沪科版选修31 电容器和电容 学案.doc

电容器与电容_1知道什么是电容器2会计算电容器的习题1两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做_平板电容器_实际上，任何两个_相互靠近_ 又_带电荷量_ 的导体，都可以看成一个电容器2电容器_ q _与电容器_两板间电压u _的比值，叫做电容器的电容表达式c_ q/u _，国际单位制中单位_法拉_，简称_法_ ，符号_ f _常用较小单位 lf_10_f，l pf_10_f电容是表示电容器_容纳电荷本领_ 的物理量3平行板电容器极板正对面积为s，极板间距为d，当两极板间是真空时，电容c _最小_，当两极板间充满相对介电常数为r，的电介质时，电容c _最大_4常用电容器从构造上看，可分为_固定电容_和_可变电容_ 两类 例1有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 v，使它的电荷量减少3l0-4c，于是电容器两极板间的电压降低1/3，此电容器的电容量 f，电容器原来的带电荷量是 c，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是 f解析：电容器两极板间电势差的变化量为，由有设电容器原来带电荷量为q，则qcu1.510-434.510-4c.电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150f答案：见解析例2当一个电容器所带电荷量为q时，两极板间的电势差为u，如果所带电荷量增大为2q，则 ( ) a电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变b电容器的电容减小为原来的12倍，两极板间电势差保持不变 c电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍d电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的12倍解析：本题考查对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的结构，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变由电容的定义式cq/u可知，当所带的电荷量增大为2q时，两极板间的电压也相应增大为2u，故本题应选c答案：c例3 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是 ( )a将两极板的间距加大，电容将增大b将两极扳平行错开，使正对面积减小，电容将减小c在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大d在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大解析：根据，影响平行板电容器的电容大小的因素有：正对面积增大，电容增大；两板间距增大，电容减小；两板间放入电介质，电容增大；两板间放入金属板，相当于减小平行板的间距，电容增大所以选项b、c、d正确答案：bcd例4连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则 （ ）a电容器的电容c变大 b电容器极板的带电荷量q变大c电容器两极板间的电势差u变大 d电容器两极板间的电场强度e变大解析：这是一道考查对电容器的有关物理量理解的问题平行板电容器的电容，当两极板间的距离d减小时，c增大，由于两极板连接在电池两极上，则两极板间的电势差u保持不变，电容器所带电荷量变大，两极板间的电场强度变大选项a、b、d正确答案：abd例5 如图1-7-3所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关s闭合，电容器两板间的一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是 （ ）km图1-7-3a微粒带的是正电b电源电动势的大小等于c断开开关s，微粒将向下做加速运动d保持开关s闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动解析： 粒子受重力和向上电场力作用而静止，两板间的电场方向向下，所以粒子带负电；由于粒子处于平衡状态时有，电源电动势；断开开关s，电容器的带电荷量不变，根据，极板间电场没有改变，微粒仍将静止不动；保持开关闭合，电容器两极板间电压不变，两极板的距离增大，根据得极板间电场的电场强度变小，微粒将向下做加速运动所以选项b、d正确答案：bdddpmnba图1-7-4例6如图1-7-4所示，a、b为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔m和n，今有一带电质点，自a板上方相距为d的p点由静止自由下落(p、m、n在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达n孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则 （ ）a把a板向上平移一小段距离，质点自p点自由下落后仍能返回b把a板向下平移一小段距离，质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落c把b板向上平移一小段距离，质点自p点自由下落后仍能返回d把b板向下平移一小段距离，质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落解析：平行金属板与电源两极相连，则两极板间电势差u保持不变带电质点由p运动到n的过程中，重力做功与电场力做相等若把a板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为n孔，且能返回；若把a板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为n孔，且能返回若把b板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置在n孔之上，且能返回；若把b板向下平移一小段距离，质点到达n孔时将在一竖直向下的速度，即将穿过n孔继续下落所以选项a、c、d正确答案：acd基础演练1下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )a根据c=qu可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比 b对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比 c无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变 d电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关答案：bcd 2如图175所示，在开关s闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是 ( )图175a开关s断开，极板上电荷量将减小，电压降低b开关s断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小c开关s断开极板间距离减小，则极板间的电压减小d开关s断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动答案：c 3如图l76中，是描述电容c、带电荷量q、电势差u之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )图l76答案： ad 4电容器a的电容比电容器b的电容大，这表明 ( )aa所带的电荷量比b多 ba比b有更大的容纳电荷的本领ca的体积比b大 d两电容器的电压都改变1 v时，a的电荷量改变比b的大答案：bd 图l775如图177所示，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，电容器所带电荷量q、电容c、两板间电势差u，电容器两极板间场强e的变化情况是 ( )aq变小，c不变，u不变，e变小 bq变小，c变小，u不变，e不变cq不变，c变小，u变大，e不变dq不变，c变小，u变小，e变小答案：c图l786平行金属板a、b组成的电容器，充电后与静电计相连，如图178，要使静电计指针张角变大下列措施中可行的是 ( )aa板向上移动b b板向右移动ca、b之间插入电介质 d使两板带的电荷量减小答案：ab图l797如图179所示，a、b是平行板电容器的两个极板，b板接地，a板带有电荷量+q，板间电场中有一固定点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，以下说法中正确的是 ( )aa板下移时，p点的电场强度不变，p点电势不变ba板下移时，p点的电场强度不变，p点电势升高cb板上移时，p点的电场强度不变，p点电势降低db板上移时，p点的电场强度减小，p点电势降低答案：ac8如图l710所示，平行放置的金屑板a、b组成一只平行板电容器，对以下两种情况：图l710(1)保持开关s闭合，使a板向右平移错开一些；(2)s闭合后再断开，然后使a板向上平移拉开些讨论电容器两扳间的电势差u、电荷量q、板间场强e的变化情况答案：(1)u保持不变、q变小、e不变 （2）q不变、e不变、u增大巩固提高1关于电容器的充放电，下列说法中正确的是 ( )a充放电过程中外电路有瞬间电流 b充放电过程中外电路有恒定电流c充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 d放电过程中电容器中的电场能逐渐减小答案：ad2一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比 ( )a电容器所带的电荷量增大 b电容器的电容增大c两极板间各处电场强度减小 d两极板间的电势差减小答案：ab3下列关于电容器的说法中，正确的是 ( )a电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 b电容器不带电时，其电容为零c由cqu可知，c不变时，只要q不断增加，则u可无限制地增大d电容器的电容跟它是否带电无关答案：d4一个电容器的规格是“10f、50v”则 ( )a这个电容器加上50v电压时，电容量才是10f b这个电容器的最大电容量为10f ，带电荷量较少时，电容量小于10f c这个电容器上加的电压不能低于50v d这个电容器的电容量总等于10f 答案：d图l71251999年7月12日日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流，在检测此次重大事故中应用了非电荷量变化(冷却剂外泄使管中液面变化)转移为电信号的自动化测量技术图1712是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，为此，以下说法中正确的是： （ ）a如果指示器显示出电容增大了则两电极正对面积增大必液面升高b如果指示器显示出电容减小了则两电极正对面积增大，必液面升高c如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积减小，必液面降低图l713d如果指示器显示出电容减小了则两电极正对面积增大必液面降低 答案：a6、传感器是一种采集信息的重要器件如图1713所示是一种测定压力的电容式传感器，a为固定电极，b为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转当待测压力增大时,以下说法正确的是： （ ）a.电容器的电容将减小 b.电容器的电荷量将增加c.灵敏电流表的指针向左偏d.灵敏电流表的指针向右偏答案：bd图l7147平行板电容器的两极板a、b接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关s，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为，如图1714所示那么 ( ) a保持开关s闭合，带正电的a板向b板靠近，则增大b保持开关s闭合，带正电的a板向b板靠近，则椤不变c开关s断开，带正电的a板向b板靠近，则增大d开关s断开，带正电的a板向b板靠近，则不变答案：ad图17178如图1717所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个小带电体p正好处于受力平衡状态问：(1) 当将a板略为向b板靠拢一些时，p如何运动?(2) 断开开关s后，重复以上动作，p又如何运动?答案：(1)u不变、d减小、e增大、qe增大、p会向上运动 （2）s断开q不变、e不变、qe不变、p仍然平衡图l7151图1715所示是一个由电池、电阻r与平行板电容器组成的串联电路在增大电容器两极板间距离的过程中 ( ) a电阻r中没有电流 b电容器的电容变小c电阻r中有从a流向b的电流d电阻r中有从b流向a的电流答案：bc图l7162如图1716所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒p位于两板间恰好平衡，现用外力将p固定住，然后使两板各绕其中点转过角，如图虚线所示，再撤去外力，则带电微粒p在两板间 ( )a保持静止 b水平向左做直线运动c向右下方运动 d不知角的值无法确定p的运动状态答案：b3一个平行板电容器，当其电荷量增加q1.010-6c时，两板间的电压升高u10 v，则此电容器的电容c f若两板间电压为35 v，此时电容器的带电荷量q c.答案：1.010 3.5104平行板电容器两板间距为4cm，带电5.010-8c，板间电场强度为4.5104nc，则其电容c f，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为 答案：28pf 7pf5 如右图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板n与静电计相接，极板m接地用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差u.在两极板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量q不变，下面操作能使静电计指针张角变小的是()a将m板向下平移b将m板沿水平方向向左远离n板c在m、n之间插入云母板(介电常数r1) d在m、n之间插入金属板，且不和m、n接触答案cd6 如图所示，两块正对平行金属板m、n与电池相连，n板接地，在距两板等距离的p点固定一个带负电的点电荷，如果m板向上平移一小段距离，则()a点电荷受到的电场力变小bm板的带电荷量增加cp点的电势升高d点电荷在p点具有的电势能增加答案ad7如图1711中下列几种电路情况中有无电流?若有电流，电阻r上电流方向如何?图l711合上开关s瞬间；合上s后又将电容器c的两板距离增大答案：（1）从a经r到b （2）由b经r到a_1关于电容器的电容c、电压u和所带电荷量q之间的关系，以下说法正确的是( )ac由u确定bc由q确定cc一定时，q与u成正比dc一定时，q与u成反比答案 c2 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( )ac和u均增大bc增大，u减小cc减小，u增大 dc和u均减小 答案 b3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1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，其他条件不变，这2时两极板间电势差为u2，板间场强为e2，下列说法正确的是( )au2u1，e2e1 cu2u1，e22e1 bu22u1，e24e1 du22u1，e22e1 qu答案 c4一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为s，电容为0是常量对此电容器充电后断开电源当增加两板间距时，电容器极板间( )a电场强度不变，电势差变大 b电场强度不变，电势差不变c电场强度变大，电势差变大 d.电场强度变小，电势差不变答案：a5