高中物理 电容器 专题

高中物理电容器专题

一、例题部分

例题1、如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ．（AD）A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大

B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变

C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大

D．断开S，将A板向B板靠近，则θ不变

例题2、如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度,若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（ A ）

A、一定减小

B、一定增大

C、一定不变

D、可能不变

例题3、如图所示电路中，电源电动势ε=10V，内阻r=1Ω，电容器电容C1=C2=30μF，电阻

R1=3Ω，R2=6Ω，开关K先闭合，待电路中电流稳定后再断开K，问断开开关K后，流过电阻R1的电量是多少？A、C两点的电势如何变化？

分析与解：我们从电路上看到，开关由闭合到断开，电容器上的电压发生变化，使电容器所带电量发生变化，这个变化要通过电容的充放电来实现，如果这个充放电电流要经过R1，那么我们就可以通过电容器带电量的变化来确定通过R1的电量。当K断开,稳定后,电路中没有电流,C1上板与A点等势，C点与B点等势，C1、C2两端电压均为电源电动势，所以

Q1'=C1ε=30×10-6×10=3.0×10-4库

Q2=C2ε=30×10-6×10 =3.0×10-4库且两电容带电均为上正下负

所以K断开后C1继续充电，充电量△Q1=Q1'-Q1=3.0×10-4-1.8×10-4-=1.2×10-4库

这些电荷连同Ｃ２所充电量都要通过R１,

故通过R１的电量Q=△Q1+Q2=1.2×10-4+3.0×10-4=4.2×10-4库

A 点电势U A =10V, C 点电势U C =0V ，所以A 点电势升高,C 点电势降低.

例题4、电源内阻r=2Ω，R 1=8Ω，R 2=10Ω，K 1闭合，K 2断开时，在相距d=70cm ，水平放

置的固定金属板AB 间有一质量m=1.0g ，带电量为q=7×10—

5C 的带负电的微粒，恰好静止在AB 两板中央的位置上，求（1）电源的电动势（2）将K 1断开0.1s 后，又将K 2闭合，微粒再经过多长时间与极板相碰。（g=10m/s 2）

【解答】（1）V E d

E

q mg 202=⇒= （4分） （2）)1(/102分s m m mg d E q a =-= m at h 221052

1-⨯==（1分） s m at V /10==

（1分） m g

V h 05.0220=='距上极板25cm 时V=0粒子不能碰到上极板（2分） s t gt t V d h 4.02

1)2/(20=⇒-=+-（2分）

例题5、如图所示的电路中，电源电动势E =6.00V ，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为

R 1=2.4k Ω、R 2=4.8k Ω，电容器的电容C =4.7μF ．闭合

开关S ，待电流稳定后，用电压表测R 1两端的电压，

其稳定值为1.50V ．

（1）该电压表的内阻为多大?

（2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少?

【解答】：（1）设电压表的内阻为r R ，测得1R 两端的电 压为1U ，1R 与r R 并联后的总电阻为R ，则有

v

R R R 1111+= ① 由串联电路的规律 121

U R R E U =- ② 联立①②，得 1211121)(U R R E R U R R R V

+- 代人数据。得 4.8r R k =

Ω （2）电压表接入前，电容器上的电压C U

等于电阻2R 上的电压，1R 两端的电压为1

R U ，则 211C R U R U R = 又1

C R E U U =+ 接入电压表后，电容器上的电压为 1'C U E U =-

由于电压表的接入，电容器带电量增加了 )(c

c U U C Q -'=∆ 由以上各式解得 1112R E Q C U R R ⎛⎫∆=- ⎪+⎝⎭

带入数据，可得 62.3510Q C

-∆=⨯

二、练习部分

1．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电

路如图所示，接通开关K ，电源即给电容器充电.

（ BC ） A ．保持K 接通，减小两极板间的距离，则两极

板间电场的电场强度减小

B ．保持K 接通，在两极板间插入一块介质，

则极板上的电量增大

C ．断开K ，减小两极板间的距离，

则两极板间的电势差减小

D ．断开K ，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

2．某电解电容器上标有“25V 、470μF ”的字样，对此，下列说法正确的是（A ）

A 、此电容器只能在直流25V 及以下电压才能正常工作。

B 、此电容器只能在交流25V 及以下电压才能正常工作。

C 、当工作电压是25V 时，电容才是470μF 。

D 、这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性。

3．在图2的电路中，U=8V 不变，电容器电容C=2001f ，R 1:R 2=3:5，则电容器的带电量

为

（ A ）

A ．1×10－3C

B ．1.5×10－3C

C ．6×10－4C

D ．1.6×10－

3

C