高中物理一轮复习1

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电容器与电容 【典型例题】 【例 1】平行板电容器所带的电荷量为 Q＝4×10-8C，电容器两板间的电压为 U＝2V，则该电容 器的电容为 ；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压 为 ，两板间电场强度变为原来的 倍，此时平行板电容器的电容 为 。 【解析】由电容器电容的定义式得：   FFU QC 8 8 1022 104    电容的大小取决于电容器本身的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来 一半时，电容不变。而此时两极板间的电压为： VUC Q C QU 12 12// /  板间为匀强电场，由场强与电压关系可得： Ed U d UE 2 12 1 / /  【答案】2×10-8C 、1V、1/2 、2×10-8C 【例 2】如图电路中，A、B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关 S 合上时，静电 计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是 A、合上 S，使 A、B 两板靠近一些 B、合上 S，使 A、B 正对面积错开一些 C、断开 S，使 A、B 间距增大一些 D、断开 S，使 A、B 正对面积错开一些 【解析】图中静电计的金属杆接 A 板，外壳与 B 板均接地，静电计显示的是 A、B 两板间的电 压，指针的张角越大，表示两板间的电压越高。当闭合 S 时，A、B 两板间的电压等于电源两 端电压不变。故静电计的张角保持不变。当断开 S 时，A、B 两板构成的电容器的带电量保持 不变，如果板间的间距增大，或正对面积减小，由平板电容器电容的决定式 kd SC   4  可知， 电容都将减小，再由 C QU  可知，板间电压都将增大，即静电计的张角应当变大。 【答案】C、D 【例 3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两 板间有一个正电荷固定在 P 点，如图所示，以 E 表示两板间的 场强，U 表示电容器两板间的电压，W 表示正电荷在 P 点的电 势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则：（ ） A、U 变小，E 不变 B、E 变小，W 不变 C、U 变小，W 不变 D、U 不变，W 不变 【解析】题意：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，说明电容器的带电量将保持 不 变 ， 负 极 板 为 零 电 势 。 当 正 极 板 向 下 移 到 图 示 位 置 时 ， 板 间 距 变 小 ， 由 E= S kQ dkd S Q cd Q d U     4 4    可知板间的场强 E 不变，然而板间的电势差 U=Ed，U 变小； 由于 P 与下板间的距离不变，所以 P 与下板间的电势不变，P 点的电势不变，故在 P 点的正电 荷的电势能不变，即 W 不变，【答案 AC】 【基础练习】 一、选择题： 1、关于电容器，下列中说法正确的是：（ ） A、由 U QC  可知，一只电容器带电量越大，它的电容就越大 B、对一固定的电容器，它的带电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 C、电容器的带电量 Q 为两极板所带电荷量的总和 D、两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器 2、如图所示，平行板电容器经开关 S 与电源连接，在 a 处有一个 带 电量非常小的点电荷，S 是闭合的， a 为 a 点的电势，F 表示点 电 荷受到的电场力。现将电容器的 B 板向下稍微移动，使两板间的 距 离增大则：（ ） A、 a 变大，F 变大 B、 a 变大，F 变小 C、 a 不变，F 不变 D、 a 不变，F 变小 3、如图所示，若将平行板电容器的 A、B 两板稍微错开些，使正 对面积减小的过程中，电阻 R 中将：（ ） A、会有瞬时向右的电流 B、会有瞬时向左的电流 C、不会有电流通过 R D、无法判断电流方向 4、如图所示，对一个给定的电容器充电时，下列的图像中能正确反映电容器的带电量 Q、电 压 U 和电容器电容 C 之间关系的是：（ ） 5、理想平行板电容器充电后与电源断开，能使两板间电势差增大的方法是：（ ） A、在两板间插入玻璃板 B、使两板靠近些 C、保持两板的间距不变，使两板错开些 D、使两板分开些 6、在图所示的实验装置中，平行板电容器的极板 A 与一灵敏静电计相接，极板 B 接地，若极板 B 稍向 上移动一点，由静电计指针变化作出平行板电容器 电容变小的结论的依据是：（ ） A、 两极板的电压不变，极板上的电荷量变小 B、 两极板的电压不变，极板上的电荷量变大 C、 极板上的电荷量几乎不变，两板间的电压变小 D、 极板上的电荷量几乎不变，两板间的电压变大 二、填空题： 7、一个极板为圆形的平行板电容器，圆板的半径为 3cm，两板相距为 2mm，中间充以介电常数 为 2 的电介质，这个电容器的电容 C＝ F。 8、电容器的电容为 20μF，原来带有 2.0×10-4C 的电量。如果再给它增加 1.0×10-4C 电量， 这时该电容器的电容为 μF，两板间的电压将增加 V。 9、如图所示，平行板电容器的极板接于电池两极，一带正电的小球悬 挂在电容器内部，闭合开关 S，电容器充电，此时悬线偏离竖直方向 的夹角为θ。若保持 S 闭合，将 A 板向 B 板靠近，则θ ，若断开 S，将 A 板向 B 板靠近，则θ 。 三、计算题： 10、水平放置的平行板电容器，两极板相距 5mm，电容为 2μF，当将其充电到两板电势差为 100V 时，一个质量为 1.0×10-11g 的带负电尘埃正好在板间静止，这时电容器的带电量为多少 库仑？电容器上极板带何种电荷？该尘埃带电量为多少？ 11、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 10-2μF,电池电压为 2V, 则 A、B 两板上的电荷量分别 是多少? 12、一平行板电容器每个极板都是半径为 1.5cm 的圆形金属板，两极板正对，两极板间的距离 为 2cm，且两极板间用陶瓷作电介质，则电容器的电容为多少皮法？若该电容器的击穿电压为 40V，则电容器刚好被击穿时，带电量为多少？板间的场强为多少？ 【能力提升】 1、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种压力传感器。 当待测压力 F 作用在可动膜片电极上时，可使膜片发生形变，引起电 容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么：（ ） A、 当 F 向上压膜片电极时，电容将减小 B、 当 F 向上压膜片电极时，电容将增大 C、 若电流计有示数，则压力 F 发生了变化 D、 若电流计有示数，则压力 F 不发生变化 2、如图所示，将平板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态若将两板慢 慢的错开一些，其它条件不变，则 （ ） A、电容器带电量不变 B、尘埃仍静止 C、电流间中有 a →b 的电流 D、电流计中有 b→a 的电流 3、如图所示，平行板电容器电容为 C，带电量 Q，极板长为 L，板间距为 d，极板与水平面夹 角为α，现有一质量为 m 的带电油滴与两板的中央 P 点从静止开 始沿与极板平行的直线运动到 Q 点（P、Q 两点为电容器的边缘，忽略边缘效应） ⑴液滴的电荷量 ⑵液滴达到 Q 点的速度和所用的时间 4、充电后平行板电容器水平放置，如图所示，两板间距离 5 ㎝，在距 下板 2 ㎝处有一质量 2mg 的不带电的小球由静止开始下落，小球与下 板碰撞时获得 2×10-8C 的负电荷,并能反跳到离下板 4 ㎝高处,设小球 与下板碰撞无机械能损失,已知上板带电量为＋1×10-6C,试求板间场 强 E 的大小和电容器的电容 C. 答案 【基础练习】 一、选择题： 1、BD 2、B 3、B 4、BC 5、CD 6、D 二、填空题： 7、2.5×10-11 8、20 5 9、变大 不变 三、计算题： 10、2×10-4C, 负电 5×10-15C 11、-2×10-8C 3×10-8C 12、18.75PF 7.5×10-10C 2×104V/m 【能力提升】 1、BC 2、BC 3、⑴ Q mgd cos ⑵ sin2gL ， sin 2 g L 4、【简解】对小球运动的全过程运用动能定理，如图所示，-mgh1+Eqh2=0 得 E= mVqh mgh /500 2 1  由 U=Eq C= U Q 得 C= 2 6 105500 101     Ed Q =4×10-8F