电容器典型习题及含容电路计算.docx
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电容器典型习题及含容电路计算
电容器典型习题及含容电路计
电容器动态问题与电势及电势能相结合
电容器动态问题与粒子受力相结合
一、电容器、电容
1、电容器:
两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。
2、电容:
1)物理意义:
表示电容器容纳电荷的本领。
2)定义:
电容器所带的电荷量Q(—个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。
3)定义式:
cQ」,对任何电
UU
容器都适用,对一个确定的电容
器,电容是一个确定的值,
不会随电容器所带电量的变化而改变。
)单位:
)可类比于水桶的横截面积
3、电容器的充放电:
充电:
极板带电量Q增加,极板间场强E增大;亠
丄厂、「丄"口亠|放电:
极板带电量Q减小,极
板间场强E减小;
4、常见电容器有:
纸质电容器,电解电容器,可变电容器,平行板电容器。
电解电容器连接时应注意其“+”、“一”极。
二、平行板电容器
平行板电容器的电容C总(平行板电容器的电容与两板正对面积成正比,与两板间距离成反比,与介质的介电常数成正比)。
是决定式,只对平行板电容器适应。
带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,E岁。
三、平行板电容器动态分析
一般分两种基本情况:
1、电容器两极板电势差U保持不变。
即平行板电容器充电后,继续保持电容器两极板与电池两极相连接,电容器的d、S、£变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。
2、电容器的带电量Q保持不变。
即平行板电容器充电后,切断与电源的连接,使电容器的d、s、£变化时,将引起电容器的C、Q、U、E
的变化
进行讨论的物理依据主要是三个:
(1)平行板电容器的电容与极板距离d、正
C需
(2)平行板电容器内部是匀强电场,
eUUkQ。
drS
(3)电容器每个极板所带电量Q=CU。
为放一广极量很小的点电荷q宀它所受的电场力放一小等于
A.8kQq
C.Qq/C
1、把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接.先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电.与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示.下列关于这一过程的分析,正确的是()
ri
对面积S、电介质的介电常数£间的关系:
-H-P
间板电离器的电容两极板带电点
si
dd2
B
D.2Qq/Cd
电
、
4kQq/d2
A・在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板
间电压逐渐减小
B・在形成电流曲线2的过程中,电容器的电容
逐渐减小
C・曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所
围面积
2、
Q电压
D.S接1端,只要时间足够长,电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E列的图所能正一映定器的带充电时,下
U和电容器电蓉C之间关系的是:
()
3、(2012江苏单科,2)—充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是().
A.C和U均增大B.C增大,
U减小
C.C减小,U增大
均减小
4、用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)•设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为e.实验中,极板所带电荷量不变,若()
A•保持S不变,增大d,B.保持S不变,增大d,
则e变小则e变大
C•保持d不变,减小S,D.保持d不变,减小S,
则e变小则e变大
5、(2012课标全国,18)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与—一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图二*中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()•
A.所受重力与电场力平衡B.电势能
逐渐增加
C•动能逐渐增加D.做匀变速直线运动
6、平行板电容器的两极板AB接于电源两极,两极板竖直、平行正对,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键
S,电容器充电,悬线偏离竖直方向
的夹角为B,如图4所示,则下列说法正确的是()
A.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则e减小
B.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则e增大
C电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则e增大
D电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则e不变
7、一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,在两极板之间有一负点电荷(电量很小)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间电场强度,表示负极板电势,&表示正点电荷在P点的电势能,将正极板移到图中虚线所示的位
A・E变大,B・E不变,C.升高,D.升高,
降低升高£减小£增大
&如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地.静电计外壳接地.闭合电键S时,带负电的油滴恰好静止于电容器中的P点.下列说法正确的是
()
平行板电
静电计指
P点电势
A.若将A极板向下平移一小段距离,容器的电容将变小
B.若将A极板向上平移一小段距离,针张角变小
C.若将A极板向下平移一小段距离,将升高
D.若断开电键S,再将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴将向下运动
9、如图所示,A、E为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两板相连,两板的中央各有一个小孔M和N。
今有一带电质点,自A板上方相
距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时
Mdr
■]
B
速度恰好为零,然后沿原路返回。
若保持两极板间的电压不变,则()
A、把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回。
B>把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落。
C、把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然返回。
D、把B析向下平移一小段距离,质点自P点
自由下落后将穿过N孔继续下落。
于导线
1、求电路稳定后电容器所带的电量
求解这类问题关键要知道:
电路稳定后,电容器是断路的,同它串联的电阻均可视为短路,匚•、•器两端的电压等于同它并联电路两端的电压。
【例1】在如图的电路中,U=8V不变,电容器电容C=200f1,R:
R2=3:
5,则电容器的带电量为
电容
A.
B.
C・
D.
1X103C
1.5X103C
6X104C
1.6X103C
练习1:
在图所示的电路中,已知电容C=2卩F,电源电动势E=12V,内电阻不计,R1:
R2:
R3:
R4=1:
2:
6:
3.则电容器极板a所带的6电量为()6
A.-8X10-6CB.4X10-6CC.-4X10-6CD.8X10-6C
-6
r-rzk-B
11
R申
CR
Cj_
亠D
R
E
F
2、求通过某定值电阻的总电量
丄rt
TCK
【例2】图中,E=10V,R=4Q,R=6Q,
C=30yF,电池内阻可忽略.
(1)闭合电键K,求稳定后通过R1的电流•
(2)然后将电键K断开,求这以后流过R1的总电量•
练习1:
在如图18所示的电路中,电源的电动势E=30V,内阻
r=1.0Q,Ri=10Q,R2=10Q,R2=30Q,R3=
35Q,电容器的电容C=100yF,电容器
er
丄R丄
TCCT
图
3、根据闭合电路动态分析讨论平行板电容器内部场强的变化,从而判定带电粒子的运动情况。
图
【例3】一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源联接成如图20所示的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:
A.增大R1B.增大RC.增
大RD.减小R
练3:
在如图22电路中,电键K、&、K.、K4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P.断开哪一个电键后P会向下运动?
AKB.K2CK
DK
提示:
同理分析断开电键动,即C正确。
&后P会向下运