szw18电容器及电容的习题课20120508

1、第一章第一章 静电场静电场UEdUEd2221rQkEqFEqEFrqqkF0abpapbababpppababababWEEWqUEWEqEqUWUq电场线电场线等势面等势面电电容容器器1.定义：能容纳电荷存储电能的容器定义：能容纳电荷存储电能的容器4.电容电容(1)意义：反映了电容器容纳电荷本领的大小意义：反映了电容器容纳电荷本领的大小(2)定义：定义：(3)单位：单位：5.常用常用电容器电容器(1)种类与符号种类与符号(2)参数：电容、额定电压、击穿电压参数：电容、额定电压、击穿电压2.结构：相互绝缘的两个导体结构：相互绝缘的两个导体3.作用：充电和放电作用：充电和放电QCU4SCkd单

2、位：法单位：法(F)6611 10,11 10FFFpF 1.1.下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）A.A.电容越大的电容器，带电荷量也一定越多电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B.B.电容器不带电时，其电容为零电容器不带电时，其电容为零C.C.由由C CQ QU U可知，可知，C C不变时，只要不变时，只要Q Q不断增加，则不断增加，则U U 可无限制地增大可无限制地增大D.D.电容器的电容跟它是否带电无关电容器的电容跟它是否带电无关E.E.电源对电容的充电过程中，充电电路中有瞬间电流电源对电容的充电过程中，充电电路中有瞬间电流F.F.放电过程中，放电的电路中有恒定电流放电过程中

3、，放电的电路中有恒定电流G.G.放电过程中电容器中的电场能逐渐减小放电过程中电容器中的电场能逐渐减小H.H.充放电的过程中，电流能流过电容器充放电的过程中，电流能流过电容器精题精析精题精析DEG小结：小结：知道电容是电容器的属性，了解电容器的充放电知道电容是电容器的属性，了解电容器的充放电的过程和特点。的过程和特点。2.2.下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）A A、电容器充电过程是将其它形式的能转化成电容器的、电容器充电过程是将其它形式的能转化成电容器的 电能并储存赶来；电容器放电过程是将电容器储电能并储存赶来；电容器放电过程是将电容器储 存的电能转化为其他形式的能存的电能转化为其他

4、形式的能B B、如果在平行板电容器之间插入一块面积和极板相等、如果在平行板电容器之间插入一块面积和极板相等 的且厚度小于极板间距的铝板，那么电容器的电容的且厚度小于极板间距的铝板，那么电容器的电容 将减小将减小C C、如图所示如将、如图所示如将A A板拿走，则静电计的指针张角变为零板拿走，则静电计的指针张角变为零D D、如图所示，、如图所示，A A板向右移，板间的电场强度变大板向右移，板间的电场强度变大E E、对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势差、对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势差 必增加。必增加。AE小结：小结：熟练掌握决定平行板电容器熟练掌握决定平行板电容器电容的因素。会

5、熟练动态分析电容电容的因素。会熟练动态分析电容器的器的有源接法有源接法和和无源接法无源接法的问题。的问题。A B 3. 3.有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了少了3 3 10106 6C C，则其电压降为原来的，则其电压降为原来的1/3,1/3,则则（ ） A.A.电容器原来带的电荷量为电容器原来带的电荷量为9 910106 6C C B. B.电容器原来带的电荷量为电容器原来带的电荷量为4.54.510106 6C C C. C.电容器原来的电压可能是电容器原来的电压可能是5V5V D. D.电容器原来的电压可能是电容器原来的电压可能是5 5

6、10107 7V VBC小结：小结：电容器的增量定义式真的非常有用，能带来意想电容器的增量定义式真的非常有用，能带来意想不到的高效。不到的高效。4传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改种领域如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是变电容器两极间距离而引起电容变化的是 ( )金属芯线金属芯线电介质电介质导导电电液液体体h测液高测液高B定片定片动片动片测角度测角度D电容器电

7、容器电介质板电介质板被被测测物物体体测位移测位移AC固定电极固定电极可动可动电极电极压力压力F测压力测压力C小结：小结：解决此题的关键是建立电容器的模型。解决此题的关键是建立电容器的模型。5.5.据预测，据预测，2121世纪智能机器人将进入家庭。各种各样世纪智能机器人将进入家庭。各种各样的传感器是智能机器人的核心部分，传感器是一种将的传感器是智能机器人的核心部分，传感器是一种将感受到的物理量（如光、热、力、声等）转化成便于感受到的物理量（如光、热、力、声等）转化成便于测量的量（一般是电学量）的转化装置。图测量的量（一般是电学量）的转化装置。图1-4-21-4-2是一是一种测量压力的电容式传感器

8、，当待测压力种测量压力的电容式传感器，当待测压力F F作用于可动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、直流电源串联，容的变化，将电容器、灵敏电流计、直流电源串联，接成闭和电路，那么接成闭和电路，那么当当F F向上压膜片电极时，电容将减小。向上压膜片电极时，电容将减小。当当F F向上压膜片电极时，电容将增大。向上压膜片电极时，电容将增大。若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F发生变化。发生变化。若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F不发生变化。不发生变化。A A B B C C

9、 D D BC 6 6一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的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插电介质时相比 ( ) ( ) A A电容器所带的电荷量增大电容器所带的电荷量增大 B B电容器的电容增大电容器的电容增大 C C两极板间各处电场强度减小两极板间各处电场强度减小 D D两极板间的电势差减小两极板间的电势差减小AB小结：小结：会分析电容器会分析电容器有源接法有源接法的动态问题。的动态问题。 7 7一平行板电容器充电后断开电源，然后将两极间的一平行板电容器充电后断开电

10、源，然后将两极间的正对面积逐渐增大，则在此过程中正对面积逐渐增大，则在此过程中 ( ) ( ) A A电容器的电容增大电容器的电容增大 B B两极板间各处电场强度逐渐增大两极板间各处电场强度逐渐增大 C C两极板间电压保持不变两极板间电压保持不变 D D极板上的电荷量保持不变极板上的电荷量保持不变小结：小结：会分析电容器会分析电容器无源接法无源接法的动态问题。的动态问题。 8.如图所示，电路中，如图所示，电路中，A A、B B为两块竖直放置的金属板，为两块竖直放置的金属板，G G是一只静电计，开关是一只静电计，开关S S合上后，静电计指针张开一个角合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可

11、使指针张角增大度，下述哪些做法可使指针张角增大( () )A A使使A A、B B两板靠近一些两板靠近一些B B使使A A、B B两板正对面积错开一些两板正对面积错开一些C C断开断开S S后，使后，使B B板向右平移拉开一些板向右平移拉开一些D D断开断开S S后，使后，使A A、B B正对面积错开一些正对面积错开一些小结：小结：会分析电容器有源接法和无源接法的动态问题。会分析电容器有源接法和无源接法的动态问题。 9 9如图所示，已知平行板电容器两极板间距离如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d=4mm,d=4mm,充电后两极板电势差为充电后两极板电势差为120V120V。A A板带正电，

12、若它的电板带正电，若它的电容为容为3F3F，且，且P P到到A A板距离为板距离为1mm.1mm.求：求： （1 1）每一板的带电荷量）每一板的带电荷量（2 2）一个电子在）一个电子在P P点具有的电势能点具有的电势能（3 3）一个电子从）一个电子从B B板出发到板出发到A A板获得的动能板获得的动能（4 4）两板间的电场强度）两板间的电场强度PAB3.6104C-3.6104C1.441017J1.921019J3.0104V/m10.如图所示，一平行板电容器跟一个电源相接，当如图所示，一平行板电容器跟一个电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰间

13、的一带电液滴恰好静止。若将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的好静止。若将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态将如何变化？若先将运动状态将如何变化？若先将S断开，再将两板间距断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态又如何变离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态又如何变化？化？Pg/2,0小结：小结：平行板电容器给带电体或粒子提供了一个非常好平行板电容器给带电体或粒子提供了一个非常好的物理环境，以后会经常碰到。的物理环境，以后会经常碰到。11.11.某平行板电容器的电容为某平行板电容器的电容为C C，带电荷量为，带电荷量为Q Q，相距为，相距为 d d，今在板间中点放一个电荷

14、量为，今在板间中点放一个电荷量为q q的点电荷，则它受到的点电荷，则它受到的电场力的大小为（的电场力的大小为（ ） A A、 B B、 C C、 D D、 2dkQq22dkQq4CdQqCdQq2C1212如图所示，平行板电容器竖直放置，如图所示，平行板电容器竖直放置，A A板上用绝缘板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时绝缘线与固定的线悬挂一带电小球，静止时绝缘线与固定的A A板成板成角，角，移动移动B B板，下列说法正确的是板，下列说法正确的是 ( )( )A AS S闭合，闭合，B B板向上平移一小段距离，板向上平移一小段距离，角变大角变大B BS S闭合，闭合，B B板向左平移一小段距离

15、，板向左平移一小段距离，角变大角变大C CS S断开，断开，B B板向上平移一小段距离，板向上平移一小段距离，角变大角变大D DS S断开，断开，B B板向左平移一小段距离，板向左平移一小段距离，角不变角不变E E轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动 ESABB C D13.13.如图所示，如图所示，C C为中间插有电介质的电容器，为中间插有电介质的电容器，a a和和b b为其两极板；为其两极板；a a板接地；板接地；P P和和Q Q为两竖直放置的平行金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；属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P P板与板与b

16、b板用导线相连，板用导线相连，Q Q板接地开始时悬线静止在竖直方板接地开始时悬线静止在竖直方向，在向，在b b板带电后，悬线偏转了角度板带电后，悬线偏转了角度在以下方法在以下方法中，能使悬线的偏角中，能使悬线的偏角变大的是变大的是 （ ）A A缩小缩小a a、b b间的距离间的距离B B加大加大a a、b b间的距离间的距离C C取出取出a a、b b两极板间的电介质两极板间的电介质D D换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质abCPQB C1414如图所示，如图所示，平行板电容器与恒定电源相连，负平行板电容器与恒定电源相连，负极板接地，在两板间有一正

17、电荷（电荷量很少且不极板接地，在两板间有一正电荷（电荷量很少且不变）固定在变）固定在P P点，以点，以U U表示电容两极板间的电压，表示电容两极板间的电压，E E表表示两极板间的场强，示两极板间的场强，E Ep p表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势能，点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板向上移至某位置，若保持负极板不动，而将正极板向上移至某位置，则则 ( )( )A AU U不变，不变，E Ep p变小变小 B BU U不变，不变，E Ep p不变不变C CE E变小，变小，E Ep p变大变大 D DE E变大，变大，E Ep p不变不变PA15.15.如图所示，平行板电容器两极板处

18、于水平位置，如图所示，平行板电容器两极板处于水平位置，M M板板带正电，带正电，N N板带负电并接地。一个带有少量正电荷的质板带负电并接地。一个带有少量正电荷的质点被固定在两板间的点被固定在两板间的P P点（由于该质点带电量很少，不点（由于该质点带电量很少，不影响平行板电容器间的电场）。这时两极板间的电压影响平行板电容器间的电场）。这时两极板间的电压为为U U，场强为，场强为E E，质点具有的电势能为，质点具有的电势能为EpEp。保持。保持N N极板的极板的位置不变，而将位置不变，而将M M极板向下移到图中虚线所示的位置，极板向下移到图中虚线所示的位置，则下列结论中正确的是则下列结论中正确的是 A.A.U U变小，变小，E E不变不变 B.B.E E变大，变大， E Ep p变大变大 C.C.U U变小，变小，E Ep p变大变大 D.D.U U不变，不变，E Ep p不变不变A16.16.如图所示，分析以下的问题：如图所示，分析以下的问题：（1 1）S S接电源的瞬间的充电电流的方向？哪一板带正电？接电源的瞬间的充电电流的方向？哪一板带正电？（2 2）S S接电源后，平行板电容器充电稳定后增大两极板距接电源后，平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中，对电阻离的过程中，对电阻R R来说，有无电流通过，如果有，来说，有无电流通过，如果有，方