电场：电流_章节学习

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题型：填空题

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填空题

（2015秋•恩施州校级期中）一个电容器充电后断开开关，然后用绝缘工具把两板靠近些，则电容器的电容量______；每板的带电量______（填增大、不变、减小）．

正确答案

增大

不变

解析

解：根据电容的决定式C=，分析可知，电容与板间距离成反比，当把两板靠近些时板间距离减小，电容增大．电容器充电后断开开关，电容器所带电量保持不变．

故答案为：增大，不变

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题型：简答题

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简答题

如图所示，电源电动势E=9V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=5.0Ω，R2=3.5Ω，R3=6.0Ω，R4=3.0Ω，电容C=2.0μF．两板间距离为0.17m．

（1）求电键接到a时，电容的带电量是多少？上极板带何种电荷？

（2）求电键从与a接触到与b接触时，通过R3的电荷量是多少？上极板带何种电荷？

（3）若两极板中央有一个带电粒子，当电键与a接触时，正好处于静止状态，若电键与b接触后，带电粒子向哪极板运动？经过多长时间到达极板？（不考虑电容充放电时间，g=10m/s2）

正确答案

解：

（1）当开关接a时，电容器的电压 U1=E=×9V=5V

电量 Q1=CU1=2×10-6×5C=2×10-5C

由于上极板电势高，则上极板带正电荷．

（2）电键与b接触时，电容器的电压 U1=E=×9V=3.5V

则由Q=CU可知，开关由a接b的过程中，电量变化△Q=（U1+U2）C=8.5×2.0×10-6=1.7×10-5C

即通过R3的电荷量为1.7×10-5C．

由于上极板电势低，则上极板带负电荷．

（3）当电键与a接触时，粒子正好处于静止状态，电场力与重力平衡，则知电场力方向竖直向上，且有：mg=q

若电键与b接触后，场强反向，电场力反向，则小球向下极板做加速运动．

根据牛顿第二定律得：mg+q=ma

联立得：a=g=10×=17m/s2

由=得：t==s=0.1s

答：

（1）电键接到a时，电容的带电量是2×10-5C．上极板带正电荷．

（2）电键从与a接触到与b接触时，通过R3的电荷量是1.7×10-5C．上极板带负电荷．

（3）带电粒子向下极板运动，经过0.1s时间到达下极板．

解析

解：

（1）当开关接a时，电容器的电压 U1=E=×9V=5V

电量 Q1=CU1=2×10-6×5C=2×10-5C

由于上极板电势高，则上极板带正电荷．

（2）电键与b接触时，电容器的电压 U1=E=×9V=3.5V

则由Q=CU可知，开关由a接b的过程中，电量变化△Q=（U1+U2）C=8.5×2.0×10-6=1.7×10-5C

即通过R3的电荷量为1.7×10-5C．

由于上极板电势低，则上极板带负电荷．

（3）当电键与a接触时，粒子正好处于静止状态，电场力与重力平衡，则知电场力方向竖直向上，且有：mg=q

若电键与b接触后，场强反向，电场力反向，则小球向下极板做加速运动．

根据牛顿第二定律得：mg+q=ma

联立得：a=g=10×=17m/s2

由=得：t==s=0.1s

答：

（1）电键接到a时，电容的带电量是2×10-5C．上极板带正电荷．

（2）电键从与a接触到与b接触时，通过R3的电荷量是1.7×10-5C．上极板带负电荷．

（3）带电粒子向下极板运动，经过0.1s时间到达下极板．

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题型：单选题

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单选题

根据电容器电容的公式C=和C=，可知（　　）

A电容器所带电量Q越大，电容器的电容C越大

B电容器两极电压U越大，电容器的电容C越大

C公式C=适用于平行板电容器，且C与两极板正对面积S成正比

D公式C=适用于所有电容器，且C与两极板间距d成反比

正确答案

C

解析

解：A、C=采用了比值定义法，C与带电量和电压是无关的；故AB错误；

B、平行板电容器的决定式C=可以得出，电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两极位置关系；故B错误；

C、平行板电容器的决定式只适用于平行板电容器，且C与两极板正对面积S成正比；故C正确；

D、C=是适用于各种电容器的定义式，C=是只适用于平行板电容器的决定式；故D错误；

故选：C．

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题型：多选题

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多选题

（2015秋•西宁校级期末）如图，连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则（　　）

A电容器的电容C变大

B电容器极板的带电量Q变小

C电容器两极板间的电势差U变大

D电容器两极板间的电场强度E变大

正确答案

A,D

解析

解：A、当两极板间的距离减小时，根据电容的决定式C=分析得知，电容C变大．故A正确．

B、由题可知，电容器的电压不变，C变大，由C=得到，电容器极板的带电荷量Q变大．故B错误．

C、电容器两极板间的电势差U等于电源的电动势，保持不变．故C错误．

D、U不变，d减小，由E=分析得知板间场强E增大．故D正确．

故选：AD．

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题型：单选题

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单选题

平行板电容器的电容（　　）

A跟两极板间的距离成正比

B跟极板上的电荷量成正比

C跟两极板的正对面积成正比

D跟加在两极板间的电压成正比

正确答案

C

解析

解：由电容决定式：C=，

A、电容与两极板间距离成反比，d越大，C越小；故A错误．

B、D、电容与电压及电量无关，故BD错误．

C、电容与极板正对面积成正比，S越大，C越大，故C正确．

故选：C

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题型：单选题

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单选题

如图所示，平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，板间距离为d，今在离右板处放一电荷q，则它所受电场力的大小为（　　）

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解：由平行板电容器的电容定义式C=得，U=

板间场强为E==

则电荷所受的电场力大小为F=qE=

故选C

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题型：多选题

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多选题

关于电容，下列的说法中正确的是（　　）

A电容器带电量越多，电容一定越大

B电容器体积越大，电容一定越大

C同一电容器带电量越多，两极电势差一定越大

D电容器的电容大小与带电量及两极板间的电势差无关

正确答案

C,D

解析

解：

A、由电容定义式：，为比值定义，C与Q、U不存在正反比关系，故A错误．

B、决定式：，电容器电容与极板间电介质，两极间正对面积，两极板间距离等有关，不能仅看体积，故B错误．

C、由电容定义式：，解得：，故同一电容器带电量越多，两极电势差一定越大，故C正确．

D、由电容定义式：，为比值定义，C与Q、U不存在正反比关系，故D正确．

故选：CD

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题型：填空题

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填空题

电容器的电容为C，带有Q的电量．两板间的电压为______，如果电量增加为2Q，这时该电容器的电容为______（填变大、不变、变小）

正确答案

不变

解析

解：由电容的定义式C=得：电量U=

电容表征电容器容纳电荷的本领大小的物理量，由电容器本身的特性决定，如果电量增加为2Q，这时该电容器的电容不变．

故答案为：，不变

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题型：单选题

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单选题

关于电容器的电容C=，下列说法正确的是（　　）

A电容器的带电量Q为两极板所带电荷量的总和

B不超过耐压的情况下，电容器所充电量跟两极间的电压成正比

C电容器所充的电量越多，电容也就越大

D电容器的电容跟加在两极间电压的大小成反比

正确答案

B

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、根据公式C=，得Q=CU，可知在不超过耐压的情况下，电容器所充电量跟两极间的电压成正比，故B正确；

C、电容由电容器本身决定，与带电量无关，故C错误；

D、电容器的电容是表示电容器升高单位电势差所能容纳电荷量增加的多少，其大小与加在两板间的电压无关．故D错误；

故选：B

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题型：简答题

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简答题

如图所示，将一个电动势E=3V，内阻不计的电源与电阻为30Ω，长度为30cm，粗细均匀的电阻丝AB相连．分压电路上的电容器电容为50μF．当滑动触点P以10cm/s的速度匀速向右滑动时，电流计G的读数为多少？通过电流计G的电流方向是向左，还是向右？

正确答案

解：在滑动触头向右滑的过程中，电流计中有电流通过，是由于PB之间的电势差与PB之间的电阻值成正比，滑动头在电阻丝上向右滑动，PB之间的电势差减小，所以电容器两端电压的减少．相应电量的减少，电容器放电，由于电容器的左板带征正电，故电流表的电流为从右向左．电容器两板间的电压减少了：U=，极板的电荷量减少了Q=CU，由电流强度的定义式得：

I==．

答：电流值为50μA，电流表的电流为从右向左．

解析

解：在滑动触头向右滑的过程中，电流计中有电流通过，是由于PB之间的电势差与PB之间的电阻值成正比，滑动头在电阻丝上向右滑动，PB之间的电势差减小，所以电容器两端电压的减少．相应电量的减少，电容器放电，由于电容器的左板带征正电，故电流表的电流为从右向左．电容器两板间的电压减少了：U=，极板的电荷量减少了Q=CU，由电流强度的定义式得：

I==．

答：电流值为50μA，电流表的电流为从右向左．

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题型：单选题

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单选题

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所记录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减小

B在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小

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，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

正确答案

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，由电容的定义式C=分析可知极板间电压增大，故A错误；

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、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，只要时间足够长，电容器充电完毕，电路中没有电流，电源的内电压为零，电容器极板间的电压等于电源的电动势E．故D错误．

故选：C．

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题型：简答题

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简答题

有一已充电的平行板电容器，电容为45μF，若使它的电量减少3×10-4C，其电压为原来的三分之一，则电容器原来带电量为多少？极板间的电压为多少？

正确答案

解：由C=可得：

=45×10-6

解得：U=10V；

则电量Q=UC=10×45×10-6=4.5×10-4C；

答：原来的电量为4.5×10-4C；电压为10V．

解析

解：由C=可得：

=45×10-6

解得：U=10V；

则电量Q=UC=10×45×10-6=4.5×10-4C；

答：原来的电量为4.5×10-4C；电压为10V．

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题型：单选题

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单选题

一个电容器带电量为Q时，两极板间的电压为U，若使其带电量增加4×10-7C，电势差增加20V，则它的电容是（　　）

A1×10-8F

B2×10-8F

C4×10-8F

D8×10-8F

正确答案

B

解析

解：已知电容器电量的增加量△Q=4×10-7C，板间电压的增加量△U=20V，则电容为C==F=2×10-8F．

故选B

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题型：简答题

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简答题

如图所示，有三块大小相同的平行金属板A、B、C，其中A、B间的间距为B、C间距的一半，且A与B板构成的电容器的电容为10-1μF，电池电压为2V，则A、B两板上的电荷量分别是多少？

正确答案

解：根据可知

电容器AB的带电荷量Q1=CABU=10-2×10-6×2C=2×10-8C

其中A板带负电，B板带正电

电容器BC的带电荷量Q2=CBCU=5×10-3×10-6×2C=1×10-8C

其中B板带正电，C板带负电

所以A板电荷量QA=-Q1=-2×10-8C

B板电荷量QB=Q1+Q2=3×10-8C

答：A板电荷量为-2×10-8C；B板电荷量3×10-8C

解析

解：根据可知

电容器AB的带电荷量Q1=CABU=10-2×10-6×2C=2×10-8C

其中A板带负电，B板带正电

电容器BC的带电荷量Q2=CBCU=5×10-3×10-6×2C=1×10-8C

其中B板带正电，C板带负电

所以A板电荷量QA=-Q1=-2×10-8C

B板电荷量QB=Q1+Q2=3×10-8C

答：A板电荷量为-2×10-8C；B板电荷量3×10-8C

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题型：填空题

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填空题

有一电容器，带电量为10-5C时，两板间电压为200V，如果使它带的电量再增加10-6C，这时它的电容是______ F．

正确答案

5×10-8

解析

解：电容器的电容C===5×10-8F

电量增加，电压也增加，但电容器的电容不随电量的变化而变化，故它的电容仍为5×10-8F

故答案为：5×10-8F

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