高考物理专题电容器专题.docx

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=1 Ω，电容器电容 C1=C2=30μ F，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

R 1，那

么我们就可以通过电容器带电量的变化来确定通过

R 1 的电量。当 K 断开 , 稳定后 , 电路中没

有电流 ,C 1 上板与 A 点等势， C 点与 B 点等势， C 1、 C 2 两端电压均为电源电动势，所以 Q 1'=C 1ε =30× 10-6 ×10=3.0 × 10-4 库

Q 2=C 2 ε=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 C 1 继续充电，充电量△

Q 1=Q 1'-Q 1=3.0 × 10-4 -1.8 × 10-4 -=1.2 × 10-4 库

这些电荷连同Ｃ

２

所充电量都要通过

R １ ,

故通过 R １的电量 Q=△ Q 1+Q 2=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=2 Ω， R 1=8 Ω， R 2=10 Ω， 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）

mg

E

2 20

（4分）

【解答】（1） q

EV

d

q

E

mg

s 2

分

1

（ 2） a

d

m at 2 5 102

m （ 1 分）

m

10 / (1 ) h

2

V 0 at 1m / s （1 分）

h

V 02 0.05m 距上极板 25cm 时 V=0 粒子不能碰到上极板（

2 分）

2g

(h d / 2) V0t1gt 2t 0.4s （2分）

2

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R1=2.4kΩ、 R2=4.8k Ω，电容器的电容C=4.7μ F．闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测 R1两端的电压，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 R1两端的电

压为 U 1， R1与 R r并联后的总电阻为R，则有

111

①

R R1R v

由串联电路的规律R U 1

②R2E U 1

联立①②，得R1 R2U1

R

V RE (R R)U

1

112

代人数据。得

R r 4.8

k

（ 2）电压表接入前，电容器上的电压U C等于电阻 R2上的电压， R1两端的电压为U R1，则U C R2

U

R1R1

又E U C U R1

接入电压表后，电容器上的电压为

U'C E U1

由于电压表的接入，电容器带电量增加了Q C (U c U c )

由以上各式解得Q

R1 E

C U1

R1R2

带入数据，可得Q 2.3510 6C

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“

A 、此电容器只能在直流

B 、此电容器只能在交流

C、当工作电压是25V

25V、 470μ F”的字样，对此，下列说法正确的是（

25V 及以下电压才能正常工作。

25V 及以下电压才能正常工作。

时，电容才是470μ F。

A）

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=200f1，R1:R2=3:5，则电容器的带电量为（ A ）－3

A．1×10 C

－3

B．1.5× 10 C

－4

C．6× 10 C

D． 1.6 ×10－3C

4．平行板电容器的电容为C，带电量为 Q，极板间的距离为 d. 在两极板间的中点放一电量很小的点电荷q.它所受的电场力的大小等于（ C ）

A ． 8kQq/d 2

B ．4kQq/d 2C． Qq/Cd D． 2Qq/Cd

5．如图所示，水平放置的平行金属板a、b 分别与电源的两极相连，带电液滴 P 在金属板 a、

b 间保持静止，现设法使P 固定，再使两金属板a、 b 分别绕中心点O、 O/垂直于纸面

的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则 P 在电场内将做（ B ）

A ．匀速直线运动

B．水平向右的匀加速直线运动

C．斜向右下方的匀加速直线运动

D．曲线运动

6．如图所示的电路中，C2=2C1， R2=2R1，下列说法正确的是（A）

A ．开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量

B．开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量

C．开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量

D．开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量

7. 如图所示，两平行金属板A、 B 接在电池的两极，一带正电的单摆悬挂在

关 S，让单摆作简谐运动，设周期为T，则( AC )

A. 保持开关S 闭合， B 板向 A 板靠近，则周期小于T

B. 保持开关S 闭合， B 板向 A 板靠近，则周期不变

C. 开关 S 断开， B 板向 A 板靠近，则周期不变

D. 开关 S 断开， B 板向 A 板靠近，则周期大于T

A 板上，闭合开

8．在如图所示的电路中，电源的电动势R3=30Ω； R4=35 Ω；电容器的电容

E=3.0V ，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω，R2=10Ω，C=100μF，电容器原来不带电，求接通开关 S后流

过 R4的总电量。

解答：由电阻的串并联得，闭合电路的总电阻R=R1 23123

(R +R )/(R +R +R )+r 由欧姆定律得，通过电源的电流I=E/R

电源的端电压 U=E －Ir电阻 R3

两端的电压/323

U =R U/(R +R )

通过 R4的总电量就是通过电容器的电量Q=CU /

代入数据解得， Q=2.0× 10－4C

9．如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板 A 水平放置，其下方水平放有接地的铜板B，两板间距离为 d，两板面积均为 S，正对面积为S，且 S＜S．当

用弧光灯照射锌板上表面后，A、 B 间一带电液滴恰好处于

静止状态，试分析：

（1）液滴带何种电荷 ?

（2）用弧光灯再照射 A 板上表面，液滴做何种运动 ?

（3）要使液滴向下运动，应采取哪些措施?

【解析】（ 1）受弧光灯照射发生光电效应，有光电子从

锌 A 的上表面逸出，而使 A 板带正电荷，接地的铜 B 由于静电感应而带负电，A、B 板间形成方向向下的匀强电场，由液滴处于静止状态知qE mg ，所以液滴带负电．（ 2）当再用弧光灯照射 A 板上表面时，光电效应继续发生，使 A 板所带正电荷增加，A、 B 板间场强增强，所以qE＞ mg ，使液滴向上运动．

（3）要使液滴向下运动，即mg ＞qE， mg 和 q 不变，则必须使 E 变小．因上板电荷量Q 不变，则当 B 板向右移动，增大两板正对面积时，电容增大，两板电势差减小，而 d 不变，故场强 E 变小，qE＜ mg ，则液滴向下运动．

10．如图所示，在 A 、B 两点间接一电动势为 4 V，内电阻为 1Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为 4Ω，电容器 C的电容为 30μF，电流表的内阻不计，求：

(1) 、电流表的读数；

(2)、电容器所带的电量；

(3)、 S断开后，通过R2的电量．123

解答 (1)0.8A (2)9.6× 10-5 C (3).4.8× 10-5C

11．如图所示，已知电源的电动势E=18V ，内电阻 r=1Ω，电阻 R =5Ω，电阻 R =6Ω，两平

23

行金属板水平放置，相距d＝ 2cm，当变阻器 R1的触头 P 恰好在中点时，一个带电量q=-6×10-7C 的油滴恰好可静止在两板中间，此时，电流表的示数为2A 。 (g=10m/s2)

（1）、求变阻器 R1的阻值；

（2）、求带电油滴的质量；

（3）、当触头 P 迅速滑到最低点后，油滴怎样运动？当油滴达到上板或下板时具有多大的

速度？

解答： 12Ω， 3× 10-5 kg，向上 0.32m/s