- 电容的定义式
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已知两个电容C1=0.20uF,C2=0.30uF,C1的电压为10V,两电容并联时的电容为______,电容组共储存电能______,两电容串联时的总电容为______,电容组共储存电能______.
正确答案
0.50uF
2.5×10-5J
0.12μF
1.67×10-5J
解析
解:两电容并联时,相对于扩大了电容器的极板的面积,所以并联后的电容是两个电容器电容的和,所以:
C并=C1+C2=0.20μF+0.30μF=0.50μF
两电容串联时,相对于增大了电容器的极板之间的距离,所以串联后的电容的倒数是两个电容器电容的倒数的和,即:
得:
并联时电容组共储存电能,J
串联时两个电容器极板上的电荷量相等,由q=CU可知:C1U1=C2U2
所以:V
串联时,C1储存的电能:J
C2储存的电能:J
串联时电容组共储存电能:J
故答案为:0.50μF;2.5×10-5J;0.12μF;1.67×10-5J
根据电容器的电容的定义式C=,可知( )
正确答案
解析
解:
A、D、根据电容的定义式C=,采用的是比值法定义,可知C与Q、U无关.故A正确,D错误.
B、电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,由电容器本身决定,C与Q无关.故B错误.
C、电容器不带电时,其电容不为零,故C错误.
故选:A.
如图所示的电路,其中电源的电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻R1=6Ω,R2=4Ω,电容器的电容C=2μF.开关S是闭合的,现将开关S断开,求:
(1)开关S闭合时,电容器所带的电荷量;
(2)开关S断开后,电源释放的电能.
正确答案
解:(1)电键闭合时,根据闭合电路欧姆定律,有:
I==
=1A;
电容器的电压:
U1=IR2=1×2=2V;
带电量为:
Q1=CU1=0.5×10-6F×2V=10-6C
(2)断开开关后,电容器电压:
U2=E=6V;
带电量为:
Q2=CU2=0.5×10-6F×6V=3×10-6C
做电容器的Q-U图,如图所示:
Q-U图象与时间轴包围的面积表示储存的电能,故增加的电能为:
△E=Q2U2-Q1U1=3×10-6C×6V-10-6C×2V=1.6×10-5J
充电过程电阻R1消耗的电能忽略不计,故电源释放的电能约为1.6×10-5J;
答:(1)开关S闭合时,电容器所带的电荷量是10-6C;
(2)开关S断开后,电源释放的电能1.6×10-5J.
解析
解:(1)电键闭合时,根据闭合电路欧姆定律,有:
I==
=1A;
电容器的电压:
U1=IR2=1×2=2V;
带电量为:
Q1=CU1=0.5×10-6F×2V=10-6C
(2)断开开关后,电容器电压:
U2=E=6V;
带电量为:
Q2=CU2=0.5×10-6F×6V=3×10-6C
做电容器的Q-U图,如图所示:
Q-U图象与时间轴包围的面积表示储存的电能,故增加的电能为:
△E=Q2U2-Q1U1=3×10-6C×6V-10-6C×2V=1.6×10-5J
充电过程电阻R1消耗的电能忽略不计,故电源释放的电能约为1.6×10-5J;
答:(1)开关S闭合时,电容器所带的电荷量是10-6C;
(2)开关S断开后,电源释放的电能1.6×10-5J.
平行板电容器两极板与静电计的连接如图所示,对电容器充电,使静电计张开一定角度,撤去电源,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、撤去电源,电容器所带的电荷量不变,增大两极板间的距离,根据C=知,电容减小,根据U=
知,电容器两端的电势差变大,静电计指针张角变大,故A正确.
B、减小两极板间的距离,根据C=知,电容增大,根据U=
知,电容器两端的电势差减小,静电计指针张角变小,故B错误.
C、将两极板错开一些,根据C=知,电容减小,根据U=
知,电容器两端的电势差变大,静电计指针张角变大,故C正确.
D、将某电介质插入极板间,根据C=知,电容增大,根据U=
知,电容器两端的电势差减小,静电计指针张角变小,故D错误.
故选:AC.
某电容器上标有“1.5μF,9V”,则该电容器( )
正确答案
解析
解:
A、B、由题意可知,电容器最大承受电压为9V;则由电容的定义式C=,得Q=CU=1.5×10-6×9C=1.35×10-5C,知所带的电荷量不能超过1.35×10-5C.故A正确,B错误.
C、9V是电容器的额定电压,即能承担的最大电压,所加的电压不能超过9V.但可以小于9V,故C错误.
D、9V是电容器的额定电压,不是击穿电压.故D错误.
故选:A.
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