2013高考物理 考點(diǎn)訓(xùn)練例題精析 專題10 電容器專題2

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1、電容器專題 一、例題部分 例題1、如圖所示,平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極,一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ.(AD)   A.保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ增大   B.保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ不變   C.?dāng)嚅_S,將A板向B板靠近,則θ增大   D.?dāng)嚅_S,將A板向B板靠近,則θ不變 例題2、如圖所示,讓平行板電容器帶電后,靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度,若不改變兩極板帶的電量而減小兩極板間的距離,同時(shí)在兩極板間插入電介質(zhì),那么靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度( A ) A、一定減小 B

2、、一定增大 C、一定不變 D、可能不變 例題3、如圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)ε=10V,內(nèi)阻r=1Ω,電容器電容C1=C2=30μF,電阻R1=3Ω,R2=6Ω,開關(guān)K先閉合,待電路中電流穩(wěn)定后再斷開K,問斷開開關(guān)K后,流過電阻R1的電量是多少?A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)如何變化? 分析與解:我們從電路上看到,開關(guān)由閉合到斷開,電容器上的電壓發(fā)生變化,使電容器所帶電量發(fā)生變化,這個(gè)變化要通過電容的充放電來(lái)實(shí)現(xiàn),如果這個(gè)充放電電流要經(jīng)過R1,那么我們就可以通過電容器帶電量的變化來(lái)確定通過R1的電量。當(dāng)K斷開,穩(wěn)定后,電路中沒有電流,C1上板與A點(diǎn)等勢(shì),C點(diǎn)與B點(diǎn)等勢(shì),C

3、1、C2兩端電壓均為電源電動(dòng)勢(shì),所以 Q1'=C1ε=30×10-6×10=3.0×10-4庫(kù) Q2=C2ε=30×10-6×10 =3.0×10-4庫(kù)且兩電容帶電均為上正下負(fù) 所以K斷開后C1繼續(xù)充電,充電量△Q1=Q1'-Q1=3.0×10-4-1.8×10-4-=1.2×10-4庫(kù) 這些電荷連同C2所充電量都要通過R1, 故通過R1的電量Q=△Q1+Q2=1.2×10-4+3.0×10-4=4.2×10-4庫(kù) A點(diǎn)電勢(shì)UA=10V, C點(diǎn)電勢(shì)UC=0V,所以A點(diǎn)電勢(shì)升高,C點(diǎn)電勢(shì)降低. 例題4、電源內(nèi)阻r=2Ω,R1=8Ω,R2=10Ω,K1閉合,K2斷開時(shí),在相距d=

4、70cm,水平放置的固定金屬板AB間有一質(zhì)量m=1.0g,帶電量為q=7×10—5C的帶負(fù)電的微粒,恰好靜止在AB兩板中央的位置上,求(1)電源的電動(dòng)勢(shì)(2)將K1斷開0.1s后,又將K2閉合,微粒再經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間與極板相碰。(g=10m/s2) 【解答】(1) (4分) (2) (1分) (1分) 距上極板25cm時(shí)V=0粒子不能碰到上極板(2分) (2分) 例題5、如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=6.00V,其內(nèi)阻可忽略不計(jì).電阻的阻值分別為R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ,電容器的電容C=4.7μF.閉

5、合開關(guān)S,待電流穩(wěn)定后,用電壓表測(cè)R1兩端的電壓,其穩(wěn)定值為1.50V. (1)該電壓表的內(nèi)阻為多大? (2)由于電壓表的接入,電容器的帶電量變化了多少? 【解答】:(1)設(shè)電壓表的內(nèi)阻為,測(cè)得兩端的電 壓為,與并聯(lián)后的總電阻為R,則有 ① 由串聯(lián)電路的規(guī)律 ② 聯(lián)立①②,得 代人數(shù)據(jù)。得 (2)電壓表接入前,電容器上的電壓等于電阻上的電壓,兩端的電壓為,則 又 接入電壓表后,電容器上的電壓為 由于電壓表的接入

6、,電容器帶電量增加了 由以上各式解得 帶入數(shù)據(jù),可得 二、練習(xí)部分 1.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置,構(gòu)成一平行板電容器,與它相連接的電路如圖所示,接通開關(guān)K,電源即給電容器充電. ( BC ) A.保持K接通,減小兩極板間的距離,則兩極 板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 B.保持K接通,在兩極板間插入一塊介質(zhì), 則極板上的電量增大 C.?dāng)嚅_K,減小兩極板間的距離, 則兩極板間的電勢(shì)差減小 D.?dāng)嚅_K,在兩極板間插入一塊介質(zhì),則兩極板間的電勢(shì)差增大 2.某電解電容器上標(biāo)有“25V、470μF”的字樣,對(duì)此,下列說法正確的是(A

7、) A、此電容器只能在直流25V及以下電壓才能正常工作。 B、此電容器只能在交流25V及以下電壓才能正常工作。 C、當(dāng)工作電壓是25V時(shí),電容才是470μF。 D、這種電容器使用時(shí),不必考慮兩個(gè)引出線的極性。 3.在圖2的電路中,U=8V不變,電容器電容C=200 ,R1:R2=3:5,則電容器的帶電量為 ( A ) A.1×10-3C B.1.5×10-3C C.6×10-4C D.1.6×10-3C 4. 平行板電容器的電容為C, 帶電量為Q, 極板間的距離為d. 在兩極板間的中點(diǎn)放一電量很小的點(diǎn)電荷q.它所受的電場(chǎng)力

8、的大小等于 ( C ) A.8kQq/d2 B.4kQq/d2 C.Qq/Cd D.2Qq/Cd 5.如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連,帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止,現(xiàn)設(shè)法使P固定,再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O/垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度α,然后釋放P,則P在電場(chǎng)內(nèi)將做( B ) A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.水平向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.斜向右下方的勻加速直線運(yùn)動(dòng) D.曲線運(yùn)動(dòng) 6.如圖所示的電路中,C2=2C1,R2=2R1,下列說法正確的是(

9、A ) A.開關(guān)處于斷開狀態(tài),電容C2的電量大于C1的電量 B.開關(guān)處于斷開狀態(tài),電容C1的電量大于C2的電量 C.開關(guān)處于接通狀態(tài),電容C2的電量大于C1的電量 D.開關(guān)處于接通狀態(tài),電容C1的電量大于C2的電量 7.如圖所示,兩平行金屬板A、B接在電池的兩極,一帶正電的單擺懸掛在A板上,閉合開關(guān)S,讓單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),設(shè)周期為T,則 ( AC ) A.保持開關(guān)S閉合,B板向A板靠近,則周期小于T B.保持開關(guān)S閉合,B板向A板靠近,則周期不變 C.開關(guān)S斷開,B板向A板靠近,則周期不變 D.開關(guān)S斷開,B板向A板靠近,則周期大于T 8.在如

10、圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω;電阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω;R4=35Ω;電容器的電容C=100μF,電容器原來(lái)不帶電,求接通開關(guān)S后流過R4的總電量。 解答:由電阻的串并聯(lián)得,閉合電路的總電阻R=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)+r 由歐姆定律得,通過電源的電流I=E/R 電源的端電壓U=E-Ir 電阻R3兩端的電壓U/=R3U/(R2+R3) 通過R4的總電量就是通過電容器的電量Q=CU/ 代入數(shù)據(jù)解得,Q=2.0×10-4C 9.如圖所示,絕緣固定擦得很亮的鋅板A水平放置,

11、其下方水平放有接地的銅板B,兩板間距離為d,兩板面積均為S,正對(duì)面積為,且S<.當(dāng)用弧光燈照射鋅板上表面后,A、B間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),試分析: (1)液滴帶何種電荷? (2)用弧光燈再照射A板上表面,液滴做何種運(yùn)動(dòng)? (3)要使液滴向下運(yùn)動(dòng),應(yīng)采取哪些措施? 【解析】(1)受弧光燈照射發(fā)生光電效應(yīng),有光電子從鋅A的上表面逸出,而使A板帶正電荷,接地的銅B由于靜電感應(yīng)而帶負(fù)電,A、B板間形成方向向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),由液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)知,所以液滴帶負(fù)電. (2)當(dāng)再用弧光燈照射A板上表面時(shí),光電效應(yīng)繼續(xù)發(fā)生,使A板所帶正電荷增加,A、B板間場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng),所以>,使液滴

12、向上運(yùn)動(dòng). (3)要使液滴向下運(yùn)動(dòng),即>,和不變,則必須使變?。蛏习咫姾闪縌不變,則當(dāng)B板向右移動(dòng),增大兩板正對(duì)面積時(shí),電容增大,兩板電勢(shì)差減小,而d不變,故場(chǎng)強(qiáng)變小,<,則液滴向下運(yùn)動(dòng). 10.如圖所示,在A、B兩點(diǎn)間接一電動(dòng)勢(shì)為4 V,內(nèi)電阻為1Ω的直流電源,電阻R1 、R2 、R3的阻值均為4Ω,電容器C的電容為30μF,電流表的內(nèi)阻不計(jì),求: 1 2 3 (1)、電流表的讀數(shù); (2)、電容器所帶的電量; (3)、S斷開后,通過R2的電量. 解答(1)0.8A (2)9.6×10-5C (3).4.8×10-5C 11.如圖所示,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=18V,內(nèi)電阻r=1Ω,電阻R2=5Ω,電阻R3=6Ω,兩平行金屬板水平放置,相距d=2cm,當(dāng)變阻器R1的觸頭P恰好在中點(diǎn)時(shí),一個(gè)帶電量q=-6×10-7C的油滴恰好可靜止在兩板中間,此時(shí),電流表的示數(shù)為2A。(g=10m/s2) (1)、求變阻器R1的阻值; (2)、求帶電油滴的質(zhì)量; (3)、當(dāng)觸頭P迅速滑到最低點(diǎn)后,油滴怎樣運(yùn)動(dòng)?當(dāng)油滴達(dá)到上板或下板時(shí)具有多大的速度? 解答:12Ω,3×10-5kg,向上0.32m/s

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