- 电场:电流
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如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板,a板接地,P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球,P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是①加大a、b间的距离 ②缩小a、b间的距离 ③取出a、b两极板间的电介质 ④换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质( )
正确答案
解析
解:对小球受力分析如图:
要使悬线的偏角α变大,需要增加F电,即增加PQ两极板间的电场强度,PQ两极板距离不变,所以只需增加PQ两极板间的电压即可.
两个电容器并联,所以两个电容器极板间的电压相同,只需增加ab两极板之间的电压就可以增加PQ两极板间的电压.
对电容器ab:Q不变,由C=得知,要增加U,则需要将电容C减小.
由C=分析得:减小电容C可有三个方法:
1、增大极板距离d
2、减小正对面积s,如将ab板错开
3、换介电常数小的电介质
所以①③正确.
故选C
如图所示,已知电源的内电阻r<R,当R0的滑动触头从上端滑到下端的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B由图可知,滑动变阻器上下两部分并联后R串联;电容器并联在R两端;
则滑片从上端滑到下滑的过程中,滑动变阻器的总电阻先增大后减小,故电路中总电流先减小后增大;则电容器两端的电压先减小后增大;故电容器先放电后充电;故AB错误;
C、因r<R,故外电阻一直大于内电阻,当外电阻最小时电源的输出功率最大,故电源的输出功率先减小后增大;故C错误;
D、电效的效率η=×100%,因路端电压U先增大后减小;故电源的效率先增大后减小;故D正确;
故选:D.
有一充电的平行板电容器,两板间电压为3V,使它的电荷量减少3×10-4C,于是电容器两极板间的电压降为原来的,此电容器的电容是多少微法?电容器原来的带电荷量是多少?
正确答案
解:设电容器原来的电荷量为Q,根据电容的定义式知:C=,
解得:Q=4.5×10-4C.
则电容器的电容为:C==150μF.
答:电容器的电容为150μF,电容器原来的带电量为4.5×10-4C.
解析
解:设电容器原来的电荷量为Q,根据电容的定义式知:C=,
解得:Q=4.5×10-4C.
则电容器的电容为:C==150μF.
答:电容器的电容为150μF,电容器原来的带电量为4.5×10-4C.
一般来说,电容器的正对面积越______(填“大”或“小”),极板间的距离越______(填“远”或“近”),电容器的电容就越大.
正确答案
大
近
解析
解:根据公式C=,电容器极板的正对面积越大,极板间的距离越近,电容器的电容越大;
故答案为:大,近.
关于电容器与电容器的电容,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、由C=,是比值定义式,C与U、Q无关,电容表征电容器容纳电荷的本领大小,由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错误
C、1F=106μF,故C错误
D、电容器与两极板间的电势差和电量无关,只与电容器基本结构组成有关,故D正确
故选:D
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据电动势的定义式E=可知电动势在数值上等于将1C正电荷在电源内从负极移到正极时非静电力做的功,故A错误.
B、电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,故电容大的电容器能容纳更多的电荷量;故B正确;
C、电场中某点场强的方向即为正电荷在该点的受力方向;故C错误;
D、电势是标量,和场强一样都是电场本身的属性,与试探电荷无关;故D正确;
故选:BD.
计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器.该电容器的电容可用公式C=ε计算,式中ε=9×10-12,S为金属片的正对面积,d表示两金属片间距.当键被按下时,此电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了,从而给出相应的信号.设每个金属片的正对面积为50mm2,键未按下时的金属片间距为0.6mm.如果电容变化0.25pF,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下( )
正确答案
解析
解:初始位置的电容为:
C=ε=
F=7.5×10-13F
d减小,C增大,电子线路恰能检测出必要的信号时的电容为:
C′=7.5×10-13+2.5×10-13F=1×10-12F.
C′=ɛ,
得:d′=ɛ=0.45×10-3 m=0.45mm,
所以d的变化量为0.15mm,即键至少需被按下0.15mm.故A正确,BCD错误.
故选:A.
关于电容器,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电容器是能够储存电荷的装置.故A错误.
B、电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量,不是电容器,故B错误.
C、根据C=知,电容器正对面积越大,电容越大,极板间的距离越大,电容越小,故C错误.
D、使电容带电的过程叫充电,故D正确.
故选:D.
电容器的电容,其中k=______N•m2/C2,1ev=______J.
正确答案
静电常数
1.6×10-19
解析
解:k为静电常数,为9.0×109Nm2/C2;
1ev=1.6×10-19×1=1.6×10-19J;
故答案为:静电常数;1.6×10-19
平行板电容器板面积为S,极板间距为d,其间充满相对介电常数为ɛr的介质.在下列两种情况下,介质从电容器极板间完全抽出,外力需做多少功:
(1)电容器的电压U不变;
(2)电容器的电量Q不变:
正确答案
解:电容器的储能公式:
平行板电容器板面积为S,极板间距为d,其间充满相对介电常数为ɛr的介质时的电容:
.
将介质从电容器极板间完全抽出后,空气的介电常数近似等于1.所以电容:
(1)电容器的电压U不变,有介质时电容器储存的电能:=
将介质从电容器极板间完全抽出储存的电能:=
外力需做功:W1=E电1-E电2=-
=
(2)电容器的电量Q不变,开始时的电压:
将介质从电容器极板间完全抽出的电压:
有介质时电容器储存的电能:
将介质从电容器极板间完全抽出储存的电能:=
外力需做功:W2=E电3-E电4=-
=
答:(1)电容器的电压U不变时外力需做功;
(2)电容器的电量Q不变时外力需做功:
解析
解:电容器的储能公式:
平行板电容器板面积为S,极板间距为d,其间充满相对介电常数为ɛr的介质时的电容:
.
将介质从电容器极板间完全抽出后,空气的介电常数近似等于1.所以电容:
(1)电容器的电压U不变,有介质时电容器储存的电能:=
将介质从电容器极板间完全抽出储存的电能:=
外力需做功:W1=E电1-E电2=-
=
(2)电容器的电量Q不变,开始时的电压:
将介质从电容器极板间完全抽出的电压:
有介质时电容器储存的电能:
将介质从电容器极板间完全抽出储存的电能:=
外力需做功:W2=E电3-E电4=-
=
答:(1)电容器的电压U不变时外力需做功;
(2)电容器的电量Q不变时外力需做功:
已知某平行板电容器带有Q=4×l0-10C的电荷量,两极板间电压为U=3.0V.
(1)求该电容器的电容C;
(2)若使该电容器带上Q′=8×l0-10C的电荷量,则此时电容器两板间的电压为多少?
正确答案
解:(1)由公式C=得:
F
(2)由公式C=得:
V
答:(1)该电容器的电容是1.33×10-10F;
(2)若使该电容器带上Q′=8×l0-10C的电荷量,则此时电容器两板间的电压为6.0V.
解析
解:(1)由公式C=得:
F
(2)由公式C=得:
V
答:(1)该电容器的电容是1.33×10-10F;
(2)若使该电容器带上Q′=8×l0-10C的电荷量,则此时电容器两板间的电压为6.0V.
一平行板电容器的电容为2μF,使它两板间电势升高10V,需增加的电荷量为______;假如有一个平行板电容器,两极板之间的距离d=0.5cm,正对面积为s=12dm2,处于空气中,则此平行板电容器的电容为______;(结果保留2位有效数字)
正确答案
解:由C=可知,Q=UC=10×2×10-6=2×10-5C;
由电容器的电容的决定式C=可得:c=
=0.21×10-9F
故答案为:2×10-5C;0.21×10-9F
解析
解:由C=可知,Q=UC=10×2×10-6=2×10-5C;
由电容器的电容的决定式C=可得:c=
=0.21×10-9F
故答案为:2×10-5C;0.21×10-9F
平行板电容器所带电量Q=3.0×10-8C,它的两板之间的电压U=2.0V,则它的电容为______μF.如果让其把所带电量全部放掉,则电容器电容为______μF,两板电势差为______V.
正确答案
1.5×10-2
1.5×10-2
0
解析
解:由题:平行板电容器的电荷量Q=3×10-8 C,电压U=2V,
则C==
=1.5×10-2μF
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1.5×10-2μF.
故本题答案是:1.5×10-2; 1.5×10-2; 0.
如图所示的电路中,R1是定值电阻,R2是光敏电阻,电源的内阻不能忽略.闭合开关S,当光敏电阻上的光照强度增大时(光敏电阻阻值减小),下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电源效率η==
,路端电压U减小,电动势E不变,所以电源的效率减小.故A错误;
B、D、电路中的总电流增大,电源的内电压增大,根据全电路欧姆定律得知路端电压减小,而电容器极板间的电压就等于路端电压,所以电容器板间电压减小,带电量减小.故D错误,B正确;
C、由于电源的内阻与外电阻的关系未知,不能确定电源的输出功率如何变化,故C错误
故选:B.
图中有关固定电容器的电荷量(Q)、电压(U)、电容(C)的关系曲线正确的是( )
正确答案
解析
解:根据电容的定义式为C=,可知电容器的电容与极板所带的电量无关,与极板之间的电压也无关,电容C不会随Q发生变化,也不会随U发生变化.故AC错误,BD正确.
故选:BD
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