静电感应与电容器习题.docx

【大河教育内部资料-WL】（C）静电感应现象例1如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时：(1)比较A端和B端电势的高低(2)比较A点和B点场强大小(3)比较A、B端外表面场强大小(4)若A端接地，AB导体带什么电？(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？答案：(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，AB(2) A点和B点场强均为零，EAEB0(3)利用电场线分布可知A端分布密，EAEB(4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和例2.如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。在静电平衡后，下列物理量中不等于零的是( C)A导体腔内任意点的场强 B导体腔内任意点的电势C导体外表面的电荷量 D导体空腔内表面的电荷量解析：静电平衡状态下的导体内部场强为零，且内表面不带电，但由于静电感应导体外表面电荷量不为零；由于导体接地，故整个导体的电势为零。例3. 一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4108 C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2108 C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触。如图所示，则A、B带电荷量分别为(B)AQA1108 C，QB1108 C BQA2108 C，QB0CQA0，QB2108 C DQA4108 C，QB2108 C解析：根据接触带电原理和静电平衡条件知，正负电荷先中和，剩余电荷只能分布在导体外表面，故B正确，A、C、D错误。例4. 如图，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( B )Aa端的电势比b端的高Bb端的电势比d点的低Ca端的电势不一定比d点的低 D杆内c处电场方向由c指向b解析：首先画出电场线(如图所示)，沿电场线方向电势降低，b端电势比d点低，B正确。金属杆ab静电平衡后是一个等势体，a端电势等于b端电势，也比d点低，选项A、C均错误。静电平衡后的导体内部电场为零，选项D错误。例5在点电荷Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E的方向在图中正确的是(A) 电容器与电容例1如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相接，极板B接地.若极板B向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（ D ）P44 例7A两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大C极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大例2两块大小、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S，电源即给电容器充电（ BC ）21cnjycomA保持S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保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大例3如图1-7-11所示是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小.下列关于该仪器的说法中正确的是（ AC ）P43 例4A该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和导电液体B芯柱外套的绝缘管越厚，该电容器的电容越大C如果指示器显示出电容增大了，则说明电容器中液面升高了D如果指示器显示出电容减小了，则说明电容器中液面升高了例4如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电粒子位于两板间恰好平衡.现用外力将 P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间（ B ）A保持静止 B水平向左做加速直线运动C向右下方运动 D不知角的值无法确定P的运动状态例5如图所示，把一个平行板电容器接在电压U=10 V的电源上，现进行下列四步操作：合上S；在两板中央插入厚为分 d2式的金属板；打开S；抽出金属板.则此时电容器两板间的电势差为（ D ）P43 例6A0 V B10 VC5 V D20 V例6. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(B)A带电油滴将沿竖直方向向上运动 BP点的电势将降低 C带电油滴的电势能将减少 D若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大解析：电容器上极板向上移动一小段距离之后，由于两极板间电压U不变，由公式E知两板间场强变小，油滴所受电场力变小，带电油滴将沿竖直方向向下运动，A错；P到下极板距离d不变，而强场E减小，由公式UEd知P与下极板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所以P点的电势变小，B对；由于静电力向上，而电场方向向下，可以推断油滴带负电，又因P点的电势降低，所以油滴的电势能增大，C错；图中电容器两端电压U不变，电容C减小时由公式QCU，带电荷量减小，D错。例7.如图1810所示是一只利用电容器电容(C)测量角度()的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度()发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度()的变化情况.下列图象中，最能正确反映角度()与电容(C)之间关系的是(B)解析：选B.两极板正对面积S()R2，则S()，又因为CS，所以C()，令Ck()(k为常数) 。所以B正确.例8. 如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极间距为3 cm，电容器带电荷量为6108 C，A极板接地。求：(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B板为2 cm的C点处的电势。答案：(1)1109 F(2)2103 V/m方向竖直向下(3)20V解析：(1)由电容定义C F1109 F(2)两板之间为匀强电场：E V/m2103 V/m方向竖直向下。(3)C点距A板间距离为dACddBC1 cm，A与C间电势差UACEdAC20 V又UACAC，A0可得C20 V。例9、充电后平行板电容器水平放置，如图所示，两板间距离5，在距下板2处有一质量2mg的不带电的小球由静止开始下落，小球与下板碰撞时获得210-8C的负电荷,并能反跳到离下板4高处,设小球与下板碰撞无机械能损失,已知上板带电量为110-6C,试求板间场强E的大小和电容器的电容C.答案：对小球运动的全过程运用动能定理，如图所示，-mgh1+Eqh2=0得E=由U=Eq C=得C=410-8F课后习题：1金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔 ( B )A不会张开 B一定会张开C先张开后闭合 D可能会张开2如图，棒AB上均匀分布着正电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的场强方向为( A )A垂直于AB向上 B垂直于AB向下C平行于AB向左 D平行于AB向右3某一静电实验装置如图1714所示，验电器A不带电，验电器B的上面安装一个几乎封闭的金属圆桶C，并且B内的金属箔片是张开的，现手持一个带电绝缘柄的金属小球D，使D接触C的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电.这个实验说明了(BD)AC是不带电的BC的内部是不带电的CC的外部是不带电的DC的内部场强为零4如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是(D)AA、B两点场强均为零BEAEBECCA、B、C三点的电势ABCDA、B、C三点的电势ABC5.图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述不正确的是(C) A到达集尘极的尘埃带负电荷 B电场方向由集尘极指向放电极C带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：电子吸附尘埃使尘埃带负电，受力与电场方向相反，C错。故A、B、D正确。6如图中的电容器C两板间有一负电荷q静止，能使q向上运动的措施是（ B ） A两板间距离增大 B两板间距离减小C两板正对面积减小 D两板正对面积增大7.如图所示，平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量Q，板间电场内有一固定点P.若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是(AC)A.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高C.B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D.B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低解析：选AC.A板下移，电荷密度不变，场强不变，又因P与B板距离不变，由UPEd知P点电势不变，A对，B错，B板上移，场强同样不变，但P与B板距离减小，故电势降低C对，D错.8.如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是(BD)A.液滴将向下加速运动B.M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小C.M点的电场强度变小了D.在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同解析：选BD.当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变，由UEd可知M点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同，D正确.AB9如图所示，一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部，接通开关后，小球静止时悬线与竖直方向成角，则 ( AC )A闭合开关后，减小AB板间的距离，则夹角增大B闭合开关后，减小AB板间的距离，则夹角减小C断开开关后，使B板竖直向上移动，则夹角减小D断开开关后，增大AB板间的距离，则夹角不变10、21世纪，智能机器人将走进千家万户，各种各样的传感器是智能机器人的核心部分之一，传感器是一种将感受到的物理量（如光、热、力，声等）转换成便于测量的量（一般是电学量），如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力（F）作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生压力发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和直流电源串联，接成闭合电路时，那么（BD） A. 当F向上压膜片电极时，电量不变电容将减小B. 当F向上压膜片电极时，电压不变电容将增大C. 若电流计有示数，则压力F不发生变化D. 若电流计有示数，则压力F发生变化11.平行板电容器的电容为C，带电量为Q，板间距离为d，今在两板的中点处放一电荷q，则它所受电场力的大小为 （ C ）【来源：21cnj*y.co*m】A. B. C. D. 12.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点.如