高三专题复习教案——物理(13套专题)专题10：电容器专题2

1、电容器专题（09广东物理卷）20.（17分）如图20所示，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场E。长方体B的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦A刚开始您动时的加速度大小aA = =2.0m /s万向水平向右因数=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）小滑块A质量mA=0.60kg,其受到的电场力大小F=1.2N.假设A所带的电量不影响极板间的电场分布。t=0时刻，小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度VA=1.6m/s向左运动，同时，B（连同极板）以相对地面的速度Vb=0.40m/s向右运动。问（g取2、10m/s）（1）A和B刚开始运动时的加速度大小分

2、别为多少？（2）若A最远能到达b点，a、b的距离摩擦力对B做的功为多少？oB与极板的总质量mB=1.0kg.带正电的【解析】由牛顿第二定律F=ma有图20L应为多少？从t=0时刻至A运动到b点时,mAB刚开始运动时受电场力和摩擦力作用由牛顿第三定律得电场力F=F=1.2N，、 ，B刚开始您动时的加速度大小摩擦力f=(mAmB)g=0.8NFf2、十aB=2.0m/s万向水平向左mB设B从开始匀减速到零的时间为t，则有t1=堕=0.2、aVBt1此时间内B您动的位移sbi=0.04m2t1时刻A的速度VAI=VAaAt=1.2m/sA0,故此过程A一直匀减速运动。此ti时间内A运动的位移Sai=

3、YV-MDh=028m2止匕ti时间内A相对B运动的位移s二Sai十Sbi=0.32m此ti时间内摩擦力对B做的功为w=一f,Sbi=-0.032Jti后，由于F'»f,B开始向右作匀加速运动，A继续作匀减速运动，当它们速度相等时A、B相距最远，设此过程运动时间为t2,它们速度为v,则有对A速度V=VA1aAt2一，F-f2对B加速度3bi=0.4m/smb速度vaBt2联立以上各式弁代入数据解得v=0.2m/st=0.5此t2时间内A运动的位移SA2=YW勿91=0.35m2此t2时间内B运动的位移SB2=vt2=0.05m2此t2时间内A相对B运动的位移S2=Sa2Sb2

4、=0.30m此t2时间内摩擦力对B做的功为W=-fSb2=-0.04J所以A最远能到达b点a、b的距离L为L=s<i+s2=0.62m从t=0时刻到A运动到b点时，摩擦力对B做的功为Wf=W+W2=-0.072J。（09江苏物理卷）5.在如图所师的闪光灯电路中，电源的电动势为E,电容器的电容为Co当闪闪光灯周期性短暂r 1- -1 1 一JL JR朴拓量与通过闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过弁发光，正常工作时，闪光，则可以判定A.电源的电动势E一定小于击穿电压UB.电容器所带的最大电荷量一定为CEC.闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D.在一个闪光周期内，通过电阻

5、光灯的电何里7E柑善答案D【解析】理解此电路的工作过程是解决本题的关键。电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U,断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压U,则电源电动势一定大于等于U,A项错误；电容器两端的最大电压为U,故电容器所带的最大电荷量为CU,B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷通过R,通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，

6、D项正确。、例题部分例题1、如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S,电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为。.（AD）ApA.保才fS闭合，将A板向B板靠近，则0增大芍_n+-B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则。不变卜：-L+_.WC.断开S,将A板向B板靠近，则0增大一D.断开S,将A板向B板靠近，则0不变图3例题2、如图所示，让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度(A )A、,定减B、小C、 定增大D、可能不变图3例题3、如图所示电路

7、中，电源电动势&=10V,内阻r=1Q,电容器电容0=0=30F,电阻R=3Q,R=6Q,开关K先闭合，待电路中电流稳定后再断开K,问断开开关KB,流过电阻R的电量是多少？A、C两点的电势如何变化？分析与解：我们从电路上看到，开关由闭合到断开，电容器上的电压发生变化，使电容器所带电量发生变化，这个变化要通过电容的充放电来实现，如果这个充放电电流要经R,那么我们就可以通过电容器带电量的变化来确定通过R的电量。当K断开，稳定后，电路中没有电流,Ci上板与A点等势，C点与B点等势，G、C2两端电压均为电源电动势，所以Q'=Ci£=30x10-6X10=3.0x10-4库Q=

8、C2£=30X10-6X10=3.0X10-4库且两电容带电均为上正下负所以K断开后G继续充电，充电量Q=Q'-Qi=3.0X10-4-1.8X10-4-=1.2X10-4库这些电荷连同C2所充电量都要通过R,故通过Ri的电量Q企Q+Q=1.2X10-4+3.0X10-4=4.2X10-4库A点电势W=10V,C点电势Ub=0V,所以A点电势升高）C点电势降低.例题4、电源内阻r=2Q,R1=8Q,R2=10Q,K闭合，K2断开时，在相距d=70cm，水平放5置的固定金属板AB间有一质量m=1.0g,带电量为q=7X10C的带负电的微粒，恰好静止在AB两板中央的位置上，求（1

9、）电源的电动势（2）将Ki断开0.1s后，又将K2闭合，微粒再经过多长时间与极板相碰。（g=10m/s2）KiE（1）mg=q-2=>E=20V（4分）a=-=10m/s2（1分）h=八at2=5X10*m（1分）m2Vo=at=1m/s(1分).Voh=0.05m距上极板25cm时V=O粒子不能碰到上极板(2分)2g(h+d/2)=Vot一gt2nt=0.4s(2分)2例题5、如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为Ri=2.4kQ、R2=4.8kQ,电容器的电容C=4.7F.闭合开关S,待电流稳定后，用电压表测Ri两端的电压，其稳定值为1.50V

10、.属耳'-(1)该电压表的内阻为多大？|_(2)变化了多少由于电压表的接入，电容器的带电量_|F*s【解答】：(1)设电压表的内阻为Rr,测得R两端的电压为UI,RI与Rr弁联后的总电阻为R,则有1 _ 1R 一 RI1+ 一一Rv由串联电路的规律联立，得Rg& 一 E -UiRR2U1 N RiE (R R2) UiR- =4.8k :.'代人数据。得(2)电压表接入前,电容器上的电压UC等于电阻&上的电压，R1两端的电压为UR1,又E=ucuriU'C=E-U1接入电压表后，电容器上的电压为由于电压表的接入，电容器带电量增加了由以上各式解得AQ=CR

11、E-UiR+R2带入数据，可得q=2.3516C、练习部分Q = C(U c -Uc)1.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K,电源即给电容器充电A.保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B.保才fK接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大C.断开K,减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.断开K,在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大2.某电解电容器上标有“25V、470F”的字样，对此，下列说法正确的是（A）A、此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作。B、此电容器只能在交流25

12、V及以下电压才能正常工作。C、当工作电压是25V时，电容才是470FoD、这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性。3 .在图2的电路中，U=8V不变，电容器电容C=20八fi,Ri：R2=3:5，则电容器的带电量为A.1X103CB.1.5X103cC.6X104C3D.1.610C4 .平行板电容器的电容为C,带电量为Q,极板间的距离为电量很小的点电荷q.它所受的电场力的大小等于A.8kQq/d2B.4kQq/d2C.Qq/Cdd.在两极板间的中点放一（C ）D. 2Qq/Cda、5 .如图所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板b间保持静止，现设法使P固

13、定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、。，垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度a,然后释放P,贝UP在电场内将做（B）A.匀速直线运动B.水平向右的匀加速直线运动C.斜向右下方的匀加速直线运动D.曲线运动一二；一16.A.开关处于断开状态，电容B.开关处于断开状态，电容C.开关处于接通状态，电容D.开关处于接通状态，电容7.如图所小，两平行金属板 A、 的单摆悬挂在A板上，闭合开关（AC ）C2的电量大于C i的电量Ci的电量大于C2的电量C2的电量大于C1的电量Ci的电量大于C2的电量B接在电池的两极，一带正电 S,让单摆作简谐运动，设周期为如图所示的电路中，C2=2CI,R2=2Ri,下列说

14、法正确的是（A）A.保持开关S闭合，B板向A板靠近，则周期小于TB.保持开关S闭合，B板向A板靠近，则周期不变C.开关S断开，B板向A板靠近，则周期不变D.开关S断开，B板向A板靠近，则周期大于T8.在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Q;电阻Ri=10Q,R2=10Q,R3=30Q;R4=35Q;电容器的电容C=100F,电容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电量。用nTTT1用口1叶小等叫一I一/J解答：由电阻的串弁联得，闭合电路的总电阻由R=R1（R2+R3）/（R1+R2+欧姆定律得，通过电源的电流尸E/R）电源的端电压U=E-Ir电阻R3两端的电压5=日

15、30/任2+电）通过R4的总电量就是通过电容器的电量Q=CU,代入数据解得，Q=2.0X104C9.置，其下方水平放有接地的铜板如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板B,两板A水平放间距离为d,两板面积均为S,正对面积为S',且SvS'.当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B间一带电液滴恰好处于余静止状态，试分析：(1)液滴带何种电荷？1(2)用弧光灯再照射A板上表面，液滴做何种运动？舞一一(3) 要使液滴向下运动，应采取哪些措施？【解析】(1)受弧光灯照射发生光电效应，有光电子从锌A的上表面逸出，而使A板带正电荷，接地的铜B由于静电感应而带负电，A、B板间形成方向向下的匀强电场，由液滴

16、处于静止状态知qE=mg,所以液滴带负电.(2)当再用弧光灯照射A板上表面时，光电效应继续发生，使A板所带正电荷增加，A、B板间场强增强，所以qE'>mg便液滴向上运动.(3)要使液滴向下运动，即mg>qE,mg和q不变，则必须使E变小.因上板电荷量Q不变,则当B板向右移动，增大两板正对面积时，电容增大，两板电势差减小，而d不变，故场强E变小,qE"vmg,则液滴向下运动.10.如图所示，在A、B两点间接一电动势为4V,内电阻为1Q的直流电源，电阻Ri、R2、R3的阻值均为4Q,电容器C的电容为30八F,电流表的内阻不计，求：、电流表的读数；(2)、电容器所带的电量；、S断开后，通过R2的电量.解答(1)0.8A(