(浙江專用)2022高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1-8 電容器的電容學(xué)案 新人教版選修3-1
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1、(浙江專用)2022高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1-8 電容器的電容學(xué)案 新人教版選修3-1 [研究學(xué)考·明確要求] 知識(shí)內(nèi)容 電容器的電容 考試要求 學(xué)考b 選考c 基本要求 1.了解常見電容器的外形、結(jié)構(gòu)和符號(hào)。 2.知道電容器是儲(chǔ)存電荷和電場(chǎng)能的裝置。 3.了解電容器的充、放電過程。 4.了解電容器電容的意義,知道其單位。 發(fā)展要求 1.經(jīng)歷影響平行板電容器電容因素的探究過程,體會(huì)其中蘊(yùn)含的控制變量等思想方法。 2.會(huì)用電容的定義式進(jìn)行計(jì)算。 3.了解影響平行板電容器電容的相關(guān)因素。 4.了解電容器擊穿電壓的概念。 5.會(huì)用傳感器觀察電容器的充電和放電。
2、 說明 不要求應(yīng)用平行板電容器電容的決定式進(jìn)行計(jì)算。 [基 礎(chǔ) 梳 理] 1.電容器:兩個(gè)相互靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體組成一個(gè)電容器。 2.電容器的充電和放電 (1)充電:把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連,另一個(gè)極板與負(fù)極相連,使電容器兩極板帶上等量異種電荷的過程叫做充電。如圖1甲所示。充電過程中由電源獲得的電能儲(chǔ)存在電容器中。 (2)放電:用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通,兩極板上的電荷中和,電容器又不帶電了,這個(gè)過程叫做放電。如圖乙所示。放電過程電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 圖1 (3)電容器充、放電過程的特點(diǎn) ①充電過程特點(diǎn)(如圖2所示) a.充電電流方向
3、為從電源的正極流出的電流的方向。 b.電容器所帶電荷量增加。 c.電容器兩極板間電壓升高。 d.電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度增大。 e.充電過程中電容器從電源獲取的能量為電能。 當(dāng)電容器充電結(jié)束后,電容器所在電路中無電流,電容器兩極板間電壓與充電電壓相等。 圖2 圖3 ②放電過程特點(diǎn)(如圖3所示) a.放電電流方向是從電容器正極板流出的電流的方向。 b.電容器兩極板上電荷量減少。 c.電容器兩極板間電壓降低。 d.電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度減小。 e.電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。 放電的過程實(shí)際上就是電容器兩極板上正、負(fù)電荷中和的過程,當(dāng)放電結(jié)束后,電路中無電流。 特
4、別提醒 電容器所帶電荷量是指電容器一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值,而不是指兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值之和。 3.電容 (1)定義:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容。 (2)定義式:C=。 (3)單位是法拉,簡(jiǎn)稱法,符號(hào)是F。常用單位還有微法(μF)和皮法(pF),量值關(guān)系:1 F=106 μF=1012 pF。 特別提醒 電容器的電容是反映其容納電荷本領(lǐng)的物理量,由電容器本身的性質(zhì)決定,與電容器是否帶電、所帶電荷量Q和兩極板間的電勢(shì)差U無關(guān)。 (4)電容的另一表達(dá)式:C=,式中C表示電容器的電容,ΔU表示兩極板間增加的電勢(shì)差,ΔQ表示當(dāng)兩極板間電勢(shì)
5、差增加ΔU時(shí)電容器所增加的電荷量。 [典 例 精 析] 【例1】 有一充電的電容器,兩板間的電壓為3 V,所帶電荷量為4.5×10-4 C,此電容器的電容是多少?將電容器的電壓降為2 V,電容器的電容是多少?所帶電荷量變化多少? 解析 由電容的定義式得 C== F=1.5×10-4 F。 電容器電壓降為2 V時(shí),電容不變,仍為1.5×10-4 F。此時(shí)電荷量為Q′=CU′=1.5×10-4×2 C=3×10-4 C。 帶電荷量減小ΔQ=Q-Q′=1.5×10-4C 答案 1.5×10-4 F 1.5×10-4 F 1.5×10-4 C C=為比值定義式。C的大小與Q、U無關(guān)
6、,只跟電容器本身有關(guān),當(dāng)Q=0時(shí),U=0,而C并不為零。 [即 學(xué) 即 練] 1.某電容器上標(biāo)有“25 μF、450 V”字樣,則下列對(duì)該電容器的說法中正確的是 ( ) A.要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V,所需電荷量為2.5×10-5 C B.要使該電容器帶電荷量為1 C,兩極板之間需加電壓2.5×10-5 V C.該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5×10-5 C D.該電容器能夠承受的最大電壓為450 V 解析 由電容器電容的定義C=可得,C=,ΔQ=CΔU,要使該電容器兩極板之間電壓增加ΔU=1 V,所需電荷量為ΔQ=2.5×10-5C,A正確,B錯(cuò)誤;該電容器能
7、夠容納的電荷量最多為Q=CU=2.5×10-5×450 C=1.125×10-2 C,C錯(cuò)誤;電容器上所標(biāo)的450 V,是電容器的額定電壓,是電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓,低于擊穿電壓,該電容器能夠承受的最大電壓大于450 V,D錯(cuò)誤。 答案 A [基 礎(chǔ) 梳 理] 1.平行板電容器的結(jié)構(gòu):由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平行金屬板組成,是最簡(jiǎn)單的,也是最基本的電容器。 2.平行板電容器的特點(diǎn):兩極板電荷等量異號(hào),電荷分布在相對(duì)兩板的內(nèi)側(cè),板間電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng),E=。 3.平行板電容器的電容 (1)公式 (2)平行板電容器電容的決定因素,與兩平行板正對(duì)面積S成正比,與電介
8、質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr成正比,與板間距離d成反比。電容器是否帶電、極板上電壓多高對(duì)C都沒有影響。 4.C=與C=比較 公式 內(nèi)容 C= C= 公式特點(diǎn) 定義式 決定式 意義 對(duì)某電容器Q∝U,但=C不變,反映容納電荷本領(lǐng) 平行板電容器C∝S,C∝εr,C∝,反映了影響電容大小的因素 聯(lián)系 電容器容納電荷的本領(lǐng)由來量度,由本身的結(jié)構(gòu)(如平行板電容器的εr、S、d等因素)來決定 5.平行板電容器的兩類典型問題 (1)平行板電容器始終連接在電源兩端:電勢(shì)差U不變,當(dāng)d、S、εr變化時(shí),由C=∝可知C隨d、S、εr的變化情況。再由Q=UC=U·確定Q變化情況,然
9、后由E=可知E隨d的變化情況。 (2)平行板電容器充電后,切斷與電源的連接:電荷量Q保持不變,當(dāng)d、S、εr變化時(shí),由C=可知C隨d、S、εr的變化情況。再由U==確定U隨d、S、εr的變化情況。然后由E===∝可知E隨S、εr的變化情況。 [典 例 精 析] 【例2】 將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是( ) A.保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?,E變?yōu)樵瓉淼囊话? B.保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?,則U變?yōu)樵瓉淼膬杀? C.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?,則U變?yōu)樵瓉淼囊话? D.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉?/p>
10、的一半,則E變?yōu)樵瓉淼膬杀? 解析 由E=知,當(dāng)U不變,d變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí),E變?yōu)樵瓉淼囊话?,A項(xiàng)正確;當(dāng)E不變,d變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí),U變?yōu)樵瓉淼囊话?,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電容器中d不變時(shí),C不變,由C=知,當(dāng)Q變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí),U變?yōu)樵瓉淼膬杀?,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Q變?yōu)樵瓉淼囊话?,U也變?yōu)樵瓉淼囊话?,d不變時(shí),則E變?yōu)樵瓉淼囊话耄珼項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 A 分析電容器動(dòng)態(tài)問題的思路 (1)確定不變量,分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。 (2)用決定式C=分析平行板電容器電容的變化。 (3)用定義式C=分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。 (4)用E=分析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化。 【例3】
11、如圖4所示,帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間,距下板0.8 cm,兩板間的電勢(shì)差為300 V,如果兩板間電勢(shì)差減小到60 V,則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間?(g取10 m/s2) 圖4 解析 取帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象,設(shè)它帶電荷量為q,則帶電小球受重力mg和電場(chǎng)力qE的作用。 當(dāng)U1=300 V時(shí),小球平衡mg=q① 當(dāng)U2=60 V時(shí),帶電小球向下極板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)mg-q=ma② 又h=at2③ 由①②③得 t== s≈4.5×10-2 s。 答案 4.5×10-2 s (1)帶電粒子在平行板電容器中的問題是靜電場(chǎng)與力學(xué)知識(shí)的綜合,分析方法與力學(xué)方
12、法基本相同:先分析受力情況,再分析運(yùn)動(dòng)狀況和運(yùn)動(dòng)過程(平衡、加速或減速,直線還是曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律(如牛頓定律、動(dòng)能定理及能量守恒定律)解題。 (2)電容器所形成的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),由公式E=和C=即可把帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和電容器聯(lián)系起來。 [即 學(xué) 即 練] 2.對(duì)于水平放置的平行板電容器,下列說法不正確的是( ) A.將兩極板的間距加大,電容將增大 B.將兩極板平行錯(cuò)開,使正對(duì)面積減小,電容將減小 C.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板,電容將增大 D.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板,電容將增大 解析
13、 影響平行板電容器電容大小的因素有:(1)隨正對(duì)面積的增大而增大;(2)隨兩極板間距離的增大而減?。?3)在兩極板間放入電介質(zhì),電容增大。據(jù)上面敘述可直接看出B、C選項(xiàng)正確;對(duì)D選項(xiàng),實(shí)際上是減小了兩極板間的距離。故A選項(xiàng)符合題意。 答案 A 3.如圖5所示,平行板電容器接在電壓為U的電源上,下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則( ) 圖5 A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng) B.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低 C.帶電油滴的電勢(shì)能將減小 D.電容器的電容減小,極板帶電荷量將增大 解析 上極板向上移動(dòng)一小段距離后,
14、板間電壓不變,仍為U,故電場(chǎng)強(qiáng)度將減小,油滴所受電場(chǎng)力減小,故油滴將向下運(yùn)動(dòng),A錯(cuò);P點(diǎn)的電勢(shì)大于0,且P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小,所以P點(diǎn)電勢(shì)減小,B對(duì);油滴向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功,油滴的電勢(shì)能應(yīng)增加,C錯(cuò);電容器的電容C=,由于d增大,電容C應(yīng)減小,極板帶電量Q=CU將減小,D錯(cuò)。 答案 B [基 礎(chǔ) 梳 理] 1.分類 常見的電容器 2.電容器的符號(hào) (1):固定電容器,其電容C是不變的。 (2):電解電容器,有“+”“-”極之分,連接時(shí)不能接錯(cuò)。 (3):可變電容器,由兩組金屬片組成,固定的一組金屬片叫定片,可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組金屬片叫動(dòng)片。轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片,使兩組金屬片的正對(duì)面
15、積發(fā)生變化,電容就隨著改變。 3.電容器的額定電壓和擊穿電壓 (1)額定電壓:電容器長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)所能承受的電壓,它比擊穿電壓要低。 (2)擊穿電壓:加在電容器兩極板上的電壓超過某一數(shù)值,電介質(zhì)將被擊穿,電容器損壞,這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。 特別提醒 (1)電容器上的標(biāo)稱電壓是額定電壓。 (2)電容器在不高于額定電壓下工作時(shí)都是安全、可靠的,不要誤認(rèn)為電容器只有在額定電壓下工作才是正常的。 [典 例 精 析] 【例4】 如圖6所示一電解電容器標(biāo)注“25 V 1 000 μF”,下列說法正確的是 ( ) 圖6 A.該電容器的符號(hào)是 B.只有當(dāng)電壓是25 V時(shí),電容才是
16、1 000 μF C.該電容器必須加25 V電壓時(shí)才能正常工作 D.該電容器所帶電荷量不能超過0.025 C 解析 電解電容器的符號(hào)是,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;25 V為電容器的額定電壓,1 000 μF為電容器的電容,在低于25 V時(shí),電容均為此值,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由標(biāo)稱值可知,該電解電容器用于25 V及以下電壓時(shí)才能正常工作,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電容器所帶電荷量最大為Q=CU=0.025 C,故選項(xiàng)D正確。 答案 D [即 學(xué) 即 練] 4.關(guān)于下列四幅圖的敘述正確的是( ) 圖7 A.圖7甲為可變電容器,動(dòng)片旋出時(shí)可以使其與定片的距離增大,從而改變電容 B.圖乙為萊頓瓶,瓶?jī)?nèi)外錫箔
17、相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板,可以用來儲(chǔ)存電荷 C.圖丙中電容器只要與電源相連,電流表的示數(shù)始終不為零 D.圖丁所示是電解電容器,擊穿電壓為80 V 解析 題圖甲所示的電容器為可變電容器,動(dòng)片旋出時(shí)與定片的距離不變,通過減小極板間的正對(duì)面積,從而改變電容,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;題圖乙構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易的電容器,能夠儲(chǔ)存電荷,故選項(xiàng)B正確;題圖丙,電容器充電過程中,電流表的示數(shù)不為零,電路穩(wěn)定時(shí)電流表的示數(shù)為零,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;題圖丁是電解電容器,額定電壓為80 V,小于擊穿電壓,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 B 1.關(guān)于電容器的電容,下列說法正確的是( ) A.電容器帶的電荷越多,其電容越大 B.電容器
18、兩極板間的電勢(shì)差越大,其電容越小 C.平行板電容器的電容與極板間距、正對(duì)面積等因素有關(guān) D.一個(gè)電容器,如果它不帶電,其電容就為零 解析 C=,是定義式,電容器的電容只與電容器本身有關(guān),與它所帶電荷量及其兩極板間的電壓均無關(guān),故A、B錯(cuò);由公式C=知C對(duì);電容是電容器的屬性,與它帶不帶電無關(guān),故D錯(cuò)。 答案 C 2.如圖所示是描述對(duì)給定的電容器充電時(shí)電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象,其中不正確的是( ) 解析 電容器的電容與電容器帶多少電荷量、是否帶電均無關(guān)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、D正確;對(duì)于一個(gè)確定的電容器,其帶電荷量與兩板間電壓成正比,選項(xiàng)C正確。 答案 A
19、 3.用控制變量法,可以探究影響平行板電容器電容的因素(如圖8所示)。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S,極板間的距離為d,靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中,極板所帶電荷量不變,下列說法正確的是( ) 圖8 A.保持S不變,增大d,則θ變大 B.保持S不變,增大d,則θ變小 C.保持d不變,減小S,則θ變小 D.保持d不變,減小S,則θ不變 解析 靜電計(jì)指針偏角體現(xiàn)電容器兩極板間電壓大小。在如圖所示的操作中,電容器電荷量Q保持不變,C==。保持S不變,增大d,則C減小,U增大,偏角θ增大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;保持d不變,減小S,則C減小,U增大,偏角θ也增大,故選項(xiàng)C、D均錯(cuò)。 答案 A 4
20、.如圖9所示為“研究影響平行板電容器電容的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置,以下說法正確的是( ) 圖9 A.A板與靜電計(jì)的指針帶的是異種電荷 B.甲圖中將B板上移,靜電計(jì)的指針偏角減小 C.乙圖中將B板左移,靜電計(jì)的指針偏角不變 D.丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間,靜電計(jì)的指針偏角減小 解析 靜電計(jì)指針與A板連為一個(gè)導(dǎo)體,帶電性質(zhì)相同,A錯(cuò)誤;根據(jù)C=,C=,B板上移,S減小,C減小,Q不變,U增大,B錯(cuò)誤;B板左移,d增大,C減小,U增大,C錯(cuò)誤;插入電介質(zhì),εr增大,電容C增大,U減小,D正確。 答案 D 1.下列關(guān)于電容的說法正確的是( ) A.電容器簡(jiǎn)稱電容 B.電容器A
21、的電容比B的大,說明A的帶電荷量比B多 C.電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為1 V時(shí)電容器需要帶的電荷量 D.由公式C=知,電容器的電容與電容器兩極板間的電壓成反比,與電容器所帶的電荷量成正比 解析 電容器和電容是兩個(gè)不同的概念,A錯(cuò);電容器A的電容比B的大,只能說明電容器A容納電荷的本領(lǐng)比B強(qiáng),與是否帶電無關(guān),B錯(cuò);電容器的電容大小和它所帶的電荷量、兩極板間的電壓等均無關(guān),D錯(cuò)。 答案 C 2.下列關(guān)于電容器和電容的說法中,不正確的是( ) A.根據(jù)C=可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,跟兩板間的電壓成反比 B.對(duì)于確定的電容器,其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比
22、C.無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零),它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變 D.電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,其大小與加在兩板間的電壓無關(guān) 解析 由于電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,是電容器的一種特性。一個(gè)電容器對(duì)應(yīng)唯一的電容值,不能說電容器的電容與其所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比。因此A錯(cuò)誤,C、D正確;由于電容是定值,由Q=CU知,其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比,故B正確。 答案 A 3.傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件,已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域。下列為幾種電容式傳感器,其中通過改變電
23、容器兩板間距離而引起電容變化的是( ) 答案 C 4.電容器是一種常用的電子元件。對(duì)電容器認(rèn)識(shí)正確的是( ) A.電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力 B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比 C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比 D.電容的常用單位有μF和pF,1 μF=103 pF 解析 電容是表示電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)大小的物理量。電容的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)決定的,與兩板間電壓及電容器所帶電荷量無關(guān)。單位μF與pF的換算關(guān)系為1 μF=106 pF。 答案 A 5.一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板
24、間的電勢(shì)差U的變化情況是( ) A.C和U均增大 B.C增大,U減小 C.C減小,U增大 D.C和U均減小 解析 由平行板電容器電容決定式C=知,當(dāng)插入電介質(zhì)后,εr變大,則在S、d不變的情況下C增大;由電容定義式C=得U=,又電荷量Q不變,故兩極板間的電勢(shì)差U減小,選項(xiàng)B正確。 答案 B 6.如圖1所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,C是一只靜電計(jì),開關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度,下述做法可使靜電計(jì)指針張角增大的是 ( ) 圖1 A.使A、B兩板靠近一些 B.使A、B兩板正對(duì)面積減小一些 C.?dāng)嚅_S后,使B板向右平移一些 D.?dāng)嚅_S后,使A、
25、B正對(duì)面積增大一些 解析 靜電計(jì)顯示的是A、B兩極板間的電壓,指針張角越大,表示兩板間的電壓越高。當(dāng)合上S后,A、B兩板與電源兩極相連,板間電壓等于電源電壓,靜電計(jì)指針張角不變;當(dāng)斷開S后,板間距離增大,正對(duì)面積減小,都將使A、B兩板間的電容變小,而電容器所帶的電荷量不變,由C=可知,板間電壓U增大,從而使靜電計(jì)指針張角增大。所以只有選項(xiàng)C正確。 答案 C 7.如圖2所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,這時(shí)電容器的電荷量為Q,P是電容器內(nèi)一點(diǎn),電容器的上極板與大地相連,下列說法正確的是( ) 圖2 A.若將電容器的上極板左移一點(diǎn),則兩板間場(chǎng)強(qiáng)減小 B.若將電容器的下極板上移
26、一點(diǎn),則P點(diǎn)的電勢(shì)升高 C.若將電容器的下極板上移一點(diǎn),則兩板間電勢(shì)差增大 D.若將電容器的下極板上移一點(diǎn),則兩板間電勢(shì)差減小 解析 由E=、U=、C=,可知E=,S減小,E增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由E=可知E不變,φP不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;U=Ed,d減小,U減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 答案 D 8.如圖3所示是一個(gè)由電池、開關(guān)S、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路。閉合開關(guān)S,在增大電容器兩極板間距離的過程中( ) 圖3 A.電阻R中沒有電流 B.電容器的電容變大 C.電阻R中有從a流向b的電流 D.電阻R中有從b流向a的電流 解析 由題知電容器兩板間電壓恒定,設(shè)已充電荷量為
27、Q,當(dāng)兩板距離增大時(shí),電容C變小,由Q=CU可知帶電荷量Q將減小,必然有一部分正電荷通過電阻R回流。選項(xiàng)C正確。 答案 C 9.(2018·浙江省名校新高考研究聯(lián)盟)如圖4所示,下列關(guān)于電容器相關(guān)知識(shí)描述正確的是( ) 圖4 A.圖甲為電容器充電示意圖,充電完成后電容器上極板帶正電,兩極板間的電壓U等于電源的電動(dòng)勢(shì)E B.圖乙為電容器放電示意圖,若電容器上極板帶電荷量為+Q,則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左,流過的總電荷量為2Q C.圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號(hào),圖丁為可變電容器及其符號(hào),兩種電容器使用時(shí)都嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極 D.圖戊中的電容器上有“5.5 V 1
28、.0 F”字樣,說明該電容器只有兩端加上5.5 V的電壓時(shí)電容才為1.0 F 解析 題圖甲為電容器充電過程,充完電后電容器上極板與電源的正極相連帶正電,同時(shí)兩極板間的電壓U等于電源的電動(dòng)勢(shì)E,A正確;題圖乙為電容器放電過程,若電容器上極板帶電荷量為+Q,則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左,且流過的總電荷量為Q,B錯(cuò)誤;題圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號(hào),題圖丁為可變電容器及其符號(hào),前者電容器使用時(shí)嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極,后者沒有,C錯(cuò)誤;題圖戊中的電容器上有“5.5 V 1.0 F”字樣,說明該電容器兩端電壓最大值為5.5 V,而電容與電容器的電壓及電荷量均無關(guān),總是為1.0 F,D錯(cuò)誤。 答
29、案 A 10.如圖5所示,為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線,若將該電容器兩端的電壓從40 V降低到36 V,對(duì)電容器來說正確的是( ) 圖5 A.是充電過程 B.是放電過程 C.該電容器的電容為5.0×10-2F D.該電容器所帶電荷量的變化量為0.20 C 解析 由Q=CU知,U降低,Q減小,故為放電過程,A錯(cuò)誤,B正確;由C== F=5×10-3 F,可知C錯(cuò)誤;ΔQ=CΔU=5×10-3×4 C=0.02 C,D錯(cuò)誤。 答案 B 11.連接在電源兩極上的平行板電容器,當(dāng)兩極板間距離減小時(shí)( ) A.電容器的電容C不變 B.電容器極板的帶電荷量
30、變小 C.電容器兩極板間的電勢(shì)差U變大 D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E變大 解析 電容器兩極板間距離減小,由C∝得其電容變大,所以A錯(cuò)誤;因?yàn)殡娙萜鬟B在電源上,所以兩極板的電壓保持不變,故C錯(cuò)誤;由Q=CU得電容器所帶電荷量變大,所以B錯(cuò)誤;由E=知,兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)變大,所以D正確。 答案 D 12.有兩個(gè)平行板電容器,它們的電容之比為5∶4,電荷量之比為5∶1,兩極板間距離之比為4∶3,則兩極板間電壓之比和電場(chǎng)強(qiáng)度之比分別為( ) A.4∶1 1∶3 B.1∶4 3∶1 C.4∶1 3∶1 D.4∶1 4∶3 解析 由U=得:===,又由E==得:===,所以選項(xiàng)C正確。 答案 C
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