高三專(zhuān)題復(fù)習(xí)教案——物理(13套專(zhuān)題)專(zhuān)題10：電容器專(zhuān)題2

1、電容器專(zhuān)題（09廣東物理卷）20.（17分）如圖20所示，絕緣長(zhǎng)方體B置于水平面上，兩端固定一對(duì)平行帶電極板，極板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)E。長(zhǎng)方體B的上表面光滑，下表面與水平面的動(dòng)摩擦A剛開(kāi)始您動(dòng)時(shí)的加速度大小aA = =2.0m /s萬(wàn)向水平向右因數(shù)=0.05（設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相同）小滑塊A質(zhì)量mA=0.60kg,其受到的電場(chǎng)力大小F=1.2N.假設(shè)A所帶的電量不影響極板間的電場(chǎng)分布。t=0時(shí)刻，小滑塊A從B表面上的a點(diǎn)以相對(duì)地面的速度VA=1.6m/s向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，B（連同極板）以相對(duì)地面的速度Vb=0.40m/s向右運(yùn)動(dòng)。問(wèn)（g取2、10m/s）（1）A和B剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小分

2、別為多少？（2）若A最遠(yuǎn)能到達(dá)b點(diǎn)，a、b的距離摩擦力對(duì)B做的功為多少？oB與極板的總質(zhì)量mB=1.0kg.帶正電的【解析】由牛頓第二定律F=ma有圖20L應(yīng)為多少？從t=0時(shí)刻至A運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí),mAB剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)受電場(chǎng)力和摩擦力作用由牛頓第三定律得電場(chǎng)力F=F=1.2N，、 ，B剛開(kāi)始您動(dòng)時(shí)的加速度大小摩擦力f=(mAmB)g=0.8NFf2、十a(chǎn)B=2.0m/s萬(wàn)向水平向左mB設(shè)B從開(kāi)始勻減速到零的時(shí)間為t，則有t1=墮=0.2、aVBt1此時(shí)間內(nèi)B您動(dòng)的位移sbi=0.04m2t1時(shí)刻A的速度VAI=VAaAt=1.2m/sA0,故此過(guò)程A一直勻減速運(yùn)動(dòng)。此ti時(shí)間內(nèi)A運(yùn)動(dòng)的位移Sai=

3、YV-MDh=028m2止匕ti時(shí)間內(nèi)A相對(duì)B運(yùn)動(dòng)的位移s二Sai十Sbi=0.32m此ti時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)B做的功為w=一f,Sbi=-0.032Jti后，由于F'»f,B開(kāi)始向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，A繼續(xù)作勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們速度相等時(shí)A、B相距最遠(yuǎn)，設(shè)此過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,它們速度為v,則有對(duì)A速度V=VA1aAt2一，F(xiàn)-f2對(duì)B加速度3bi=0.4m/smb速度vaBt2聯(lián)立以上各式弁代入數(shù)據(jù)解得v=0.2m/st=0.5此t2時(shí)間內(nèi)A運(yùn)動(dòng)的位移SA2=YW勿91=0.35m2此t2時(shí)間內(nèi)B運(yùn)動(dòng)的位移SB2=vt2=0.05m2此t2時(shí)間內(nèi)A相對(duì)B運(yùn)動(dòng)的位移S2=Sa2Sb2

4、=0.30m此t2時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)B做的功為W=-fSb2=-0.04J所以A最遠(yuǎn)能到達(dá)b點(diǎn)a、b的距離L為L(zhǎng)=s<i+s2=0.62m從t=0時(shí)刻到A運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，摩擦力對(duì)B做的功為Wf=W+W2=-0.072J。（09江蘇物理卷）5.在如圖所師的閃光燈電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為Co當(dāng)閃閃光燈周期性短暫r 1- -1 1 一JL JR樸拓量與通過(guò)閃光燈兩端電壓達(dá)到擊穿電壓U時(shí)，閃光燈才有電流通過(guò)弁發(fā)光，正常工作時(shí)，閃光，則可以判定A.電源的電動(dòng)勢(shì)E一定小于擊穿電壓UB.電容器所帶的最大電荷量一定為CEC.閃光燈閃光時(shí)，電容器所帶的電荷量一定增大D.在一個(gè)閃光周期內(nèi)，通過(guò)電阻

5、光燈的電何里7E柑善答案D【解析】理解此電路的工作過(guò)程是解決本題的關(guān)鍵。電容器兩端的電壓與閃光燈兩端的電壓相等，當(dāng)電源給電容器充電，達(dá)到閃光燈擊穿電壓U時(shí)，閃光燈被擊穿，電容器放電，放電后閃光燈兩端電壓小于U,斷路，電源再次給電容器充電，達(dá)到電壓U時(shí)，閃光燈又被擊穿，電容器放電，如此周期性充放電，使得閃光燈周期性短暫閃光。要使得充電后達(dá)到電壓U,則電源電動(dòng)勢(shì)一定大于等于U,A項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器兩端的最大電壓為U,故電容器所帶的最大電荷量為CU,B項(xiàng)錯(cuò)誤；閃光燈閃光時(shí)電容器放電，所帶電荷量減少，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)電荷通過(guò)R,通過(guò)閃光燈放電，故充放電過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量與通過(guò)閃光燈的電荷量一定相等，

6、D項(xiàng)正確。、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(xiàn)偏離豎直方向的夾角為。.（AD）ApA.保才fS閉合，將A板向B板靠近，則0增大芍_n+-B.保持S閉合，將A板向B板靠近，則。不變卜：-L+_.WC.斷開(kāi)S,將A板向B板靠近，則0增大一D.斷開(kāi)S,將A板向B板靠近，則0不變圖3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、,定減B、小C、 定增大D、可能不變圖3例題3、如圖所示電路

7、中，電源電動(dòng)勢(shì)&=10V,內(nèi)阻r=1Q,電容器電容0=0=30F,電阻R=3Q,R=6Q,開(kāi)關(guān)K先閉合，待電路中電流穩(wěn)定后再斷開(kāi)K,問(wèn)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)KB,流過(guò)電阻R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(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)，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(guò)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)R,那么我們就可以通過(guò)電容器帶電量的變化來(lái)確定通過(guò)R的電量。當(dāng)K斷開(kāi)，穩(wěn)定后，電路中沒(méi)有電流,Ci上板與A點(diǎn)等勢(shì)，C點(diǎn)與B點(diǎn)等勢(shì)，G、C2兩端電壓均為電源電動(dòng)勢(shì)，所以Q'=Ci£=30x10-6X10=3.0x10-4庫(kù)Q=

8、C2£=30X10-6X10=3.0X10-4庫(kù)且兩電容帶電均為上正下負(fù)所以K斷開(kāi)后G繼續(xù)充電，充電量Q=Q'-Qi=3.0X10-4-1.8X10-4-=1.2X10-4庫(kù)這些電荷連同C2所充電量都要通過(guò)R,故通過(guò)Ri的電量Q企Q+Q=1.2X10-4+3.0X10-4=4.2X10-4庫(kù)A點(diǎn)電勢(shì)W=10V,C點(diǎn)電勢(shì)Ub=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=2Q,R1=8Q,R2=10Q,K閉合，K2斷開(kāi)時(shí)，在相距d=70cm，水平放5置的固定金屬板AB間有一質(zhì)量m=1.0g,帶電量為q=7X10C的帶負(fù)電的微粒，恰好靜止在AB兩板中央的位置上，求（1

9、）電源的電動(dòng)勢(shì)（2）將Ki斷開(kāi)0.1s后，又將K2閉合，微粒再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與極板相碰。（g=10m/s2）KiE（1）mg=q-2=>E=20V（4分）a=-=10m/s2（1分）h=八at2=5X10*m（1分）m2Vo=at=1m/s(1分).Voh=0.05m距上極板25cm時(shí)V=O粒子不能碰到上極板(2分)2g(h+d/2)=Vot一gt2nt=0.4s(2分)2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Ri=2.4kQ、R2=4.8kQ,電容器的電容C=4.7F.閉合開(kāi)關(guān)S,待電流穩(wěn)定后，用電壓表測(cè)Ri兩端的電壓，其穩(wěn)定值為1.50V

10、.屬耳'-(1)該電壓表的內(nèi)阻為多大？|_(2)變化了多少由于電壓表的接入，電容器的帶電量_|F*s【解答】：(1)設(shè)電壓表的內(nèi)阻為Rr,測(cè)得R兩端的電壓為UI,RI與Rr弁聯(lián)后的總電阻為R,則有1 _ 1R 一 RI1+ 一一Rv由串聯(lián)電路的規(guī)律聯(lián)立，得Rg& 一 E -UiRR2U1 N RiE (R R2) UiR- =4.8k :.'代人數(shù)據(jù)。得(2)電壓表接入前,電容器上的電壓UC等于電阻&上的電壓，R1兩端的電壓為UR1,又E=ucuriU'C=E-U1接入電壓表后，電容器上的電壓為由于電壓表的接入，電容器帶電量增加了由以上各式解得AQ=CR

11、E-UiR+R2帶入數(shù)據(jù)，可得q=2.3516C、練習(xí)部分Q = C(U c -Uc)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(kāi)關(guān)K,電源即給電容器充電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.保才fK接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電量增大C.斷開(kāi)K,減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小D.斷開(kāi)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、470F”的字樣，對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是（A）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25

12、V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470FoD、這種電容器使用時(shí)，不必考慮兩個(gè)引出線(xiàn)的極性。3 .在圖2的電路中，U=8V不變，電容器電容C=20八fi,Ri：R2=3:5，則電容器的帶電量為A.1X103CB.1.5X103cC.6X104C3D.1.610C4 .平行板電容器的電容為C,帶電量為Q,極板間的距離為電量很小的點(diǎn)電荷q.它所受的電場(chǎng)力的大小等于A.8kQq/d2B.4kQq/d2C.Qq/Cdd.在兩極板間的中點(diǎn)放一（C ）D. 2Qq/Cda、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b間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固

13、定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、。，垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度a,然后釋放P,貝UP在電場(chǎng)內(nèi)將做（B）A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.水平向右的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.斜向右下方的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一二；一16.A.開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，電容B.開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，電容C.開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，電容D.開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，電容7.如圖所小，兩平行金屬板 A、 的單擺懸掛在A板上，閉合開(kāi)關(guān)（AC ）C2的電量大于C i的電量Ci的電量大于C2的電量C2的電量大于C1的電量Ci的電量大于C2的電量B接在電池的兩極，一帶正電 S,讓單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)周期為如圖所示的電路中，C2=2CI,R2=2Ri,下列說(shuō)

14、法正確的是（A）A.保持開(kāi)關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期小于TB.保持開(kāi)關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期不變C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，B板向A板靠近，則周期不變D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，B板向A板靠近，則周期大于T8.在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,內(nèi)阻r=1.0Q;電阻Ri=10Q,R2=10Q,R3=30Q;R4=35Q;電容器的電容C=100F,電容器原來(lái)不帶電，求接通開(kāi)關(guān)S后流過(guò)R4的總電量。用nTTT1用口1葉小等叫一I一/J解答：由電阻的串弁聯(lián)得，閉合電路的總電阻由R=R1（R2+R3）/（R1+R2+歐姆定律得，通過(guò)電源的電流尸E/R）電源的端電壓U=E-Ir電阻R3兩端的電壓5=日

15、30/任2+電）通過(guò)R4的總電量就是通過(guò)電容器的電量Q=CU,代入數(shù)據(jù)解得，Q=2.0X104C9.置，其下方水平放有接地的銅板如圖所示，絕緣固定擦得很亮的鋅板B,兩板A水平放間距離為d,兩板面積均為S,正對(duì)面積為S',且SvS'.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余靜止?fàn)顟B(tài)，試分析：(1)液滴帶何種電荷？1(2)用弧光燈再照射A板上表面，液滴做何種運(yùn)動(dòng)？舞一一(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

16、處于靜止?fàn)顟B(tài)知qE=mg,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qE'>mg便液滴向上運(yùn)動(dòng).(3)要使液滴向下運(yùn)動(dòng)，即mg>qE,mg和q不變，則必須使E變小.因上板電荷量Q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)E變小,qE"vmg,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4V,內(nèi)電阻為1Q的直流電源，電阻Ri、R2、R3的阻值均為4Q,電容器C的電容為30八F,電流表的內(nèi)阻不計(jì)，求：、電流表的讀數(shù)；(2)、電容器所帶的電量；、S斷開(kāi)后，通過(guò)R2的電量.解答(1)0.8A(