电场：电流_章节学习

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题型：多选题

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多选题

（2015秋•如皋市期末）把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电．与电流传感器相连接的计算机记录了这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示．下列关于这一过程的分析，正确的是（　　）

A在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐增大，电容器上极板带正电

B在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小，电流从上极板流出

C曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

DS接1端，减小R的阻值，最终电容器的带电量将增大

正确答案

A,C

解析

解：A、在形成电流曲线1的过程中，开关S与1端相连，电容器在充电，所带电量增大，电容不变，根据知，两极板电压逐渐增大，电流流入上极板，电容器上极板带正电，故A正确；

B、在形成电流曲线2的过程中，开关S与2端相连，电容器在放电，在放电的过程中，电容器的电荷量减小，但电容反映电容器本身的特性，与电压和电量无关，保持不变，故B错误；

C、根据q=It，可知I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量．由于电容器充电和放电的电量相等，所以曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积．故C正确；

D、S接1端，电容器充电，由于最终两端电势差等于电源的电动势，则最终电容器带电量不变，故D错误．

故选：AC

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题型：单选题

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单选题

如图所示，两平行金属板间始终与电源两极相连，电源电压为8V，两板的间距为2cm，而且极板B接地．极板间有C、D两点，C距A板0.5cm，D距B板0.5cm，则（　　）

A两板间的场强为500V/m

BC，D两点的电势相等

CC点的电势φC=2V

DD点的电势φD=2V

正确答案

D

解析

解：A、如图，板间电压U=8V，两板间的场强E=V/m=400V/m．故A错误．

B、由题板间场强方向向下，则C点的电势高于D点的电势．故B错误．

C、C、B间的电势差为UCB=EdCB=400×1.5×10-2V=6V，而极板B接地，电势为零，则C点的电势φC=6V．故C错误．

D、D、B间的电势差为UDB=EdDB=400×5×10-3V=2V，而极板B接地，电势为零，则D点的电势φD=2V．故D正确．

故选D．

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题型：单选题

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单选题

关于电容器的电容，下列说法正确的是（　　）

A电容器带电量越多，电容越大

B电容器两板间电压越低，其电容越少

C电容器不带电时，其电容为零

D电容器的电容只由它本身特性决定

正确答案

D

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、B错误．

C、根据C=，电容器的电容只由它本身特性决定，当不带电时，仍存在电容．故C错误，D正确．

故选：D．

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题型：填空题

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填空题

如图所示电路中，电容器C=2μF，a极板带+8×10-6C的电荷，若电阻R1：R2：R3：R4=1：2：6：3，则A，B两点的电势差______，______点电势较高．

正确答案

12V

a

解析

解：设AB两端的电压为U，B点的电势为零；R1=R；

则a的电势φa=U2==；

b点的电势为：φb==；

故电容器两端的电势差为：φa-φb=-=；a点的电势高于b点；

由Q=UC可知，电容器两端的电压Uab===4V；

则可知U=3×4=12V；

故答案为：12V；a

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题型：单选题

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单选题

一个电热器接在220V交流电路上，发热功率为1kw，如果把它接在直流电路中，使其功率也是1kw，直流电路中电压必须是__v．一个电容器接在交流电路中，击穿与否，取决于交流电压的瞬时值是否超过电容器的耐压值．连接在220v交流电源两端的电容器要能正常工作，其耐压值必须大于__v．（　　）

A220 220

B220 311

C380 311

D156 220

正确答案

B

解析

解：220V是指的交流电的有效值的大小，根据有效值的定义可知，要使功率相等，那么直流电的电压也为220V；

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220V≈311V；超过了电容器的耐压值，故电容器会被击穿；

故选：B．

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题型：单选题

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单选题

关于电容下列说法的是（　　）

A平行板电容器极板正对面积越大，电容器的电容就越大

B平行板电容器极板间的距离越大，电容器的电容就越大

C极板间的电介质的性质会影响电容器的电容

D电容器既能充电也能放电

正确答案

B

解析

解：A、B、C根据电容的决定式C=知，电容的大小与两极板间的距离、正对面积，极板间的电介质的性质有关，

由决定式可知：S大，则C大，d大，则C小，则AC正确，B错误，

D、电容器既能充电也能放电，则D正确

因选错误的故选：B．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，ε=10V，C1=C2=30μF，R1=4Ω，R2=6Ω，电池内阻可忽略，先闭合开关s，待电路稳定后，再将s断开，则断开S后流过电阻R1的电量为多少？

正确答案

解：S闭合时，外电路是R1和R2串联，C1两端的电压是R2两端的电压U2，C2两端电压是0V，此时的电流为；

=

电容器C1两极板间的电压为：U1=I×R2=1×6V=6V

极板的带电量为；Q1=C1×U1=30×10-6×6=1.8×10-4C

S断开稳定后，外电路断开，C1和C2两端电压都是电源电动势ε，由△Q=C△U进行求解电容器极板的电量变化为：

△Q′1=C1×△U1═30×10-6×（10-6）C=1.2×10-4C

=30×10-6×10=3×10-4C

即S从闭合到断开稳定后，流过R1的总电量是Q=△Q′1+Q′2═4.2×10-4C

答：断开S后流过电阻R1的电量为4.2×10-4C

解析

解：S闭合时，外电路是R1和R2串联，C1两端的电压是R2两端的电压U2，C2两端电压是0V，此时的电流为；

=

电容器C1两极板间的电压为：U1=I×R2=1×6V=6V

极板的带电量为；Q1=C1×U1=30×10-6×6=1.8×10-4C

S断开稳定后，外电路断开，C1和C2两端电压都是电源电动势ε，由△Q=C△U进行求解电容器极板的电量变化为：

△Q′1=C1×△U1═30×10-6×（10-6）C=1.2×10-4C

=30×10-6×10=3×10-4C

即S从闭合到断开稳定后，流过R1的总电量是Q=△Q′1+Q′2═4.2×10-4C

答：断开S后流过电阻R1的电量为4.2×10-4C

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题型：简答题

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简答题

在如图所示的电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=2Ω，R2=2.5Ω，R3=4Ω，电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电．求：

（1）接通开关S后，图中电流表（量程为3A不计内阻）的示数

（2）断开开关S后，通过R1的电量Q．

正确答案

解：（1）S接通时，根据闭合电路欧姆定律得

I=

=

电流表示数为1.2A

（2）S接通时电容器两板U1=IR2=3V

断开开关S后电容器两板U2=E=6V 通过R1的电量△Q=C（U2-U1）=3××10-4C

答：（1）接通开关S后，图中电流表（量程为3A不计内阻）的示数为1A

（2）断开开关S后，通过R1的电量3×10-4C．

解析

解：（1）S接通时，根据闭合电路欧姆定律得

I=

=

电流表示数为1.2A

（2）S接通时电容器两板U1=IR2=3V

断开开关S后电容器两板U2=E=6V 通过R1的电量△Q=C（U2-U1）=3××10-4C

答：（1）接通开关S后，图中电流表（量程为3A不计内阻）的示数为1A

（2）断开开关S后，通过R1的电量3×10-4C．

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题型：简答题

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简答题

一个电容器的电容C=1.5×10-2uF，把它的两极接在100V的电源上，电容器每个极板上带的电量是多少？

正确答案

解：由C=得：

Q=CU=1.5×10-2×10-6×100=1.5×10-6（C）

答：每个极板上带的电量为1.5×10-6C

解析

解：由C=得：

Q=CU=1.5×10-2×10-6×100=1.5×10-6（C）

答：每个极板上带的电量为1.5×10-6C

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题型：单选题

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单选题

用比值法定义物理量是物理学中常用的思想方法，下列物理量的表达式不是由比值法定义的是（　　）

A加速度a=

B电阻R=

C电容C=

D电场强度E=

正确答案

A

解析

解：A、加速度a=是牛顿第二定律表达式，说明加速度a与外力F成正比，与质量m成反比，不符合比值定义法的共性，故A错误；

B、电阻是导体两端电压与通过电流的比值，故B正确；

C、电容是所带电荷量与板间电势差的比值，故C正确；

D、电场强度等于电场力与探试电荷的电荷量的比值，采用的是比值定义法，故D正确；

本题选不是由比值法定义的，故选：A．

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题型：简答题

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简答题

如图所示的电路中，各电源的内阻均为零，其中B、C两点与其右方由1.0Ω的电阻和2.0Ω的电阻构成的无穷组合电路相接．求图中10μF的电容器与E点相接的极板上的电荷量．

正确答案

解：设B、C右方无穷组合电路的等效电阻为RBC，则题图中通有电流的电路可以简化为图1中的电路．B、C右方的电路又可简化为图2的电路，其中RB′C′是虚线右方电路的等效电阻．由于B′、C′右方的电路与B、C右方的电路结构相同，而且都是无穷组合电路，故有RBC=RB′C′

由电阻串、并联公式可得RBC=1+

由以上两式解得

RBC=2.0Ω

图1所示回路中的电流为I==0.1A

电流沿顺时针方向．

设电路中三个电容器的电容分别为C1、C2和C3，各电容器极板上的电荷分别为Q1、Q2和Q3，极性如图3所示．由于电荷守恒，在虚线框内，三个极板上电荷的代数和应为零，即

Q1+Q2-Q3=0

A、E两点间的电势差

UA-UE=-

又有 UA-UE=（10-30×0.1）V=7V

同理可得：B、E两点间的电势差UB-UE=26V

根据以上各式式并代入C1、C2和C3之值后可得

Q3=1.3×10-4C

答：电容器C3与E点相接的极板带负电，电荷量为1.3×10-4C．

解析

解：设B、C右方无穷组合电路的等效电阻为RBC，则题图中通有电流的电路可以简化为图1中的电路．B、C右方的电路又可简化为图2的电路，其中RB′C′是虚线右方电路的等效电阻．由于B′、C′右方的电路与B、C右方的电路结构相同，而且都是无穷组合电路，故有RBC=RB′C′

由电阻串、并联公式可得RBC=1+

由以上两式解得

RBC=2.0Ω

图1所示回路中的电流为I==0.1A

电流沿顺时针方向．

设电路中三个电容器的电容分别为C1、C2和C3，各电容器极板上的电荷分别为Q1、Q2和Q3，极性如图3所示．由于电荷守恒，在虚线框内，三个极板上电荷的代数和应为零，即

Q1+Q2-Q3=0

A、E两点间的电势差

UA-UE=-

又有 UA-UE=（10-30×0.1）V=7V

同理可得：B、E两点间的电势差UB-UE=26V

根据以上各式式并代入C1、C2和C3之值后可得

Q3=1.3×10-4C

答：电容器C3与E点相接的极板带负电，电荷量为1.3×10-4C．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，E=10V，C1=C2=30μF，R1=4Ω，R2=6Ω，电池内阻可忽略不计．试求：

（1）闭合开关S，待电路稳定后，电路中的电流为多少？

（2）又将S断开，则断开S后流过电阻R1的电量为多少？

正确答案

解：（1）根据欧姆定律得，电流I=．

（2）S断开前：C，Q2=0

S断开后：=3.0×10-4C

．

答：（1））闭合开关S，待电路稳定后，电路中的电流为1A．

（2）将S断开，则断开S后流过电阻R1的电量为4.2×10-4C．

解析

解：（1）根据欧姆定律得，电流I=．

（2）S断开前：C，Q2=0

S断开后：=3.0×10-4C

．

答：（1））闭合开关S，待电路稳定后，电路中的电流为1A．

（2）将S断开，则断开S后流过电阻R1的电量为4.2×10-4C．

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题型：填空题

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填空题

有一个电容器，带电荷量为1×100-5，两极板间电压为200V，电容器电容为______F．如果使它带电荷量再增加1×10-6C，此时它的电容为______F，两极板间的电压为______V．

正确答案

5×10-8

220

解析

解：由电容的定义式得：C==5×10-8 F，

电荷量发生变化时，电容不变，还是5×10-8F．

由C=得：

两极间的电压为U′==V=220V

故答案为：5×10-8；5×10-8；220

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题型：单选题

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单选题

关于电容器的电容，下列说法正确的是（　　）

A电容表示电容器容纳电荷本领大小的量，与带电量，板间电压无关

B增加电压，电容变大

C带电量增加，电容变大

D只有带电量、电压同时变，电容才改变

正确答案

A

解析

解：A、电容表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，与带电量，板间电压无关；故A正确；

B、电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，电容器的电容取决于电容器本身的性质，与电容器是否带电无关；故BC错误；

D、电容C=是定义式，当Q变化时，U也同时改变，但二者的比值保持不变，即电容不变，故D错误；

故选：A

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题型：填空题

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填空题

如图是一个电解电容器，现已给它充电到48V的电压．它的电容是______F，它的带电量是元电荷的______倍．

正确答案

0.01

3×1018

解析

解：由图可知，电容为：C=10000μF=0.01F；

带电量为：Q=UC=48×0.01=0.48C；

为元电荷的=3×1018倍；

故答案为：0.01，3×1018

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