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2019-2020年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)學(xué)案 電容器 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_(kāi)S，將A板向B板靠近，則θ增大 　　D．?dāng)嚅_(kāi)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、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(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)K后，流過(guò)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(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)過(guò)R1，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)R1的電量。當(dāng)K斷開(kāi),穩(wěn)定后,電路中沒(méi)有電流,C1上板與A點(diǎn)等勢(shì)，C點(diǎn)與B點(diǎn)等勢(shì)，C1、C2兩端電壓均為電源電動(dòng)勢(shì)，所以 Q1=C1ε=3010-610=3.010-4庫(kù) Q2=C2ε=3010-610 =3.010-4庫(kù)且兩電容帶電均為上正下負(fù) 所以K斷開(kāi)后C1繼續(xù)充電，充電量△Q1=Q1-Q1=3.010-4-1.810-4-=1.210-4庫(kù) 這些電荷連同Ｃ２所充電量都要通過(guò)R１, 故通過(guò)R１的電量Q=△Q1+Q2=1.210-4+3.010-4=4.210-4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(kāi)時(shí)，在相距d=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=710—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(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） 【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．閉合開(kāi)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，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(kāi)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_(kāi)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_(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、470μF”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．110－3C B．1.510－3C C．610－4C D．1.610－3C 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(shuō)法正確的是（ A ） A．開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，電容C2的電量大于C1的電量 B．開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，電容C1的電量大于C2的電量 C．開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，電容C2的電量大于C1的電量 D．開(kāi)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(kāi)關(guān)S，讓單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)周期為T(mén)，則 ( AC ) A.保持開(kāi)關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期小于T B.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T 8．在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω；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(kāi)關(guān)S后流過(guò)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(guò)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(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=2.010－4C 9．如圖所示，絕緣固定擦得很亮的鋅板A水平放置，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(kāi)后，通過(guò)R2的電量． 解答(1)0.8A (2)9.610-5C (3).4.810-5C 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=-610-7C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，310-5kg，向上0.32m/s