szw18電容器與電容的習(xí)題課20120508

1、第一章第一章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)UEdUEd2221rQkEqFEqEFrqqkF0abpapbababpppababababWEEWqUEWEqEqUWUq電場(chǎng)線電場(chǎng)線等勢(shì)面等勢(shì)面電電容容器器1.定義：能容納電荷存儲(chǔ)電能的容器定義：能容納電荷存儲(chǔ)電能的容器4.電容電容(1)意義：反映了電容器容納電荷本領(lǐng)的大小意義：反映了電容器容納電荷本領(lǐng)的大小(2)定義：定義：(3)單位：?jiǎn)挝唬?.常用常用電容器電容器(1)種類與符號(hào)種類與符號(hào)(2)參數(shù)：電容、額定電壓、擊穿電壓參數(shù)：電容、額定電壓、擊穿電壓2.結(jié)構(gòu)：相互絕緣的兩個(gè)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)：相互絕緣的兩個(gè)導(dǎo)體3.作用：充電和放電作用：充電和放電QCU4SCkd單

2、位：法單位：法(F)6611 10,11 10FFFpF 1.1.下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A.A.電容越大的電容器，帶電荷量也一定越多電容越大的電容器，帶電荷量也一定越多B.B.電容器不帶電時(shí)，其電容為零電容器不帶電時(shí)，其電容為零C.C.由由C CQ QU U可知，可知，C C不變時(shí)，只要不變時(shí)，只要Q Q不斷增加，則不斷增加，則U U 可無(wú)限制地增大可無(wú)限制地增大D.D.電容器的電容跟它是否帶電無(wú)關(guān)電容器的電容跟它是否帶電無(wú)關(guān)E.E.電源對(duì)電容的充電過程中，充電電路中有瞬間電流電源對(duì)電容的充電過程中，充電電路中有瞬間電流F.F.放電過程中，放電的電路中有恒定電流放電過程中

3、，放電的電路中有恒定電流G.G.放電過程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減小放電過程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減小H.H.充放電的過程中，電流能流過電容器充放電的過程中，電流能流過電容器精題精析精題精析DEG小結(jié)：小結(jié)：知道電容是電容器的屬性，了解電容器的充放電知道電容是電容器的屬性，了解電容器的充放電的過程和特點(diǎn)。的過程和特點(diǎn)。2.2.下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A A、電容器充電過程是將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電容器的、電容器充電過程是將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電容器的 電能并儲(chǔ)存趕來；電容器放電過程是將電容器儲(chǔ)電能并儲(chǔ)存趕來；電容器放電過程是將電容器儲(chǔ) 存的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能存的電能轉(zhuǎn)化為其他

4、形式的能B B、如果在平行板電容器之間插入一塊面積和極板相等、如果在平行板電容器之間插入一塊面積和極板相等 的且厚度小于極板間距的鋁板，那么電容器的電容的且厚度小于極板間距的鋁板，那么電容器的電容 將減小將減小C C、如圖所示如將、如圖所示如將A A板拿走，則靜電計(jì)的指針張角變?yōu)榱惆迥米?，則靜電計(jì)的指針張角變?yōu)榱鉊 D、如圖所示，、如圖所示，A A板向右移，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大板向右移，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大E E、對(duì)確定的電容器，每板帶電量增加，兩板間電勢(shì)差、對(duì)確定的電容器，每板帶電量增加，兩板間電勢(shì)差 必增加。必增加。AE小結(jié)：小結(jié)：熟練掌握決定平行板電容器熟練掌握決定平行板電容器電容的因素。會(huì)

5、熟練動(dòng)態(tài)分析電容電容的因素。會(huì)熟練動(dòng)態(tài)分析電容器的器的有源接法有源接法和和無(wú)源接法無(wú)源接法的問題。的問題。A B 3. 3.有一個(gè)正充電的電容器，若使它帶的電荷量減有一個(gè)正充電的電容器，若使它帶的電荷量減少了少了3 3 10106 6C C，則其電壓降為原來的，則其電壓降為原來的1/3,1/3,則則（ ） A.A.電容器原來帶的電荷量為電容器原來帶的電荷量為9 910106 6C C B. B.電容器原來帶的電荷量為電容器原來帶的電荷量為4.54.510106 6C C C. C.電容器原來的電壓可能是電容器原來的電壓可能是5V5V D. D.電容器原來的電壓可能是電容器原來的電壓可能是5 5

6、10107 7V VBC小結(jié)：小結(jié)：電容器的增量定義式真的非常有用，能帶來意想電容器的增量定義式真的非常有用，能帶來意想不到的高效。不到的高效。4傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域如下圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過改種領(lǐng)域如下圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過改變電容器兩極間距離而引起電容變化的是變電容器兩極間距離而引起電容變化的是 ( )金屬芯線金屬芯線電介質(zhì)電介質(zhì)導(dǎo)導(dǎo)電電液液體體h測(cè)液高測(cè)液高B定片定片動(dòng)片動(dòng)片測(cè)角度測(cè)角度D電容器電

7、容器電介質(zhì)板電介質(zhì)板被被測(cè)測(cè)物物體體測(cè)位移測(cè)位移AC固定電極固定電極可動(dòng)可動(dòng)電極電極壓力壓力F測(cè)壓力測(cè)壓力C小結(jié)：小結(jié)：解決此題的關(guān)鍵是建立電容器的模型。解決此題的關(guān)鍵是建立電容器的模型。5.5.據(jù)預(yù)測(cè)，據(jù)預(yù)測(cè)，2121世紀(jì)智能機(jī)器人將進(jìn)入家庭。各種各樣世紀(jì)智能機(jī)器人將進(jìn)入家庭。各種各樣的傳感器是智能機(jī)器人的核心部分，傳感器是一種將的傳感器是智能機(jī)器人的核心部分，傳感器是一種將感受到的物理量（如光、熱、力、聲等）轉(zhuǎn)化成便于感受到的物理量（如光、熱、力、聲等）轉(zhuǎn)化成便于測(cè)量的量（一般是電學(xué)量）的轉(zhuǎn)化裝置。圖測(cè)量的量（一般是電學(xué)量）的轉(zhuǎn)化裝置。圖1-4-21-4-2是一是一種測(cè)量壓力的電容式傳感器

8、，當(dāng)待測(cè)壓力種測(cè)量壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F F作用于可動(dòng)作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生壓力發(fā)生形變，引起電膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生壓力發(fā)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)、直流電源串聯(lián)，容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)、直流電源串聯(lián)，接成閉和電路，那么接成閉和電路，那么當(dāng)當(dāng)F F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小。向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小。當(dāng)當(dāng)F F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大。向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大。若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F F發(fā)生變化。發(fā)生變化。若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F F不發(fā)生變化。不發(fā)生變化。A A B B C C

9、 D D BC 6 6一平行板電容器始終與電池相連，現(xiàn)將一塊均勻的一平行板電容器始終與電池相連，現(xiàn)將一塊均勻的電介質(zhì)板插進(jìn)電容器恰好充滿兩極板間的空間，與未電介質(zhì)板插進(jìn)電容器恰好充滿兩極板間的空間，與未插電介質(zhì)時(shí)相比插電介質(zhì)時(shí)相比 ( ) ( ) A A電容器所帶的電荷量增大電容器所帶的電荷量增大 B B電容器的電容增大電容器的電容增大 C C兩極板間各處電場(chǎng)強(qiáng)度減小兩極板間各處電場(chǎng)強(qiáng)度減小 D D兩極板間的電勢(shì)差減小兩極板間的電勢(shì)差減小AB小結(jié)：小結(jié)：會(huì)分析電容器會(huì)分析電容器有源接法有源接法的動(dòng)態(tài)問題。的動(dòng)態(tài)問題。 7 7一平行板電容器充電后斷開電源，然后將兩極間的一平行板電容器充電后斷開電

10、源，然后將兩極間的正對(duì)面積逐漸增大，則在此過程中正對(duì)面積逐漸增大，則在此過程中 ( ) ( ) A A電容器的電容增大電容器的電容增大 B B兩極板間各處電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大兩極板間各處電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大 C C兩極板間電壓保持不變兩極板間電壓保持不變 D D極板上的電荷量保持不變極板上的電荷量保持不變小結(jié)：小結(jié)：會(huì)分析電容器會(huì)分析電容器無(wú)源接法無(wú)源接法的動(dòng)態(tài)問題。的動(dòng)態(tài)問題。 8.如圖所示，電路中，如圖所示，電路中，A A、B B為兩塊豎直放置的金屬板，為兩塊豎直放置的金屬板，G G是一只靜電計(jì)，開關(guān)是一只靜電計(jì)，開關(guān)S S合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度，下述哪些做法可

11、使指針張角增大度，下述哪些做法可使指針張角增大( () )A A使使A A、B B兩板靠近一些兩板靠近一些B B使使A A、B B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開一些兩板正對(duì)面積錯(cuò)開一些C C斷開斷開S S后，使后，使B B板向右平移拉開一些板向右平移拉開一些D D斷開斷開S S后，使后，使A A、B B正對(duì)面積錯(cuò)開一些正對(duì)面積錯(cuò)開一些小結(jié)：小結(jié)：會(huì)分析電容器有源接法和無(wú)源接法的動(dòng)態(tài)問題。會(huì)分析電容器有源接法和無(wú)源接法的動(dòng)態(tài)問題。 9 9如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離d=4mm,d=4mm,充電后兩極板電勢(shì)差為充電后兩極板電勢(shì)差為120V120V。A A板帶正電，

12、若它的電板帶正電，若它的電容為容為3F3F，且，且P P到到A A板距離為板距離為1mm.1mm.求：求： （1 1）每一板的帶電荷量）每一板的帶電荷量（2 2）一個(gè)電子在）一個(gè)電子在P P點(diǎn)具有的電勢(shì)能點(diǎn)具有的電勢(shì)能（3 3）一個(gè)電子從）一個(gè)電子從B B板出發(fā)到板出發(fā)到A A板獲得的動(dòng)能板獲得的動(dòng)能（4 4）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度PAB3.6104C-3.6104C1.441017J1.921019J3.0104V/m10.如圖所示，一平行板電容器跟一個(gè)電源相接，當(dāng)如圖所示，一平行板電容器跟一個(gè)電源相接，當(dāng)S閉合時(shí)，平行板電容器極板閉合時(shí)，平行板電容器極板A、B間的一帶電液滴恰間

13、的一帶電液滴恰好靜止。若將兩板間距離增大為原來的兩倍，液滴的好靜止。若將兩板間距離增大為原來的兩倍，液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將如何變化？若先將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將如何變化？若先將S斷開，再將兩板間距斷開，再將兩板間距離增大為原來的兩倍，那么液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又如何變離增大為原來的兩倍，那么液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又如何變化？化？Pg/2,0小結(jié)：小結(jié)：平行板電容器給帶電體或粒子提供了一個(gè)非常好平行板電容器給帶電體或粒子提供了一個(gè)非常好的物理環(huán)境，以后會(huì)經(jīng)常碰到。的物理環(huán)境，以后會(huì)經(jīng)常碰到。11.11.某平行板電容器的電容為某平行板電容器的電容為C C，帶電荷量為，帶電荷量為Q Q，相距為，相距為 d d，今在板間中點(diǎn)放一個(gè)電荷

14、量為，今在板間中點(diǎn)放一個(gè)電荷量為q q的點(diǎn)電荷，則它受到的點(diǎn)電荷，則它受到的電場(chǎng)力的大小為（的電場(chǎng)力的大小為（ ） A A、 B B、 C C、 D D、 2dkQq22dkQq4CdQqCdQq2C1212如圖所示，平行板電容器豎直放置，如圖所示，平行板電容器豎直放置，A A板上用絕緣板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時(shí)絕緣線與固定的線懸掛一帶電小球，靜止時(shí)絕緣線與固定的A A板成板成角，角，移動(dòng)移動(dòng)B B板，下列說法正確的是板，下列說法正確的是 ( )( )A AS S閉合，閉合，B B板向上平移一小段距離，板向上平移一小段距離，角變大角變大B BS S閉合，閉合，B B板向左平移一小段距離

15、，板向左平移一小段距離，角變大角變大C CS S斷開，斷開，B B板向上平移一小段距離，板向上平移一小段距離，角變大角變大D DS S斷開，斷開，B B板向左平移一小段距離，板向左平移一小段距離，角不變角不變E E輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\(yùn)動(dòng)輕輕將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\(yùn)動(dòng) ESABB C D13.13.如圖所示，如圖所示，C C為中間插有電介質(zhì)的電容器，為中間插有電介質(zhì)的電容器，a a和和b b為其兩極板；為其兩極板；a a板接地；板接地；P P和和Q Q為兩豎直放置的平行金為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P P板與板與b

16、b板用導(dǎo)線相連，板用導(dǎo)線相連，Q Q板接地開始時(shí)懸線靜止在豎直方板接地開始時(shí)懸線靜止在豎直方向，在向，在b b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度在以下方法在以下方法中，能使懸線的偏角中，能使懸線的偏角變大的是變大的是 （ ）A A縮小縮小a a、b b間的距離間的距離B B加大加大a a、b b間的距離間的距離C C取出取出a a、b b兩極板間的電介質(zhì)兩極板間的電介質(zhì)D D換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)abCPQB C1414如圖所示，如圖所示，平行板電容器與恒定電源相連，負(fù)平行板電容器與恒定電源相連，負(fù)極板接地，在兩板間有一正

17、電荷（電荷量很少且不極板接地，在兩板間有一正電荷（電荷量很少且不變）固定在變）固定在P P點(diǎn)，以點(diǎn)，以U U表示電容兩極板間的電壓，表示電容兩極板間的電壓，E E表表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，E Ep p表示正電荷在表示正電荷在P P點(diǎn)的電勢(shì)能，點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，而將正極板向上移至某位置，若保持負(fù)極板不動(dòng)，而將正極板向上移至某位置，則則 ( )( )A AU U不變，不變，E Ep p變小變小 B BU U不變，不變，E Ep p不變不變C CE E變小，變小，E Ep p變大變大 D DE E變大，變大，E Ep p不變不變PA15.15.如圖所示，平行板電容器兩極板處

18、于水平位置，如圖所示，平行板電容器兩極板處于水平位置，M M板板帶正電，帶正電，N N板帶負(fù)電并接地。一個(gè)帶有少量正電荷的質(zhì)板帶負(fù)電并接地。一個(gè)帶有少量正電荷的質(zhì)點(diǎn)被固定在兩板間的點(diǎn)被固定在兩板間的P P點(diǎn)（由于該質(zhì)點(diǎn)帶電量很少，不點(diǎn)（由于該質(zhì)點(diǎn)帶電量很少，不影響平行板電容器間的電場(chǎng)）。這時(shí)兩極板間的電壓影響平行板電容器間的電場(chǎng)）。這時(shí)兩極板間的電壓為為U U，場(chǎng)強(qiáng)為，場(chǎng)強(qiáng)為E E，質(zhì)點(diǎn)具有的電勢(shì)能為，質(zhì)點(diǎn)具有的電勢(shì)能為EpEp。保持。保持N N極板的極板的位置不變，而將位置不變，而將M M極板向下移到圖中虛線所示的位置，極板向下移到圖中虛線所示的位置，則下列結(jié)論中正確的是則下列結(jié)論中正確的是 A.A.U U變小，變小，E E不變不變 B.B.E E變大，變大， E Ep p變大變大 C.C.U U變小，變小，E Ep p變大變大 D.D.U U不變，不變，E Ep p不變不變A16.16.如圖所示，分析以下的問題：如圖所示，分析以下的問題：（1 1）S S接電源的瞬間的充電電流的方向？哪一板帶正電？接電源的瞬間的充電電流的方向？哪一板帶正電？（2 2）S S接電源后，平行板電容器充電穩(wěn)定后增大兩極板距接電源后，平行板電容器充電穩(wěn)定后增大兩極板距離的過程中，對(duì)電阻離的過程中，對(duì)電阻R R來說，有無(wú)電流通過，如果有，來說，有無(wú)電流通過，如果有，方