- 平行板电容器的电容
- 共18题
半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图（左）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（右）所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（）
A第2秒内上极板为正极
B第3秒内上极板为负极
C第2秒末微粒回到了原来位置
D第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2
正确答案
解析
0～1s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电 ，金属板下极板带正电；
若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动。
1～2s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电 ，金属板下极板带负电；
若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向上做匀减速运动，2s末速度减小为零。
2～3s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电 ，金属板下极板带负电；
若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向下做匀加速运动。
两极板间的电场强度大小
3～4s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电 ，金属板下极板带正电；
若粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向下做匀减速运动4s末速度减小为零
同时回到了原来的位置。
知识点
如图，一对平行金属板水平放置，板间距为d，上极板始终接地。长度为d/2、质量均匀的绝缘杆，上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动，下端固定一带正电的轻质小球，其电荷量为q。当两板间电压为U1时，杆静止在与竖直方向00′夹角
(1)绝缘杆所受的重力G;
(2)两板旋转后板间电压U2。
(3)在求前后两种情况中带电小球的电势能W1与W2时，某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变，电场力不做功，因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确，计算该电势能;你若认为该同学的结论错误，说明理由并求W1与W2。
正确答案
（1）
解析
（1）设杆长为L，杆受到的重力矩与球受到的电场力矩平衡
解得
（2）金属板转过α角后，同样满足力矩平衡，有
联立解得，
（3）该同学的结论错误。因为上板接地，当板旋转α角度时，板间电场发生变化，电场的零势能面改变了，带电小球所在处相对零势能面的位置也改变了。
所以，带电小球的电势能也改变了。
设带电小球与零势面间的电势差为U‘
金属板转动前：
电势能
金属板转动后
电势能
知识点
一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方
A打到下极板上
B在下极板处返回
C在距上极板
D在距上极板
正确答案
解析
粒子从小孔正上方
知识点
如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：
（1）小球到达小孔处的速度；
（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；
（3）小球从开始下落运动到下极板的时间。
正确答案
（1）
解析
（1）由
（2）在极板间带电小球受重力和电场力，有
（3）由
知识点
如图所示，电路中
A增大
B增大
C增大两板间的距离
D断开电键S
正确答案
解析
略
知识点
扫码查看完整答案与解析