- 电场:电流
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在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒,每一颗粒充当电容器的一极,外表面绝缘,手指贴在其上构成电容器的另一极,这就组成了指纹传感器.当手指的指纹一面与绝缘表面接触时,由于指纹深浅不同,对应的峪(yu,本义:山谷)和嵴(ji,本义:山脊)与半导体基板上的金属颗粒间开成一个个电容值大小不同的电容器,若金属颗粒间与手指间组成的每个电容器保持恒定,则( )
正确答案
解析
解:
A、指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,根据电容的决定式得知,电容大.故A错误;
B、指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,根据电容的决定式得知,电容小.故B正确;
CD、在手指挤压绝缘表面时,电容电极间的距离减小,根据电容的决定式得知,电容增大,而电压一定,则由Q=CU可知,各金属电极电量增大.故C错误D正确;
故选:BD.
能使平行板电容器的电容增加的是( )
正确答案
解析
解:由平行板电容器的决定式C=可知,正对面积增大,电容增大;两极板间距增大,电容减小;取出极板间的电介质,电容减小.故A、B、C错误,D正确.
故选:D.
一平行板电容器的带电量Q=3×10-8C,两极板间的电压U=2V,则它的电容为______F.
正确答案
1.5×10-8
解析
解:由C==
故答案为:1.5×10-8F
某电解电容器上面标有参数10000pF,其表示的物理含义是:______,一个平行板电容器的带电量由1.8×10-8C增大到3.6×10-8C,两极板的电压增大了60V,这个电容器的电容C=______ pF.
正确答案
电容的大小为10000PF;容纳1C的电量,电压升高1×108V
300
解析
解:电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,10000PF表示,每容纳1C的电量,电压升高1×108V;
根据电容的定义式C=得,C=
.
故答案为:电容的大小为10000PF;容纳1C的电量,电压升高1×108V;300.
有一充电的平行板电容器,两板间电压为6V,现设法使它的电荷量减少3×10-4C,导致电容器两极板间的电势差降到原来的,此电容器的电容等于______,电容器原来所带的电荷量是______,若电容器极板上的电荷量放掉
,电容器的电容是______.
正确答案
7.5×10-3F
4.5×10-4C
7.5×10-3F
解析
解:由题:平行板电容器的电荷量减少△Q=3×10-4 C,电压降低△U=4V,
则C==
=7.5×10 -3F
电容器原来所带的电荷量是△Q=cU=7.5×10 -3×6=4.5×10 -4C
电容反映电容器本身的特性,电容器极板上的电荷全部放掉,电容器的电容不变,仍为7.5×10-3F.
故答案为:7.5×10 -3F,4.5×10 -4C,7.5×10 -3F
如图所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3Ω,R2=6Ω,电源电动势E=18V,内阻不计.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开关断开时,两电容器均直接接在电源两端;故电容器两端的电压等于电源的电动势;a点接电源的负极,b接电源的正极;故ab两点电势不相等;故A错误;
B、开关闭合后,两电阻串联,由闭合电路欧姆定律可知,电流I==2A;故B正确;
C、开关断开时,电容器两端的电压为18V,而开关闭合后,其电压为R1两端的电压,故电压减小,电荷量减小;故C正确;
D、当开关闭合时,C1两端的电压U1=2×3=6V;C2两端的电压为:U2=2×6=12V;则Q1=U1C1=6×6×10-6=3.6×10-5C;Q2=U2C2=12×3×10-6=3.6×10-5C;故D错误
故选:BC.
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.
如图所示电路中,E=4V,r=1Ω;R1=2Ω,R2=1Ω;C1=6μF,C2=3μF;电键S原来是闭合的,现将其断开后,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、当S闭合时,R1、R2串联,C1与电阻R1并联,C2与电阻R2并联,电容C1的电压为:
;
电容C2的电压为:
;
当开关S断开时,电路中无电流,两电容的电压都等于电源的电动势,为4V;
根据公式C=,C1的电量增加量为:
△Q1=6μF×(4V-2V)=1.2×10-5C
C2的电量增加量为:
△Q2=3μF×(4V-1V)=9×10-6C
故A正确,B错误;
C、D、S打开后,电路中无电流,B点与电源的负极电势相等,A点与电源的正极电势相等,故C错误,D正确;
故选:AD.
如图所示,一个水平放置的平行板电容器.D为理想的二极管,它具有单向导通性.B金属板固定,A金属板可移动.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B:A板向下移动时,板间距离d减小,由电容的决定式C=可知,电容C增大.电容器的电压U不变,由E=
分析可知,板间电场场强增大.故A正确,B错误.
C、D:A板向上移动时,电容减小,根据Q=CU知电荷量要减小,但因为二极管具有单向导电性,电荷不能流走,所以电容器所带的电荷量Q不变.根据C=、C=
和E=
结合得到E=
知,电场强度不变.故C错误,D正确.
故选:AD.
以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、处于静电平衡状态的导体,由于内部场强处处为零,故任意两点间的电势差为零,但电势不一定为零,故A错误;
B、处于静电平衡状态的导体是等势体,故其表面是等势面,故不管其表面形状怎样,其表面处的电场线一定与其表面垂直,故B正确;
C、由Q=CU可知,当C一定时,电容器的带电量Q一定随极板间电势差不断增大而增加,即要保证C一定;故C错误;
D、一电容器带有不变的电量,根据E=,C=
,C=
,有:E=
;即E与d无关,故D错误;
故选:B.
如图所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则( )
正确答案
解析
解:A、电容器两板间电压等于R2两端电压.当滑片P向左移动时,总电阻增大,则总电流减小,则R2两端电压U减小,由E=知电容器中场强变小,A错误;
B、由上分析可知,电容器两端电压减小,根据可得,电容器放充电,电荷量减小,B正确;
C、电容器的电容与U的变化无关,保持不变,C项错误.
D、当滑片P向左移动时,R2两端电压U减小,由E=知电容器中场强变小,则带电液滴所受电场力变小,使液滴向下运动,D项错误;
故选:B.
测得某平行板电容器两极板间电压为10V.当该电容器电容为0.32цF时,则电容器每个极板的带电量为______C.
正确答案
解:根据电容的定义式C=得:
则有,电容器的带电量 Q=CU=0.32×10-6×10C=3.2×10-6C.
故答案为:3.2×10-6
解析
解:根据电容的定义式C=得:
则有,电容器的带电量 Q=CU=0.32×10-6×10C=3.2×10-6C.
故答案为:3.2×10-6
如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒压电源上,两极板间距为3cm,电容器带电荷量为6×10-8C,A极板接地(电势为零).求:
(1)平行板电容器的电容;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度;
(3)距B板为2cm的C点处的电势.
正确答案
解:(1)依电容定义有C==
F=1×10-9 F.
(2)两板之间为匀强电场E==
=2×103 V/m 方向竖直向下.
(3)C点距A板间距离为dAC=d-dBC=1 cm
A与C间电势差UAC=EdAC=20 V
又UAC=φA-φC,φA=0可得φC=-20 V.
答:(1)平行板电容器的电容1×10-9F;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度2×103 V/m 方向竖直向下;
(3)距B板为2cm的C点处的电势-20 V.
解析
解:(1)依电容定义有C==
F=1×10-9 F.
(2)两板之间为匀强电场E==
=2×103 V/m 方向竖直向下.
(3)C点距A板间距离为dAC=d-dBC=1 cm
A与C间电势差UAC=EdAC=20 V
又UAC=φA-φC,φA=0可得φC=-20 V.
答:(1)平行板电容器的电容1×10-9F;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度2×103 V/m 方向竖直向下;
(3)距B板为2cm的C点处的电势-20 V.
某电容器带电量Q=2.0×10-8C时,两极间的电势差U=50V,那么这个电容器的电容是______ F.若该电容器的带电量为4.0×10-6C,两极间的电势差为______ V.
正确答案
4×10-10
104
解析
解:由公式C=知C=
=4×10-10F,若该电容器的带电量为4.0×10-6C,两极间的电势差U=
=104V.
答案为4×10-10,104
如图所示电路,A、B间电压恒为3.2V,3个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为30μF,电流表为理想电流表,那么电路稳定时电容器所带的电量、电流表的读数分别是( )
正确答案
解析
解:电流表为理想电流表,内阻不计,则电阻R1、R2被短路,电容器的电压U=UAB=3.2V,则电容器所带的电量Q=CU=30×10-6×3.2C=9.6×10─5C.
电流表的读数I==0.8A
故选:B
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