【全程学习方略】高中物理 2.4电容器 电容课件 鲁科选修31

1.如图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中错误的是（）【解析】选A.电容器的电容只由电容器本身的性质决定，与电容器带电量及极板间电压无关，故A错误，B、D正确；由电容定义式C=可知，Q=CU.当C一定时，Q与U成正比，故C正确.2．关于电容的说法中正确的是（）A．由C＝Q／U可知．电容器的电容与它的带电量、两板间电压有关．B．电容器带电量多，说明它容纳电荷的本领大．C．由Q＝CU可知，当U增大时．Q可以无限增大．D．对于确定的电容器，其带电荷量与两板间的电压成正比.

【解析析】选D.电容容器器的的电电容容C由电电容容器器本本身身的的构构造造决决定定，，与与板板间间电电压压U、带带电电荷荷量量Q均无无关关，，故故A错；；对对同同一一个个电电容容器器来来说说带带电电量量多多，，只只能能说说明明电电容容器器两两板板间间的的电电压压大大，，故故B错；电容容器两板板间的电电压有一一定限度度，超过过了击穿穿电压，，电容器器就会损损坏，故故Q不能无限限增大，，C项错；对对于确定定的电容容器，其其电容是是确定的的，所带带电荷量量与两板板间的电电压成正正比，故故D正确.3.如图所示示，水平平放置的的平行金金属板充充电后板板间形成成匀强电电场，板板间距离离为d，一个带带负电的的液滴带带电量大大小为q，质量为为m，从下板板边缘射射入电场场，沿直直线从上上板边缘缘射出，，则（））A.液滴做的的是匀加加速直线线运动B.液滴做的的是匀减减速直线线运动C．两板的的电势差差为mgd/qD．液滴【解析】选C.由题意，，带电液液滴在电电场中受受到电场场力和重重力共同作作用而做做直线运运动，由由于重力力、电场场力都沿沿竖直方方向，所以以两力平平衡，液液滴做匀匀速直线线运动，，故A、B均错；由由mg=qE得，U=Ed=,故C正确；此此过程电电场力做做正功，电势势能减少少，故D错.4.一平行板板电容A．U变大，E不变B．E变大，ε变大C．U变小，ε不变D．U不变，Ε变大【解析】选C.平行板电容器器充电后与电电源断开时，，带电荷量Q不变.将正极板移到到图中虚线所所示的位置中中，即距离d减小，电容C增大，由U=得U减小，由E===知E与d无关，故E不变；由ε=qEdp0，q、E、dp0不变.故选C.【典例1】有一充电的平平行板电容器器，两板间的的电压为3V，现使它的电电荷量减少3×10-4C，于是电容器器两板间的电压降为原原来的，，此电容器的原来的带电荷量是多少？若将电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？【思路点拨】可根据电容的公式C=求电容器的电容，进一步再由定义式求电容器的带电量.【标准解答】】电容器两极板板间电势差的的变化量ΔU=(1-)U=×3V=2V,由C=,得C=F=1.5×10-4F=150μμF设电容器原来来的电荷量为为Q，则Q=CU=1.5×10-4×3C=4.5×10-4C电容器的电容容是由本身决决定的，与是是否带电无关关，所以电容容器放掉全部部电荷后，电电容仍然是150μF答案：150μF4.5×10-4C150μF【变式训练】有一个电容器器原来已带电电，电容为C=100μF，如果使两极极板间的电势势差增加20V，求电容器上上增加的电荷荷量.【解析】由C=，得ΔQ=CΔU=2×10-3C.答案：2×10-3C【典例2】（2010·北京高考）用用控制变量法法，可以研究究影响平行板板电容器的因因素（如图））.设两极板正对对面积为Ｓ，，极板间的距距离为ｄ，静静电计指针偏偏角为θ.实验中，极板板所带电荷量量不变，若A.保持S不变，增大d，则θ变大B.保持S不变，增大d，则θ变小C.保持d不变，增大S，则θ变小D.保持d不变，增大S，则θ不变【思路点拨】解答本题时可可按以下思路路分析：【标准解答】选A、C.由C=、C=可得：U=，保持S不变，增大d，则U增大，即θ变大，故A正确，B错误；保持d不变，增大S，则U减小，即θ变小，故C对，D错.【变式训练】如图所示，先先接通S使电容器充电，，然后断开S.当增大两极板间距离时，，电容器所带带电荷量Q、电容C、两板间电势势差U、电容器两极极板间场强E的变化情况是是（））A.Q变小，C不变，U不变，E变小B.Q变小，C变小，U不变，E不变C.Q不变，C变小，U变大，E不变D.Q不变，C变小，U变小，E变小【解析】选C.电容器充电电后再断开开开关S，其所带电电荷量不变，由C∝可知，d增大时，C变小.又因U=，所以U变大.对于场强E,由于E=，U===,所以E===.由以上分析析可知，间间距d增大，E不变化.故C正确，A、B、D错误.【典例3】传感器是把把非电学量量（如速度度、温度、压力力等）的变变化转换成成电学量的的变化的一种元元件，在自自动控制中中有着相当当广泛的应用，，如图所示示是测定液液面高度h的电容式传传感器，在导线芯的的外面涂上上一层绝缘缘物质，放放入导电液液体中，导线芯和导导电液体构构成电容器器的两个极极，导线芯芯外面的绝缘物质就就是电解质质，测出电电容器电容容C的变化，就就可以知道道h的变化情况况，两者的的关系是（（））A.C增大表示h增大B.C增大表示h减小C.C减小表示h减小D.C减小表示h增大【思路点拨】液面高度h的变化情况况对应电容容器的两极极的正对面面积的变化化情况.【标准解答】选A、C.由平行板电电容器的电电容C∝知，ε、d一定定时时，，电电容容器器的的电电容容C增大大，，表表明明电电容容器器两两极极的的正对对面面积积增增大大了了，，即即液液面面高高度度h增大大，，A正确确，，B错误误；；同同理，，C减小小时时，，表表明明电电容容器器两两极极的的正正对对面面积积减减小小了了，，即即液液面高高度度h减小小，，C正确确，，D错误误.1.(2010··长沙沙高高二二检检测测））如如图图所所示示，，平平行行板电电容容器器的的电电容容为为C，极极板板带带电电荷荷量量为为Q，极板板间间距距为为d.今在在两两板板间间正正中中央央放放一一带带电电荷荷量为为q的点点电电荷荷，，则则它它所所受受到到的的电电场场力力大大小小为（（））A.B.C.D.【解析析】选C.平行行板板间间电电压压U=，所所以以两两板板间间的的场场强强E==，电电场场力力大大小小F=qE=,故C正确确.2.（2010··澄海海高高二二检检测测））如如图图所所示示，，将将平平行行板A．电电容容器器的的带带电电量量不不变B．尘埃仍保持静止状态C．电流计G中有a到b方向的电流D．电流计G中有b到a方向的电流【解析】选B、C.平行板电容器与电池组相连，则电容器两板间的电压U不变，若将两板缓慢地错开一些，则两板间的正对面积S减小，电容C减小，由Q=CU，得Q减小，故A错；电容器放电，故C正确，D错；因d不变，由E=得E不变，尘埃受到的电场力不变，因此尘埃还静止，故B正确.3.（2010··吉水水高高二二检检测测））如如图图所所示，，C为中中间间插插有有电电介介质a和b为其两极板,a板接地,P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是（）

A.缩小小a、b间的的距距离离B.加大大a、b间的的距距离离C.取出出a、b两板板间间的的电电介介质质D.换一一块块形形状状大大小小相相同同、、介介电电常常数数更更大大的的电电介介质质【解析析】选B、C.由题题意意可可得得UPQ=Uab;由于于α角增增大大可可知知PQ间场场强强增增大大，，由由U=Ed知UPQ增大大；；由由Q=CU可知知P、Q板带电荷荷量增多多，由题题意知a、b板和P、Q板带电荷荷量之和和恒定，，因此a、b板带电荷荷量一定定减少；；由Q=CU可得电容容器ab的电容一一定减少少；由C=εS/4ππkd，可得出出A、D错误，B、C正确.4.（器中所带电量和两端电压之间的关系图线如图所示，如果该电容器两端的电压从40V降低到36V，电容器的电量减少了（）A．0.02CB．0.08CC．0.16CD．0.20C【解析】选A.由电容器电容的定义式C=Q/U=得0.2C/40V=ΔQ/(40-36)V,解得ΔQ=0.02C.故选A.1.（2010·淮安高二二检测））（5分）如图图所示，，让平行行板电容容器带电A．一定增增大B．一定C．一定不变D．可能不变【解析】选B.减小两极板间的距离和在两极板间插入电介质时，电容C都增大，而Q不变，由U=可得U变小，静电计指针偏转角减小；故选B.2.（2008·广东高考考）（5分）关于于电容器器的电容容C、电压U和所带电电荷量Q之间的关关系，以以下说法法正确的的是（））A.C由U确定B.C由Q确定C.C一定时，，Q与U成正比D.C一定时，，Q与U成反比【解析】选C.电容器的的电容由由电容器器本身的的构造决决定，与与电压U、电量Q无关，故故A、B错；对于于电容器器，若电电容C一定，则则Q与U成正比，，故C对,D错.3.（5分）如图图所示，，电子由由静止开开始从A板向B板运动，，当到达达B板时速度度为v．保持两两板间电电压不变变，则()A．当增大大两板间间距离时时，v增大B．当减小小两板间间距离时时，v增大C．当改变变两板间间距离时时，v不变D．当增大大两板间间距离时时，电子子在两板板间运动动的时间间增大【解析】选C、D.电容器始始终与电电源相连连，板间间的电压压不变，由动动能定理理得qU=mv2,所以不不管怎怎样改改变两两板间间的距离时时，v都不变变，故故A、B错，C正确；；当增增大两两板间间距离时，，场强强E=变小，，粒子子运动动的加加速度度减小小，所所以电电子在两两板间间运动动的时时间增增大，，故D正确.4.（2009··福建高高考））(5分)如图所所示，，平行行板电电容器器与电电动势势为E的直流流电源源（内内阻不不计））连接接，下下极板板接地地.一带电电油滴滴位于于电容容器中中的P点且恰（）A.带电油油滴将将沿竖竖直方方向向向上运运动B.P点的电电势将将降低低C.带电油油滴的的电势势能将将减少少D.若电容容器的的电容容减小小，则则极板板带电电量将将增大大【解析】选B.电容器器两极极板与与电源源始终终相连连，极极板间间电势差U不变，，据E=知增大大极板板间距距离，，场强强E减小，，油滴所受受电场场力减减小，，油滴滴沿重重力方方向运运动，，A错；P距下极板距距离未未变，，P与下板板间电电势差差减小小，即即P点电势降低，B对；油滴向向下运动时时，电场力力做负功，，电势能增增加，C错；两极板板距离增大大，电容器器电容减小小，据Q=CU知电容器极极板带电量量减少，D错.5.（5分）如图，，平行板电电容器的两两个极板分分别为A和B，A接地，B板带有电荷荷量－Q，板间电场场有一固定定点，若将将B板固定，A板下移一些些，或将A板固定，B板上移一些些，在这两两种情况下下，以下说说法正确的的是()A．A板下移时，，平行板电电容器的电电容将增大大B．B板上移时，，平行板电电容器的电电容将减少少C．A板下移时，，P点的电场强强度不变，，P点电势降低低D．B板上移时，，P点的电场强强度不变，，P点电势降低低【解析】选A、C.不管A板下移还是是B板上移，两两板间的距距离都减小小，由C=εS/4πkd可得电容C增大，故A正确，B错；因Q不变，由U=得U减少；若A板下移时，，由知E与d无关，故E不变，P=EdPA,所以P点电势降低低，C正确；若B板上移时，，同理E不变，dPA不变，由P=EdPA，故P点电势不变变，故D错.6.（6分）在如图图所示的实实验装置(1)若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角______（填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随正对面积的减小而______（填“增大”或“减小”）；(2)若极板B稍向左移动动一点，则则将观察到到静电计指指针偏角______（填“变大大”或“变变小”），，此实验说说明平行板板电容器的的电容随极极板间距离离增大而______（填“增大大”或“减减小”）.【解析】（1）充电后的的平行板电电容器的带带电量Q不变，若极极板B稍向上移动动一点，将将观察到静静电计指针针偏角增大大，说明当当电容器的的正对面积积减小时，，电压U增大，由U=Q/C得，电容C减小.（2）若极板B稍向左移动动一点，则则将观察到到静电计指指针偏角减减小，说明明当增大两两板间的距距离时，电电压U增大，由C=Q/U得，电容C减小.答案:（1）变大减减小（（2）变小减减小7.（8分）一个平平行板电容容器带有4×10-8C的电荷量时时，两极板板间的电压压为2V.（1）求该电容容器的电容容.（【解析】（1）C===2×10-8F;（2）Q=CU=2×10-8F×2V=4×10-8C答案：（1）2×10-8F（2）4×10-8C8.（11分）如图所所示，有的的计算机键键盘的每一个键下下面都连一一小块金属属片，与该该金属片隔有一一定空隙的的是另一块块小的固定定金属片.这两块金金属片组组成一个个小电容可用公式C=计算，式中常量ε=9×10-12F/m，S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离.当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测测出是哪哪个键被被按下了了，从而而发出相相应的信信号.设每个金金属片的的正对面面积为50mm2，键未按按下时两两金属片片的距离离为0.6mm.如果电容容变化0.25pF，电子线线路恰能能检测出出此键的的信号,则键至少少需要被被按下多多大距离离.【解析】键没有按按下时电电容器的的电容=0.75×10-12F=0.75pF，键被按下下最小距距离Δd时，电容容C′=C+0.25pF=1pF=1×10-12F而C′=所以d-Δd=Δd=d-εSC′=0.6×10-3m-m=0.6×10-3m-0.45××10-3m=0.15×10-3m=0.15mm答案：0.15mm1.如图所示示，两极极板间距距为d的平行板电容器器与一电电源连接接，电键键K电容器两极板间有一质量为m、电荷量为q的油滴静止不动，下列各项叙述中正确的是（）A．微粒带正电B．断开电键K，则微粒将向下做自由落体运动C．断开电电键K后增大两两极板间间距至2d，微粒将将向上做做匀加速速运动，，加速度度为g/2（g为重力加加速度，，下同））D．保持电电键K闭合，减减小两极极板间距距至d/2，微粒将将向上做做匀加速速运动，，加速度度为g【解析】选D.由题意，，K闭合时，，带电油油滴在电电场中静静止不动，受受力平衡衡即mg=qE，电场力力竖直向向上，而而场强向向下，所以以微粒带带负电，，故A错；当减减小两极极板间距距至d/2时，由E=得E变成原来来的2倍则粒子子受到的的合力大大小为mg，方向向向上，产产生的加加速度为为g.故D正确；当当断开电电键K时，粒子子还是受受电场力力和重力力，故不不可能做做自由落落体运动动，故B错；当增增大两极极板间距距至2d时，电场场强度E不变，粒子还静静止不动，故故C错.2.如图所示，一一水平放置的A.P点的电势降低低B.两板间的场强强不变C.点电荷的电势势能减少D.极板所带的电电量增加【解析】选A、C、D.电容器一直与与电源相连，，则电容器的电压U不变，将负极极板向下移动动时，则电容容C增大，由Q=CU可知极板所带带的电荷量Q增大,故D正确；由E=可得E增大，故B错；由P=-E·dP可得P点的电势降低低，由εP=qP知P点的电势能也也减少，故A、C正确.3.某一电容器标标注的是“A.该电容器可在300V以下电压时正常工作B.该电容器只能在300V