- 电场:电流
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一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在A点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,EPA表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( )
正确答案
解析
解:平行板电容器充电后与电源断开后,电量不变.将正极板移到图中虚线所示的位置时,板间距离d减小,根据C=知,电容增大,根据U=
,则板间电压变小.
由E==
,C=
得到:E=
,可知E与d无关,则知电场强度E不变.P与负极板间的距离不变,由公式U=Ed可知,P与负极板间的电势差不变,P点的电势不变,正电荷在P点的电势能不变.故BC正确,AD错误.
故选:BC.
平行板电容器充电后与电池断开,若把两板间的距离增大,则( )
正确答案
解析
解:A、由电容器的决定式C=,可知板间距离d增大时,电容C减小;故A正确;
B、因Q不变,C减小,则C=可知,极板间的电势差U增大;故B错误;
C、充电后断开电源,则电容器不会充放电,故电量不变;故C错误;
D、由E=,可知E与d无关,故板间电场强度E不变,故D正确;
故选:AD.
有A、B两个电容器,它们的电容分别是C1和C2,且C1>C2,那么:
(1)如果它们两极板间的电势差相等,则电容器______(填“A”或“B”)所带的电荷量多.
(2)如果它们它们所带电荷量相等,则电容器______(填“A”或“B”)两极板间的电压大.
正确答案
A
B
解析
解:(1)由Q=UC可知,若电势差相等时,电容大的电容器带电荷量多;故A电容器所带的电荷量多;
(2)由U=可知,电量相等时,电容大的电容器两极板间的电压小;故B板的电压大;
故答案为:(1)A;(2)B.
(2015秋•湖北期中)如图所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定的角度.如果不改变A、B两板所带电荷量,且保持两板在竖直平面内,现要使静电计指针偏转角变大,下列做法中可行的是( )
正确答案
解析
解:A、A板向上平移,减小了两极板的正对面积S,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.故A正确.
B、保持B板不动,A板向右平移,使两极板靠近一些时,板间距离d减小,由电容的决定式C=,分析可知电容C增大,而电容器的电量Q不变,则由C=
得到,板间电压U减小,静电计的指针偏角变小.故B错误.
C、在两极板间插入电介质时,由电容的决定式C=,分析可知电容C增大,而电容器的电量Q不变,则由C=
得到,板间电压U减小,静电计的指针偏角变小.故C错误.
D、保持A、B两板不动,在A的右侧贴着A放一块金属板,相对于把AB之间的距离减小,由电容的决定式C=,分析可知电容C增大,而电容器的电量Q不变,则由C=
得到,板间电压U减小,静电计的指针偏角变小.故D错误.
故选:A
如图所示的电路中,U=8V不变,电容器电容C=200 μF,R1:R2=3:5,则电容器的带电荷量为( )
正确答案
解析
解:电容器的电压等于电阻R2两端的电压,为:U2=U=
×8=5V
则电容器的带电量:Q=CU2=200×10-6×5C=1×10-3C,故BCD错误,A正确.
故选:A.
关于C=,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:电容是由电容本身的性质决定的;其大小与Q和U无关;只与电容器本身的性质有关;
故选:C.
一个不带电的平行板电容器,用电压为60V的直流电源(不计电源的内阻)充电,充电过程中电源耗去了4.8×10-6J的能量,试求:
(1)这个电容器的电容
(2)在充电过程中,从一个极板转移至另一个极板的电子数目.
正确答案
解:(1)由电容的电能的公式:
得:F
(2)由电容的定义式C=得:
Q=CU=2.67×10-9×60=1.6×10-7C
从一个极板转移至另一个极板的电子数目:
个
答:(1)这个电容器的电容是2.67×10-7F;
(2)在充电过程中,从一个极板转移至另一个极板的电子数目是1012个.
解析
解:(1)由电容的电能的公式:
得:F
(2)由电容的定义式C=得:
Q=CU=2.67×10-9×60=1.6×10-7C
从一个极板转移至另一个极板的电子数目:
个
答:(1)这个电容器的电容是2.67×10-7F;
(2)在充电过程中,从一个极板转移至另一个极板的电子数目是1012个.
对下列物理公式的理解,说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、公式a=是加速度的定义式,加速度的大小与时间和速度变化大小无直接关系;根据牛顿第二定律,加速度有物体的质量和所受的合外力共同决定,故A错误,B正确;
C、公式E=是电场强度的定义式,电场强度与试探电荷的电荷量和所受的电场力无关,故C错误;
D、公式C=是电容的定义式,电容由电容器本身的决定,与带电量和电压无关,故D错误;
故选B.
用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素,如图所示,设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、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,增大d时,电容减小,电容器的电量Q不变,由电容的定义式C=
分析可知板间电势差增大,则静电计指针的偏角θ变大;反之,保持S不变,减小d,则θ减小.故A正确,B错误.
C、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C=
分析可知板间电势差增大,静电计指针的偏角θ变大;故C正确;
D、保持S、d均不变,插入电介质,电容C质大,因电量不变,则U减小,故偏角将减小;故D错误;
故选:AC.
(2015秋•雅安校级月考)在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接,极板B接地.若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化做出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )
正确答案
解析
解:A极板与静电计相连,所带电荷电量几乎不变,B板与A板带等量异种电荷,电量也几乎不变,故电容器的电荷量Q几乎不变;
若极板B稍向上移动一点,会发现指针张角变大,即电压增加,由公式C=知电容C变小;故ABD错误,C正确.
故选:C.
如图所示的电路中,R1是定值电阻,R2是光敏电阻.已知光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小,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,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、当光敏电阻上的光照强度增大时,光敏电阻的阻值会减小,电路的总电阻减小,电路中的总电流增大,流过R2的电流增大;故A正确;
B、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B正确,C错误;
D、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D正确.
本题选错误的,故选:C.
(2015秋•沙县校级月考)如图所示,水平放置的平行板电容器与一电池相连.在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态.现将电容器两板间的距离减小,则( )
正确答案
解析
解:因质点原来处于静止状态,则有Eq=mg,且电场力向上;
由C=可知,当d减小时,电容C增大;
因电容器与电池相连,所以两端的电势差不变,因d减小,由E=可知,极板间的场强增大,故电场力大于重力;故质点将向上运动;故C正确.
故选:C
一个电容器,电容是1.5×10-4uf,两板带有的电荷量分别是6×10-8C和-6×10-8C,如果板间距离为1mm,则电容器板间的电场强度是______V/m,当保持电容器所带电荷量不变,两板间距增大为2mm时,两板间电场强度是______V/m.
正确答案
4×105
4×105
解析
解:电容器的电容是1.5×10-4μF,电荷量是6×10-8C,故电势差为:
U==400V
故电场强度为:
E=
当保持电容器所带电荷量不变,两板间距增大为2mm时,间距增加为2倍,根据C=,电容减小为一半,为:
C′==0.75×10-4μF
故电势差为:
U′==
=800V
故电场强度为:
E′=
故答案为:4×105,4×105.
关于电容器的电容,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电容器所带的电荷越多,两板间电压越大,电容C=不变,故A错误.
B、电容器两极板间的电压越高,所带的电荷越多,电容C=不变,故B错误.
C、电容器所带电荷增加一倍,两极板间的电压增加一倍,电容C=不变,故C错误.
D、电容的物理意义是表征电容器容纳电荷本领的大小.故D正确.
故选D
如图所示的电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R1=6Ω,R2=5Ω,R3=3Ω,电容器的电容C=2×10-5F.若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q.则( )
正确答案
解析
解:开关S闭合电路稳定时,外电路中总电阻为R=R2+=5+
=7Ω
根据闭合电路欧姆定律得:I==
=0.75A
电容器两端的电压为U=I•=0.75×2V=1.5V
电量Q=CU=1.5×2×10-5C=3×10-5C
断开开关S后:电容器通过R1与R3放电,设通过R1与R3的放电电流分别为I1和I3,则:
=
由电量公式q=It可知,通过R1与R2的电量之比为:
=
又q1+q3=Q
联立得:通过R1的电量为q1=Q=
×3×10-5C=1×10-5C
故选:AD
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