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学年高中物理第章静电场第节电容器的电容练****新人教版选修
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第8节 电容器的电容
基础牢固
1.(多项选择)以下关于电容器和电容的说法中,正确的选项是( BCD )
=可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,跟两板间的电压成反比
,其所带电荷量与两板间的电压成正比
(小于击穿电压且不为零),它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变
,其大小与加在两板间的电压没关
分析:电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,一个电容器对应唯一的电容值,不能够说电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,A错误,C,,由Q=CU知,其所带电荷量与两板间的电压成正比,故B正确.
“25μF 450V”字样,以下对该电容器的说法中正确的选项是( A )
,×10-5C
,×10-5V
×10-5C
分析:由C=,得ΔQ=C·ΔU=×10-5×1C=×10-5C,=1C,则U==4×104V,,电容器的电荷量最多,Q′=CU′=×10-5×450C=×10-2C,,低于击穿电压,D错误.
,以下方法可行的是( C )
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分析:C=,与带电荷量和电压没关;S越大,C越大,d越大,,B,D错误,C正确.
4.(多项选择)关于给定的电容器,以以下列图,是描述电容C、所带电荷量Q、电势差U之间的互有关系的图线,正确的选项是( AD )
分析:在电容定义式C=中,C由电容器结构决定,与Q,U没关,A正确,B,C错误,Q与U成正比,D正确.
5.(2018·吉林白城模拟)(多项选择)以以下列图,电路中A,B为两块竖直放置的金属板,C是静电计,开关S闭合后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是( CD )
,B两板凑近一些
,B两板正对面积减小一些
,使B板向右平移一些
,使A,B正对面积减小一些
分析:静电计显示的是A,B两极板间的电压,指针张角越大,,A,B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压不变,静电计指针张角不变,选项A,B错误;当断开S后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A,B两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由C=可知,板间电压U增大,从而静电计指针张角增大,选项C,D正确.
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,若使它的电荷量减少3×10-4C,则其电压减少为原来的,则( B )
×10-4C
×10-4C
分析:电容与电容器的带电荷量和板间电压没关,,电压为U,由C==,解得Q=×10-4C,而U的大小无法求出,故A,C错误,B正确.
、电阻R与平行板电容器组成的串连电路,在减小电容器两极板间距离的过程中( D )
分析:在减小电容器两极板间距离的过程中,电容器向来与电源相连,则两极板间电压U不变,由C=知d减小,电容C增大,由Q=UC知电容器所带电荷量Q增加,电容器充电,电路中有充电电流,所以电阻R中的电流方向是从b流向a.
,一平行板电容器接在U=12V的直流电源上,电容C=
×10-10F,两极板间距离d=×10-3m,g取10m/s2,求:
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(1)该电容器所带电荷量;
(2)若板间有一带电微粒,其质量m=×10-3kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电荷量为多少?带何种电荷?
分析:(1)由公式C=得
Q=CU=×10-10×12C=×10-9C.
(2)若带电微粒恰在极板间静止,则带电微粒带负电,并且有qE=mg,
而E=,解得q=
=C
=×10-6C.
答案:(1)×10-9C (2)×10-6C 负电荷
能力提升
9.(2018·陕西西安一中期末)(多项选择)以以下列图,平行板电容器与直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,,则( ACD )
,再将下极板向下搬动一小段距离,则带电油滴所受静电力不变
分析:将平行板电容器的下极板竖直向下搬动一小段距离,由C=知,平行板电容器的电容将变小,选项A正确;P点的电势φP随d的增大而增大,带电油滴的电势能Ep=-qφP将减少,选项C正确;静电计两端的电势差恒定,指针偏转角不变,选项B错误;若先将上极板与电源正极间的导线断开,电荷量Q必然,两极板间的电场强度E=
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=,与d没关,则带电油滴所受静电力不变,选项D正确.
10.(2018·西北工业大学附中期末)以以下列图,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,,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好为零(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)小球从开始下落到运动到下极板地方用的时间.
分析:(1)小球从开始下落到上极板间做自由落体运动,由v2=2gh,得v=.
(2)在极板间带电小球受重力和静电力作用,由牛顿第二定律得mg-qE=ma
由运动学公式知0-v2=2ad
整理得电场强度E=
由U=Ed,Q=CU,
得电容器所带电荷量Q=.
(3)由h=g,0=v+at2,t=t1+t2
整理得t=.
答案:(1) (2)
(3)