【高三物理专题总结】第3讲 电场中的导体及电容器的应用

电场中的导体及电容器 的应用 电场中的导体及电容器 的应用 教 师 宋晓垒 爱护环境 从我做起 提倡使用电子讲义 爱护环境 从我做起 提倡使用电子讲义 第 1 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 第第 3 讲讲 电场中的导体及电容器的应用电场中的导体及电容器的应用 知识梳理知识梳理 一 电场中的导体 状态及特点 二 电容 电容器及应用 1 电容器 两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器 2 电容 描述电容器容纳电荷本领的物理量 定义 电容器所带的电荷量 Q 一个极板所带电荷量的绝对值 与两个极板间电势差 U 的比值 叫 做电容器的电容 定义式 U Q U Q C 单位 1F 106 F 1012pF 平行板电容器 平行板电容器的电容跟介电常数 成正比 跟正对面积 S 成正比 跟两板间的距离 d 成反比 即 kd S C 4 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场 板间场强为带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场 板间场强为U dE 关于平行板电容器的两类典型问题 1 平行板电容器连接在电源两端时 由于电容器始终接在电源上 因此两板间电势差 U 保持 不变 电容器的 d S r发生变化 将引起电容器的 C Q U E 变化 2 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器的带电荷量 Q 保持不变 电容器的 d S r变化 将引起 C Q U E 的变化 典型例题典型例题 例例 1 电容是表征 的物理量 如果某电容器的电量每增加 10 6C 两板之间的电势 差就加 1V 则该电容器的电容为 例例 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 1 2 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 1 2 倍 第 2 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 例例 3 如图 1 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 例例 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 针对训练针对训练 1 某一电容器标注的是 300V 5 F 非电解电容 则下述说法正确的是 A 该电容器可在 300V 以下电压正常工作 B 该电容器只能在 300V 电压时正常工作 C 电压是 200V 时 电容仍是 5 F D 使用时只需考虑工作电压 不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 2 关于电容器和电容的概念下列说法正确的是 A 任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器 B 用电源对平板电容器充电后 两极板一定带有等量异种电荷 C 某一电容器带电量越多 它的电容量就越大 D 某一电容器两板间的电压越高 它的电容就越大 3 如图 2 所示的电路中 C 是平行板电容器 在 S 先触 1 后又扳到 2 这时将平行板的板间距拉大一 点 下列说法正确的是 A 平行板电容器两板的电势差不变 B 平行扳电容器两板的电势差变小 C 平行板电容器两板的电势差增大 D 平行板电容器两板间的电场强度不变 4 某平行板电容器的电容为 C 带电量为 Q 相距为 d 今在板间中点放一电量为 q 的点电荷 则它 所受到的电场力的大小为 第 3 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 5 一平行板电容器的两个极板始终与电源的正 负极相连 如果使两板间距离逐渐增大 则 A 电容器电容将增大 B 两板间场强将减小 C 每个极板的电量将减小 D 两板间电势差将增大 6 如图 3 所示 将平行板电容器与电池组相连 两板间的带电尘埃恰好处于静止状态 若将两板缓 慢地错开一些 其他条件不变 则 A 电容器带电量不变 B 尘埃仍静止 C 检流计中有 a b 的电流 D 检流计中有 b a 的电流 7 传感器是把非电学量 如速度 温度 压力等 的变化转化成电学量的一种元件 在自动控制中 有着相当广泛的应用 图 4 为一种测定液面高度的电容式传感器的示意图 金属芯线与导电液体形成 一个电容器 从指示器显示的电容 C 大小的变化就能反映液面的升降情 况 则两者的关系是 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 8 如图 5 所示 用静电计测量电容器两板间的电势差 不改变两板的带电 量 把 A 板向右移 静电计指针偏角将 把 A 板竖直向下移 静电 计指针偏角将 把 AB 板间插入一块电介质 静电计指针偏角将 9 如图 6 所示 平行的两金属板 M N 与电源相连 一个带负电的小球悬挂在 两板间 闭合电键后 悬线偏离竖直方向的角度为 若 N 板向 M 板靠近 角将 把电键 K 断开 再使 N 板向 M 板靠近 角将 10 如图 7 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 合上开关 S 瞬间 合上 S 后又将电容器 C 的两板距离增大 第 4 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 高考真题高考真题 1 05 全国 水平放置的平行板电容器与一电池相连 在电容器的两板间有一带正电的质点处于静 止平衡状态 现将电容器两板间的距离增大 则 A 电容变大 质点向上运动 B 电容变大 质点向下运动 C 电容变小 质点保持静止 D 电容变小 质点向下运动 2 2008 年广东 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 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 3 2008 宁夏理综 如图 8 所示 C 为中间插有电介质的电容器 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 a 在以下方法中 能使悬线的 偏角 a 变大的是 A 缩小 a b 间的距离 B 加大 a b 间的距离 C 取出 a b 两极板间的电介质 D 换一块形状大小相同 介电常数更大的电介质 4 09 福建卷 如图 9 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 A 带点油滴将沿竖直方向向上运动 B P 点的电势将降低 C 带点油滴的电势将减少 D 若电容器的电容减小 则极板带电量将增大 5 09 海南卷 一平行板电容器两极板间距为d 极板面积为 S 电容为 oS d 其中 o 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 电场强度减小 电势差不变 D 电场强度较小 电势差减小 第 5 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 77