
对于带电微粒,由平衡条件得,qE=mg
则q==
C=2×10-6C
由于电容器上板带正电,场强方向向下,微粒所受电场力方向竖直向上,则该电荷带负电.
答:(1)该电容器所带电量3.6×10-9C.
(2)该微粒带电量为2×10-6C,带负电荷.
解析
解:
(1)由电容的定义式C=得,电容器所带电量Q=CU=3.0×10-10×12C=3.6×10-9C.
(2)由E=得,板间电场强度E=
对于带电微粒,由平衡条件得,qE=mg
则q==
C=2×10-6C
由于电容器上板带正电,场强方向向下,微粒所受电场力方向竖直向上,则该电荷带负电.
答:(1)该电容器所带电量3.6×10-9C.
(2)该微粒带电量为2×10-6C,带负电荷.
下列关于电容器的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关.故A正确;
B、电容器是储存电荷的装置,电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值.故B正确.
C、电容的定义式:,电容的大小是由电容器本身决定的,与电容器所带电荷量无关.故C错误.
D、根据C=知,一个电容器的电荷量增加△Q=1.0×10-6C时,两板间电压升高10V,则电容器的电容
F.故D错误.
故选:AB.
某平行板电容器的带电量增加2.0×10-10C,两极板间的电压增加1V,已知电介质的介电常数ɛ=6,极板面积S=3πcm2,则此电容器的电容C=______F=______pF,两极板间距离d=______m,两极板间的场强增加______V/m.
正确答案
2×10-10
200
2.5×10-4
4000
解析
解:由电容的定义式C==
=2×10-10F=200PF,
根据电容的决定式C=知;
d==2.5×10-4m,
两极板间的匀强电场的场强增加了△E==
=4000V/m
故答案为:2×10-10,200,2.5×10-4,4000.
(2016春•吴忠校级月考)以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、Uab=Ed中的d是匀强电场中的任意两点a、b沿着电场线方向的距离,故A正确.
B、电场强度E=是采用比值定义的,E和F以及检验电荷q无关,E是由电场本身决定的.故B错误.
C、电场中某点的电势φ与检验电荷q无关,是由电场本身和零电势点决定的,故C错误.
D、公式C=,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关,与两极板间距离d,极板面积S等有关,故D错误.
故选:A.
如图所示,一个电容为C,电量为Q的平行板电容器竖直放置,两板间的电场可视为匀强电场,将一个质量为m,电荷量为-q的带电小球(可视为质点),不可伸长的绝缘细线悬挂于两板间O点.现将小球拉至水平位置M点,由静止释放,当小球延圆弧向下摆动60度到达N点时,速度恰好为零.则(
正确答案
解析
解:A、小球从M到N的过程中,动能变化为零,根据动能定理,合力做功0,而重力做正功,则电场力对小球做负功,即电场力方向向右,由于小球带负电,故场强方向向左,所以左极板带负电,右极板带正电.故A正确
B、设两板间电势差为U、场强为E,由C=和E=
得:E=…①
对球,从M到N由动能定理有mgLsin60°-qEcos60°=0-0
所以有:Eq=mgtanθ=mg;则重力与电场力的合力大小为2mg;方向沿与水平方向成30°角,此时绳子的拉力F-2mg=m
;因速度不为零;故拉力一定大于2mg;故B错误;
C、设两板间电势差为U、场强为E,由C=和E=
得:E=…①
对球,从M到N由动能定理有mgLsin60°-qELcos60°=0-0
所以有:Eq=mgtanθ=mg
由①②得:d=,故C正确.
D、由电量减半时,电压减半,则极板间的场强减半;从M到N的过程中电场力做功变小,根据动能定理外力做功之和mgLsin60°-qEcos60°大于零,则小球从M点释放后,到达N点时速度大于零;故D错误;
故选:AC.
(2015秋•福建期中)如图所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电荷量Q、电压U和电容C三者之间的关系,正确的图象有( )
正确答案
解析
解:电容器电容的决定式为:C=知,电容器电容的大小与电容的带电量Q以及电容器两极板之间的电压无关,则知给定的电容器,其电容不变.
根据式C=可有:Q=CU,由于电容C不变,因此电量Q和电压U成正比,故CD正确;AB错误
故选:CD.
电容器是电气设备中的一种重要元件,一个平行板电容器的电容大小决定于( )
正确答案
解析
解:A、B、根据知,电容的大小与两极板的距离、正对面积、极板间的介质有关.故A错误,B正确.
C、D、根据公式,电容器的电容与电容器上的电量、极板之间的电势差都无关.故CD错误.
故选:B
如图甲所示是电容器充、放电电路.配合电流传感器,可以捕捉瞬间的电流变化,并通过计算机画出电流随时间变化的图象.实验中选用直流8V电源,电容器选用电解电容器.先使单刀双掷开关S与1端相连,电源向电容器充电,这个过程可瞬间完成.然后把单刀双掷开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流传入计算机,图象上显示出放电电流随时间变化的I-t曲线,如图乙所示.
根据甲乙图回答以下问题
(1)电容器充电完成后,电容器两端的电压U=______V,
(2)试估算电容器放电过程通过电阻R的电荷量Q=______c
(3)如果电容器上所标的电容模糊不清,请根据以上的数据进行估算,估算值C=______F.
正确答案
8
0.024
3×10-3
解析
解:(1)电容器直接和电源相连,故其两端的电压等于电源的电动势;故E=8V;
(2)根据图象的含义,因Q=It,所以竖直狭长矩形的面积表示为:在0.1s内电容器的放电量;
根据横轴与纵轴的数据可知,一个格子的电量为0.04×10-3C,由大于半格算一个,小于半格舍去,因此图象所包含的格子个数为60,
所以释放的电荷量是q=0.04×10-3C×60C=0.024C;
(3)根据电容器的电容C= 可知,C=
F=3×10-3F
故答案为:(1)8;(2)0.024;(3)3×10-3
电容器带电时,其所带电荷量Q、两板间的电势差U及电容器的电容C的关系是,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:电容器的电容由电容器本身决定,和两板间的电量及电势差无关,故只有D正确;
故选:D.
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