电容和电容器

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资源描述

第39节电容和电容器.吕叔湘中学庞留根1.2012年物理江苏卷2.一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(D)C和U均减小【答案】B【解析】根据kdSC4,电容C增大,根据CQU,U减小,B正确。2.2012年理综浙江卷20.为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图所示。当开关从a拨到b时,由L与C构成的回路中产生周期LCT2的振荡电流。当罐中的液面上升时A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大【答案】BC【解析】根据平行板电容的电容公式4SCkd,知道液面上升,则板间的平均电介质增大,得C增大,B项对;LC振荡电路周期LCT2,在C增大时,T增大,所以频率减小,C项对。3.2012年物理海南卷9.将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半答:AD解析:由,dUE选项A正确;由U=Ed,选项B错;保持d不变,则电容C不变,CQU,Q加第20题图SabLC倍则U加倍,选项C错;保持d不变,则电容C不变,CQU,dUE,Q减半,则U减半,E减半,选项D正确。4.2014年物理海南卷4.如图,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d,在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中,当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动,重力加速度为g。粒子运动加速度为()A.gdlB.gdldC.gldlD.gldd【答案】A【解析】电容器的极板与电源相连,可知极板间电压恒定,有金属板存在时,板间电场强度为ldUE1,此时带电粒子静止,可知1qEmg,把金属板快速抽出后,板间电场强度为dUE2,此时粒子的加速度为mqEmga2,联立可得gdla。5.2016年新课标I卷14.一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器()A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变答案:D解析:由kdSCr4可知,当云母介质抽出时,r变小,电容器的电容C变小;因为电容器接在恒压直流电源上,故U不变,根据Q=CU可知,当C减小时,Q减小。再由dUE,由于U与d都不变,故电场强度E不变,答案为D。6.2016年浙江卷14.以下说法正确的是A.在静电场中,沿着电场线方向电势逐渐降低B.外力对物体所做的功越多,对应的功率越大C.电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D.在超重和失重现象中,地球对物体的实际作用力发生了变化Pld【答案】A【解析】在静电场中,沿着电场线的方向电势逐渐降低,选项A正确;由功率P=Wt可知选项B错误;C=QU是比值定义式,电容器的电容是由其自身决定的,电容C不与Q成正比,不与U成反比,选项C错误;地球对物体的实际作用力即为物体受到的重力,但物体超重或失重时,其受到的重力是不变的,改变的只是视重,故选项D错误。7.2016年天津卷4、如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则A、θ增大,E增大B、θ增大,Ep不变C、θ减小,Ep增大D、θ减小,E不变【答案】D【解析】若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,则根据4SCkd可知,C变大,Q一定,则根据Q=CU可知,U减小,则静电计指针偏角θ减小;根据UEd,Q=CU,4SCkd联立可得:4kQES,可知Q一定时,E不变;根据U1=Ed1可知P点离下极板的距离不变,E不变,则P点与下极板的电势差不变,P点的电势不变,则EP不变;故选项ABC错误,D正确;故选D.8.2011年理综天津卷5.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为d/2,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是A.U2=U1,E2=E1B.U2=2U1,E2=4E1C.U2=U1,E2=2E1D.U2=2U1,E2=2E1答:C【解析】,SkdQkdSQCQU441,SkQdUE411POEqmgO当电荷量变为2Q时,,USkdQkdSQCQU124222,ESkQ/dUE122282C选项正确。9.2012年理综全国卷24.(16分)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O点。先给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。【解析】根据力的平衡和力的合成(如下图),6tanmgEq,根据电场强度与电势差的关系及电容的定义得CdQE,所以qmgCdQ33;第二次充电后,qmgCdQ3',所以第二次充电使电容器正极板增加的电荷量QqmgCdQQQ2332'.10.2014年理综安徽卷22.(14分)如图所示,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,上极板正中有一小孔。质量为m、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)小球从开始下落运动到下极板的时间。【答案】(1)gh2(2)qd)dh(mgq)dh(mgC(3)ghhdh2【解析】(1)由ghv22得ghv2(2)在极板间带电小球受重力和电场力,有maqEmgadv202得qd)dh(mgEhd+qE=90VR=5kΩC=10uF闪光灯CUQ,EdU得q)dh(mgCQ(3)由2121gth20atv21ttt综合可得ghhdht211.2018年江苏卷8.如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电.放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路(BCD)A.充电时,通过R的电流不变B.若R增大,则充电时间变长C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大[来源:Zxxk.Com]D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变解析:电容器充电时两端电压不断增大,所以电源与电容器极板间的电势差不断减小,因此充电电流变小,选项A错误;当电阻R增大时,充电电流变小,电容器所充电荷量不变的情况下,充电时间变长,选项B正确;若C增大,根据Q=CU,电容器的带电荷量增大,选项C正确;当电源电动势为85V时,电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时,所以闪光灯仍然发光,闪光一次通过的电荷量不变,选项D正确。12.2018年北京卷、19.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是(A)A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大解析:当用带电玻璃棒与电容器a板接触,由于静电感应,从而在b板感应出等量的异种电荷,从而使电容器带电,选项A正确;根据电容器电容的决定式kdSC4,将电容器b板向上平移,则正对面积S减小,电容C减小,根据UQC,电量不变,则电压U增大,则静电计指针的张角变大,选项B错误;根据电容的决定式kdSC4,只在极板间插入有机玻璃板,则介电常数ε增大,电容C变大,再根据UQC,电量Q不变,则电压U减小,则静电计指针的张角变小,选项C错误;根据kdSC4,电容器的电容大小只与正对面积S、极板间距d和介电常数ε有关,电容大小与极板的带电量Q无关。只增加极板带电量,Q增大,静电计指针的张角变大,表明U也增大,而电容不变,选项D错误。ab

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