高中物理電容器的電容

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原標(biāo)題：考試重點(diǎn)|高中物理電容和電容器的應(yīng)用

1.如下圖，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從靜止被電壓U1加速后沿平行板電容器兩極板的中線OO′射入電容器，并從右側(cè)射出．電容器板長(zhǎng)和極板間距離相等，兩板間電壓為U2，那么該帶電粒子在穿過(guò)電容器過(guò)程中的動(dòng)能增量為．

帶電粒子無(wú)初速度在加速電場(chǎng)中被加速，又以確定速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，由于速度與電場(chǎng)力垂直，所以粒子先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做類平拋運(yùn)動(dòng)．這樣類平拋運(yùn)動(dòng)可將看成沿初速度方向的勻速直線與垂直于初速度方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)．可利用加速電場(chǎng)的電壓U求出進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的初速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出在電容器中初速度方向的時(shí)間，由于分運(yùn)動(dòng)間具有等時(shí)性，求出偏轉(zhuǎn)位移y，再根據(jù)動(dòng)能定理求出該帶電粒子在穿過(guò)電容器過(guò)程中的動(dòng)能增量．

帶電粒子在U1加速過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：

U1q=

解得：

進(jìn)入電容器后做類平拋運(yùn)動(dòng)，

設(shè)電容器的板長(zhǎng)為l，那么平行電容器極板方向有：

垂直電容器極板方向有：

y=

粒子在電容器運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理得：

=

故答案為：

2.如下圖的電路中，A、B是平行板電容器的兩金屬板．先將電鍵S閉合，等電路穩(wěn)定后將S斷開，并將B板向下平移一小段距離，保持兩板間的某點(diǎn)P與A板的距離不變．那么以下說(shuō)法不正確的是（）

A．電容器的電容變小

B．電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度大小變大

C．電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變

D．P點(diǎn)電勢(shì)升高

在電容器的電量不變的處境下，將B板下移，那么導(dǎo)致電容變化，電壓變化，根據(jù)E=與c=相結(jié)合可得E=，從而確定電場(chǎng)強(qiáng)度是否變化．再根據(jù)電荷帶電性可確定電勢(shì)能增加與否．

A、根據(jù)c=，當(dāng)B板向下平移一小段距離，間距d增大，其它條件不變，那么導(dǎo)致電容變小，故A正確；

B、根據(jù)E=與c=相結(jié)合可得E=，由于電量不變，場(chǎng)強(qiáng)大小不變，故B錯(cuò)誤C正確；

D、B板接地，場(chǎng)強(qiáng)不變，所以P點(diǎn)與地間的電勢(shì)差增大，即P點(diǎn)電勢(shì)升高，故D正確；

此題選錯(cuò)誤的，應(yīng)選：B

3.如下圖，兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連，在距離兩板等遠(yuǎn)的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將a板向下平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)上方，穩(wěn)定后，以下說(shuō)法中正確的是()

①液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)

②M點(diǎn)電勢(shì)升高

③M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了

④在a板移動(dòng)前后兩種處境下，若將液滴從a板移到b板，電場(chǎng)力做功一致

A．①②

B．③④

C．①③

D．②④

帶電液滴受到電場(chǎng)力與重力共同作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，二力平衡．當(dāng)上板向下移動(dòng)小段距離時(shí)，導(dǎo)致平行板的電容器的電容變化，導(dǎo)致兩極板間的電量變化；由于兩板間的電壓不變，當(dāng)間距變小時(shí)，導(dǎo)致液滴所處的電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，最終確定電場(chǎng)力與重力的大小關(guān)系．

①金屬板a、b與電池保持相連，板間電壓不變；而帶電液滴在M處受到重力與電場(chǎng)力處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)a板向下平移一小段距離時(shí)，導(dǎo)致極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大，從而使電場(chǎng)力大于重力，致使帶電液滴向上運(yùn)動(dòng)．故①錯(cuò)誤；

②當(dāng)a板向下平移一小段距離時(shí)，導(dǎo)致極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大，而M點(diǎn)到零電勢(shì)（下板）的距離不變，由U=Ed知，M點(diǎn)與零電勢(shì)間的電勢(shì)差增大，M點(diǎn)的電勢(shì)高于零，那么M點(diǎn)的電勢(shì)升高．故②正確；

③水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連，使兩板的電壓不變；而帶電液滴在M處受到重力與電場(chǎng)力處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)a板向下平移一小段距離時(shí)，由E=知，導(dǎo)致極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大．故③錯(cuò)誤；

④在a板移動(dòng)前后兩種處境下，若將液滴從a板移到b板，由于兩板的電壓不變，由W=qU知，所以電場(chǎng)力做功一致．故④正確；

應(yīng)選D

4.如下圖，電壓U保持恒定，C1和C2是兩個(gè)電容器，R1，R2，R3是三個(gè)阻值不為零的定值電阻．已知C1＞C2，并且Cl的帶電量與C2的帶電量相等．假設(shè)把C1與R1交換位置，其他條件都保持不變，下面的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．通過(guò)電路中的電流比原來(lái)要小

B．C1的帶電量比原來(lái)要小

C．C2的帶電量比原來(lái)要大

D．C1的帶電量比C2的帶電量要大

電路穩(wěn)定時(shí)，R3所在電路沒有電流，電阻R1、R2串聯(lián)，C1、C2分別與R1、R2并聯(lián)，根據(jù)電容器電量公式Q=CU，對(duì)比電壓的大小，即可根據(jù)串聯(lián)的特點(diǎn)對(duì)比電阻的大?。袰1與R1對(duì)換位置后，三個(gè)電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律分析電流的變化，確定兩電容器電壓的變化，即可判斷電量的變化．

A、把C1與R1對(duì)換位置后，三個(gè)電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的總電流減小，故A正確．

B、把C1與R1對(duì)換位置后，C1電壓等于電阻R1、R3的串聯(lián)電壓，大于原來(lái)與R1并聯(lián)時(shí)的電壓，故知電容器C1的電壓增大，由Q=CU得知C1的帶電量增大，故B錯(cuò)誤．

C、同理可知，C2的電壓增大，電量增大，故C正確．

D、開頭時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，C1、C2分別與R1、R2并聯(lián)，因C1＞C2，電量Q相等，由Q=CU得知：電容C1的電壓較小，電阻R1電壓較小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比特點(diǎn)可知，R1確定小于R2．所以C1兩端的電壓小于C2兩端的電壓，由Q=CU知C1的帶電量比C2的帶電量要大，D正確；

此題選錯(cuò)誤的，應(yīng)選B

如下圖的電路中，開關(guān)S是閉合的，現(xiàn)增大電容器A、B兩極板間距，那么以下說(shuō)法正確的是（）

A.電容器的電容將增大，帶電荷量增加

B.電容器的電容將減小，帶電荷量增加

C.電容器的電容將不變，帶電荷量也不變

D.電容器的電容將減小，帶電荷量不變

D

當(dāng)增大電容器A、B極板間距時(shí)，由知，其電容將減小，而電容器兩極板間電壓確定，由Q=CU知，電容器的帶電荷量應(yīng)裁減，但由于二極管的單向?qū)щ娦?，其反向電阻無(wú)窮大，可認(rèn)為斷電，故阻攔了正