- 电场:电流
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如图所示,一个平行板电容器,板间距离为d,当对其加上电压后,A、B两板的电势分别为+φ和-φ,下述结论正确的是( )
正确答案
解析
解;
A、电容器两极板间可形成匀强电场,板间电势差为U=2φ,电场强度为E==
.故A错误.
B、电容器上板带正电,下板带负电,电场强度方向向下,根据顺着电场线电势降低可知,电容器两极板间在同一等势线的各点电势相同,不在同一等势线上的电势不同.有正的,有负的,有的为零.故B正确.
C、只减小两极板间的距离d,则由C=得知,该电容器的电容C增大,电压U不变,由电容的定义式C=
分析得知,极板上带的电荷量Q增加.故C错误.
D、电子水平射入穿越两极板之间的电场,电场力对电子做正功,电子的电势能减小.故D错误.
故选B
如图所示的电路中,电源的电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电容器的电容C=3.6μF,二极管D具有单向导电性,开始时,开关S1闭合,S2断开.
(1)求电容器上电荷量为多少?
(2)合上S2,待电路稳定以后,求电容器上电荷量变化了多少?
(3)合上S2,待电路稳定以后再断开S1,求断开S1后流过R1的电荷量是多少?
正确答案
解:(1)设开关S1闭合,S2断开时,电容器两端的电压为U1,干路电流为I1,根据闭合电路欧姆定律有:
I1==
A=1.5A
U1=I1R1=1.5×3V=4.5V
Q1=CU1=3.6×10-6×4.5C=1.62×10-5C
(2)合上开关S2后,电容器两端电压为U2,干路电流为I2,根据闭合电路欧姆定律有
I2==
A=2A
U2=I2=2×
V=4V
所以电容器上电荷量减少了△Q=(U1-U2)C=(4.5-4)×3.6×10-6C=1.8×10-6C
(3)合上S2后,电容器上的电荷量为Q
Q=CU2=3.6×10-6×4C=1.44×10-5C
再断开S1后,R1和R2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比.
故流过电阻R1的电荷量为Q1==9.6×10-6C
答:(1)电容器上电荷量为1.62×10-5C.
(2)合上S2,待电路稳定以后,电容器上电荷量变化了1.8×10-6C.
(3)合上S2,待电路稳定以后再断开S1,断开S1后流过R1的电荷量是9.6×10-6C.
解析
解:(1)设开关S1闭合,S2断开时,电容器两端的电压为U1,干路电流为I1,根据闭合电路欧姆定律有:
I1==
A=1.5A
U1=I1R1=1.5×3V=4.5V
Q1=CU1=3.6×10-6×4.5C=1.62×10-5C
(2)合上开关S2后,电容器两端电压为U2,干路电流为I2,根据闭合电路欧姆定律有
I2==
A=2A
U2=I2=2×
V=4V
所以电容器上电荷量减少了△Q=(U1-U2)C=(4.5-4)×3.6×10-6C=1.8×10-6C
(3)合上S2后,电容器上的电荷量为Q
Q=CU2=3.6×10-6×4C=1.44×10-5C
再断开S1后,R1和R2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比.
故流过电阻R1的电荷量为Q1==9.6×10-6C
答:(1)电容器上电荷量为1.62×10-5C.
(2)合上S2,待电路稳定以后,电容器上电荷量变化了1.8×10-6C.
(3)合上S2,待电路稳定以后再断开S1,断开S1后流过R1的电荷量是9.6×10-6C.
如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连.
用摩擦过的玻璃棒或橡胶棒接触______侧极板(选填“左”或“右”)使电容器带电.
①将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏转角______(选填变大,变小或不变);
②两板间插入电介质时,可观察到静电计指针偏转角______(选填变大,变小或不变).
正确答案
右
变小
变小
解析
解:用摩擦过的玻璃棒或橡胶棒接触右侧极板,使电容器带电.
①将极板间距离减小时,根据C=知,电容C增大,根据U=
知,电势差减小,则静电计指针偏角变小.
②两板间插入电介质,电容增大,根据U=知,电势差减小,则静电计指针偏角变小.
故答案为:右,①变小,②变小.
某一固定电容器,当其两极板间电压减小时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:电容是电容器的固有属性,与带电量和电压无关,根据电容定义式C=知电压减小时,带电量也减小,
故选:C
(2015秋•邛崃市校级期中)如图所示的实验装置中,极板B接地,平行板电容器的A极板与一个灵敏的静电计相接.将B极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的场强E、静电计指针张角θ的变化情况正确的是( )
正确答案
解析
解:将B极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,由电容的决定式C=,分析可知电容C减小,而电容器的电量Q不变,则由C=
得到,板间电压U增大,静电计的指针偏角变大;而极板之间的电场强度:
,与极板之间的距离无关,保持不变.
故选:A
如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,上极板带正电,下极板带负电并接地.在两板之间的P点固定一负电荷,用E表示两板间的电场强度,U表示两板间的电压,EP表示该负电荷在P点的电势能,规定地面的电势为零.若保持下极板不动,将上极板移至图中虚线所示的位置后,则( )
正确答案
解析
解:电容器与电源断开,电荷量不变,将上极板移至图中虚线所示的位置后,d减小,根据C=知,电容增大,根据U=
知,两极板间的电压U减小,根据E=
,可知电场强度E不变,则P点与下极板的电势差不变,由于下极板电势为零,则P点的电势不变,电荷在P点的电势能不变.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
如图所示电路,电源内阻不能忽略,当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,则( )
正确答案
解析
解:当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流增大,内电压增大,则外电压减小,因此电容器的电压U减小,
由C=,可知,电容C不变,则电容器的电量Q减小,故BD正确,AC错误;
故选:BD.
(2015秋•淄博校级期末)关于电容器,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电容器的带电量Q为一个极板所带电荷量的绝对值;故A错误;
B、由C=可知,对一固定的电容器,它的带电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变,故B正确;
C、电容器的电容决定式C=,而电容的定义式C=
可知,电容与电量无关,而故C错误;
D、电容是电容器本身的性质,其大小与电量,电压均无关;故D错误;
故选:B.
两极板间距为2d、正对面积为S的平行板电容器,中间充满厚度相同、介电常数均为ɛ,电阻率分别为ρ1、ρ2的两层漏电介质,两极板与电压为U0的直流电源相连,如图所示,电源内阻可以忽略不计,稳定后,试求:(1)流过两层介质的电流强度;
(2)两介质交界面堆积的自由电荷;
(3)两介质内的电场强度.
正确答案
解:(1)两层漏电介质相当于两个串联电阻,总电阻R=,流过两层介质的电流强度I=
=
(2)根据电容的决定式C==
,所以交界面堆积的自由电荷Q=
U0
(3)两介质内的电场强度E=
答:(1)流过两层介质的电流强度U0;
(2)两介质交界面堆积的自由电荷;
(3)两介质内的电场强度.
解析
解:(1)两层漏电介质相当于两个串联电阻,总电阻R=,流过两层介质的电流强度I=
=
(2)根据电容的决定式C==
,所以交界面堆积的自由电荷Q=
U0
(3)两介质内的电场强度E=
答:(1)流过两层介质的电流强度U0;
(2)两介质交界面堆积的自由电荷;
(3)两介质内的电场强度.
将一个平行板电容器接上电源后再切断电源.然后使两极板间的距离增大一些,则关于电容器两极的电压U和两极间的场强E的变化,下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:电容器两极板间的距离增大一些,由C=分析得知电容C减小,而电量不变,则由C=
可知,极板间的电压U增大;
板间场强E==
=
,同,由于ɛ、S、Q均不变,可见E不变.故B正确.
故选:B
平行板电容器两板电势差是100V,板上带电量为10-8C,那么这个电容器的电容是______.
正确答案
1×10-10F
解析
解:根据电容器的定义可知:
C==
=1×10-10F;
故答案为:1×10-10F
对于一个确定的电容器,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关.故A错误;
B、电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关,两极板间的电势差减小为原来的,电容器的电容不会发生变化.故BC错误;
D、根据公式:Q=CU可得,当电容器带电量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍.故D正确.
故选:D
如图所示,平行板电容器与电动势为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、场强E减小,而P点与下极板间的距离不变,则由公式U=Ed分析可知,P点与下极板间电势差将减小,而P点的电势高于下极板的电势,则知P点的电势将降低.故B正确;
C、由带电油滴原来处于平衡状态可知,油滴带负电,P点的电势降低,则油滴的电势能将增加.故C错误;
D、若电容器的电容减小,根据Q=Uc,由于电势差不变,故带电量将减小,故D错误;
故选:B.
下述说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在同一等势面上移动电荷,电势差为零,故电场力不作功,故A正确;
B、电容是电容器的本身的特性,与是否带电无关,故B错误;
C、Q1对Q2的库仑力与Q2对Q1的库仑力是相互作用力,总是相等的,故C错误;
D、电场中某点的电场强度E有电场本身决定,与试探电荷无关,故D错误;
故选:A.
如图所示,有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气隙的是另一片小的固定金属片,这两片金属片组成一个小电容器.该电容器的电容C可用公式
计算,式中常量E=9×10-12F/m,S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离,当键被按下时,此小电容器的电容C发生变化,与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了,从而给出相应的信号.设每个金属片的正对面积为50mm2,键未按下时两金属片间的距离为0.6mm.如果电容变化0.25PF,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需被按下( )
正确答案
解析
解:初始位置的电容=
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C′=7.5×10-13+2.5×10-13F=1×10-12F.
,则
,所以d的变化量为0.15mm,即键至少需被按下0.15mm.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
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