电容器的串联习题课
人教版高二选修3-1第一章 第8节 电容器的电容 课时练习
一、多选题人教版高二选修3-1第一章 第8节 电容器的电容 课时练习1. 如图所示,下列几种情况中,对电阻R 来说,有电流通过且方向正确的是( )A .S 接1瞬间,R 上电流方向从A 到B B .S 接1一段时间后,R 上电流方向从A 到BC .S 接1一段时间后再接2的瞬间,R 上有从B 到A 的电流D .S 接1一段时间后再接2的瞬间,R 上无电流2. 如图所示,A 、B 是平行板电容器的两个金属板,G 为静电计,开始时开关S 闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列措施可行的是()C .保持开关S 闭合,使A 、B 两板靠近些B .断开开关S ,并使A 、B 两板正对面积错开些A .断开开关S ,并使A 、B 两板分开些D.保持开关S闭合,使A、B两板正对面积错开些3. 如图所示,平行板电容器的两极板A、B接在电池两极,一带负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,下列说法正确的是()A.保持S闭合,将A板向B 板靠近,则增大B.保持S闭合,将A板向B 板靠近,则不变C.断开S,略向上移动A 板,则增大D.断开S,略向上移动A 板,则不变4. 如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是A.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质5. 如图所示,将平行板电容器接在电源两极间,电容器两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态。
若将两极板缓慢地错开一些,其他条件不变,则()A.电容器上的电荷量不变B.尘埃仍保持静止状态二、填空题三、单选题C .电流计中将有电流通过,电流方向由D .电流计中将有电流通过,电流方向由6. 有一充电的平行板电容器,两板间电压为3 V ,现使它的电荷量减少3×10-4 C ,于是电容器两极板间电压降为原来的,此电容器的电容是________ μF ,电容器原来的带电荷量是________ C ,若电容器极板上的电荷全部放掉,电容器的电容是________ μF .7. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触右侧极板,使电容器带电.(请在以下各横线上选填“变大”“变小”或“不变”)(1)上移其中一极板时,可观察到静电计指针偏角______;(2)将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏_______;(3)在两板间插入电介质时,可观察到静电计指针偏角______.8. 下列各图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间关系的图像,其中错误的是( )A.B.C.D.9. 板间距为的平行板电容器所带电荷量为时,两极板间电势差为,板间场强为现将电容器所带电荷量变为,板间距变为,其他条件不变,这时两极板间电势差,板间场强为,下列说法正确的是A.B.C.D.10. 对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是()A.增大两极板间的距离,电容将增大B.将两极板平行错开使正对面积减小电容将咸小C.使两极板间的电压升高,电容将减小D.增加两极板所带的电荷量,电容将增大11. 常用的电容器,从构造上看,可以分为固定电容器和可变电容器两类。
大学物理习题课5
E
0
2 0
外力克服静电引力所作的功等于静电场能量的增加。
11
5. 两根平行“无限长”均匀带电直导线, 相距为d, 导线 半径都是R(R<<d). 导线上电荷线密度分别为+和.
试求该导体组单位长度的电容.
6
V m
1
电容耐压Um = 4.0 kV,因而电容器极板间最小距离
d U m E b 2 . 22 10
4
m
要制作电容为0.047F 的平板电容器,其极板面积
S Cd
0 r
0 . 42 m
2
显然,这么大的面积平铺开来所占据的空间太大了,通 常将平板电容器卷叠成筒状后再封装。
we 1 2
0E
2
Q
2 2
E
0 0
2 0 S
在外力作用下极板间距从d被拉开到2d。电场占有空间 的体积,也由V增加到2V,此时电场能量增加。
W e we V Q d 2 0 S
10
2
(2)两导体极板带等量异号电荷,外力F 将其缓缓拉开 时,应有F = -Fe
则外力所作的功为
2
2.由两块相距0.50 mm的薄金属板A、B构成的空气平板电容器 被屏蔽在一金属盒K内,金属盒上、下两壁与A、B分别相距 0.25 mm,金属板面积为30mm40mm。求:(1)被屏蔽后电 容器的电容变为原来的几倍;(2)若电容器的一个引脚不慎与 金属屏蔽盒相碰,问此时的电容又为原来的几倍。
分析:薄金属板A、B与金属盒一 起构成三个电容器其等效电路图如 图 (b)所示,由于两导体间距离 较小。电容器可视为平板电容器, 通过分析等效电路图可求得A、B 间的电容。
大学物理习题
大学物理习题(下)(共14页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--习 题 课(一)1-1 在边长为a 的正方体中心处放置一点电荷Q ,设无穷远处为电势零点,则在正方体顶角处的电势为 (A )aQ 034πε (B )a Q 032πε (C )a Q 06πε (D )a Q 012πε1-2 选无穷远处为电势零点,半径为R 的导体球带电后,其电势为U 0,则球外离球心距离为r 处的电场强度的大小为(A )302rU R (B )R U 0 (C )20r RU (D )r U 01-3 在一个孤立的导体球壳内,若在偏离球中心处放一个点电荷,则在球壳内、外表面上将出现感应电荷,其分布将是(A )内表面均匀,外表面也均匀。
(B )内表面不均匀,外表面均匀。
(C )内表面均匀,外表面不均匀。
(D )内表面不均匀,外表面也不均匀。
1-4 一平行板电容器充电后仍与电源连接,若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则极板上的电量Q 、电场强度的大小E 和电场能量W 将发生如下变化 (A )Q 增大,E 增大,W 增大。
(B )Q 减小,E 减小,W 减小。
(C )Q 增大,E 减小,W 增大。
(D )Q 增大,E 增大,W 减小。
1-5 一半径为R 的均匀带电圆盘,电荷面密度为σ ,设无穷远处为电势零点,则圆盘中心O 点的电势U 0 = 。
1-6 图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电量为+q 的点电荷,O 点有一电量为-q 的点电荷,线段BA = R ,现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点,则电场力所做的功为 。
1-7 两个电容器1和2,串联后接上电源充电。
在电源保证连接的情况下,若把电介质充入电容器2中,则电容器1上的电势差 ,电容器极板上的电量 。
(填增大、减小、不变)1-8 如图所示为一个均匀带电的球层,其电荷体密度为ρ,球层内表面半径为R 1,外表面半径为R 2,设无穷远处为电势零点,求空腔内任一点的电势。
(完整版)电工技术基础与技能(周绍敏)第4章电容课后习题及答案.docx
电工技术基础与技能第四章 电容 练习题一、是非题 (2X20)1、平行板电容器的电容量与外加电压的大小是无关的。
( ) 2、电容器必须在电路中使用才会带有电荷, 故此时才会有电容量。
( ) 3、若干只不同容量的电容器并联, 各电容器所带电荷量均相等。
()4、电容量不相等的电容器串联后接在电源上,每只电容器两端的电压与它本身的电容量成反比。
( )5、电容器串联后, 其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。
( ) 6、电容器串联后, 其等效电容总是小于任一电容器的电容量。
( ) 7、若干只电容器串联, 电容量越小的电容器所带的电荷量也越少。
( ) 8、两个 10μ F 的电容器, 耐压分别为 10V 和 20V ,则串联后总的耐压值为 30V 。
( ) 9、电容器充电时电流与电压方向一致, 电容器放电时电流和电压的方向相反。
( ) 10、电容量大的电容器储存的电场能量一定多。
()二、选择题( 2X20)1、平行板电容器在极板面积和介质一定时,如果缩小两极板之间的距离,则电容量将( )。
A. 增大B.减小C.不变D. 不能确定2、某电容器两端的电压为40V 时,它所带的电荷量是 0.2C ,若它两端的电压降到10V 时,则()。
A. 电荷量保持不变B. 电容量保持不变C. 电荷量减少一半D.电荷量减小3、一空气介质平行板电容器,充电后仍与电源保持相连,并在极板 中间放入ε r=2 的电介质,则电容器所带电荷量将( )。
A. 增加一倍B.减少一半C.保持不变D.不能确定4、电容器 C 1 和一个电容为 8μ F 的电容器 C 2 并联,总电容为电容器 C 1的 3 倍,那么电容器 C 1 的电容量是 ( )μF 。
A. 2B. 4C. 6D.85、两个电容器并联,若C 1=2C ,则 C 1、 C 2 所带电荷量 Q 1、 Q 2 的关系是 ( )。
A. Q 1= 2Q 2B. 2Q1= Q 2C. Q 1= Q 2D.不能确定 6、若将上题两电容串联,则( )。
(完整版)电容器的串联习题课
海门中等专业学校专业理论课教案【组织教学】1. 起立,师生互相问好2. 坐下,清点人数,指出和纠正存在问题【导入新课】分析作业情况,导入新课。
【讲授新课】课题:电容器的串联习题课-.知识回放C1 C2解:【课堂总结】一、 课堂纪律与学习气氛总结 二、 教学内容小结【布置作业】完成练习部分2.电容器串联时的性质:电容器的电容与其两端电压之间关系:串联电容器组的分压公式:、例题部分例题1、电容器串联之后,相当于增大了两极板的 _______________ ,总电容_容。
分析:几个电容器串联后,扩大了两极板间距离,根据电容器的电容 与电容各部分结构之间的关系,电容量与两极板间距离成反比,所以 电容变小,并且小于每个电容器的电容。
例题2 •电路如图所示,当 C i C 2 C 3时,它们两端的电压的关系为( )每个电容器的电分析:根据电容器串联时的性质可知,电容器两端电压与电容成反比,电容大,电压反而小。
所以选 跟踪练习:三只电容器G=9卩F,C=3卩F,G=18卩F,若将它们串联后接到电路中,则等效电容C= ____________________ 电压之比 U : U 2 : U 3= ___________ ,电量之比 Q : Q 2 : Q 3= ______________ 。
例题3、两个电容器 C1 : “2卩F ,160V ” ,C2 : “10卩F ,250V ”,⑴串联后接在 300V 的直流电源上, 求每个电容器上的电压?这样使用安全吗?⑵这样的两个电容器串联,两端所能加的最大电压为多少?三、练习部分1.5个10V、30卩F的电容器串联,等效电容是 _____________ ,耐压是 _________ ;相并联等效电容是 ____________ ,耐压是_________ 。
2. 将“10卩F、50V”和“5卩F、50V ”的两个电容器串联,那么电容器组的额定工作电压应为100V。
(完整版)电容器典型习题及含容电路计算
电容器动态问题与电势及电势能相结合 电容器动态问题与粒子受力相结合一、 电容器、电容1、 电容器:两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。
2、电容 :1)物理意义:表示电容器容纳电荷的本领。
2)定义:电容器所带的电荷量Q(一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。
3)定义式:UQ U QC ∆∆==,对任何电容器都适用,对一个确定的电容 器,电容是一个确定的值,不会随电容器所带电量的变化而改变。
4)单位:5)可类比于水桶的横截面积。
3、电容器的充放电:充电:极板带电量Q 增加,极板间场强E 增大; 放电:极板带电量Q 减小,极板间场强E 减小;4、常见电容器有:纸质电容器,电解电容器,可变电容器,平行板电容器。
电解电容器连接时应注意其“+”、“-”极。
二、平行板电容器 平行板电容器的电容kds C r πε4=(平行板电容器的电容与两板正对面积成正比,与两板间距离成反比,与介质的介电常数成正比)。
是决定式,只对平行板电容器适应。
带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,dU E =。
三、平行板电容器动态分析 一般分两种基本情况:1、电容器两极板电势差U保持不变。
即平行板电容器充电后,继续保持电容器两极板与电池两极相连接,电容器的d、s、ε变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。
2、电容器的带电量Q保持不变。
即平行板电容器充电后,切断与电源的连接,使电容器的d、s、ε变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。
进行讨论的物理依据主要是三个: (1)平行板电容器的电容与极板距离d、正对面积S、电介质的介电常数ε间的关系:kdS C r πε4=(2)平行板电容器内部是匀强电场,dU E =S kQ r επ4=。
(3)电容器每个极板所带电量Q=CU。
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( )A .8kQq/d 2B .4kQq/d 2C .Qq/CdD .2Qq/Cd1、把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接.先使开关S 与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电.与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I﹣t曲线如图乙所示.下列关于这一过程的分析,正确的是()A.在形成电流曲线1的过程中,电容器两极板间电压逐渐减小B.在形成电流曲线2的过程中,电容器的电容逐渐减小C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积D.S接1端,只要时间足够长,电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E2、如图所示,对一个给定的电容器充电时,下列的图像中能正确反映电容器的带电量Q、电压U和电容器电容C之间关系的是:()3、(2012·江苏单科,2)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是().A.C和U均增大B.C增大,U减小C.C减小,U增大D.C和U均减小4、用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若()A.保持S不变,增大d,则θ变小B.保持S不变,增大d,则θ变大C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ变大5、(2012·课标全国,18)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子().A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动6、平行板电容器的两极板A 、B 接于电源两极,两极板竖直、平行正对,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S ,电容器充电,悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图4所示,则下列说法正确的是 ( )A .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ减小 B .保持电键S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大C .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大D .电键S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变7、一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,在两极板之间有一负点电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间电场强度,ϕ表示负极板电势,ε表示正点电荷在P 点的电势能,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( )A . E 变大,ϕ降低B .E 不变,ϕ升高 C . ϕ升高,ε减小D . ϕ升高,ε增大8、如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电动势为E 的直流电源连接,下极板接地.静电计外壳接地.闭合电键S 时,带负电的油滴恰好静止于电容器中的P 点.下列说法正确的是( )A . 若将A 极板向下平移一小段距离,平行板电容器的电容将变小B . 若将A 极板向上平移一小段距离,静电计指针张角变小C . 若将A 极板向下平移一小段距离,P 点电势将升高D . 若断开电键S ,再将A 极板向下平移一小段距离,则带电油滴将向下运动9、如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两板相连,两板的中央各有一个小孔M和N。
电容器电容习题课
A.保持S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S接通,在两极板间插入一 块介质,则极板上的电荷量增大
C.断开S,减小两极板间的距离, 则两极板间的电势差减小
D.断开S,在两极板间插入一块介 质,则两极板间的电势差增大
图1-8-2
2、由平行板电容器电容公式 C S 确定电容
的变化
4kd
3、由 C Q 的关系判定Q、U的变化。
U
4、从 E U / d 确定电容器极板间场强的变化,
或由E与平行板间正对面积的电荷密度成正比 的关系判别E的变化
例与练
3、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.
开开关后,再将极板间距离增大些,则
油滴运动将 [ B ]
A.向上运动
B.仍然静止 C.向下运动
m
D.向左或向右运动
K
变式训练 如图所示,电容器C两极板间有一
负电荷q静止,使q向上运动的措施是( B )
A.两极板间距离增大
B.两极板间距离减小
C.两极板正对面积减小
D.两极板正对面积增大
图1-8-5
2012.9.15
一、对电容器的电容两个公式理解:
C Q Q 定义式
U
U
适用于任何电容器
C S 4kd
决定式
适用于平行板电容器
例与练
1、电容器的电容C= 2.0×10-8F ,如果电 容器两极板电压增加了10V,则电容器的 带电量变化了多少?
C Q1 U1
Q1 CU1
(2)当εS不变,改变两板间距d时:
7电容器、带电粒子在电场中的运动(习题课)解析版-2023年高考物理大一轮复习
7.3电容器、带电粒子在电场中的运动(基础知识过关)1.如图所示,平行板电容器AB两极板水平放置,A在上方,B在下方,现将其和二极管串联接在电源上,已知A和电源正极相连,二极管具有单向导电性,一带电小球沿AB中心水平射入,打在B极板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板仍平行),则下列说法正确的是()A.若小球带正电,当AB间距减小时,小球打在N的左侧B.若小球带正电,当AB间距增大时,小球打在N的右侧C.若小球带负电,当AB间距减小时,小球可能打在N的右侧D.若小球带负电,当AB间距增大时,小球可能打在N的左侧【参考答案】AC【名师解析】.A极板带正电,B极板带负电,根据二极管具有单向导电性,极板的电荷量只能增加不能减小.若小球带正电,根据E=Ud,C=QU,C=εr S4kπd,得E=4kπQεr S,当d减小时,电容增大,Q增大,知d减小时E增大,所以电场力变大,方向向下,小球做类平抛运动,竖直方向加速度增大,运动时间变短,打在N点左侧,故A 正确;若小球带正电,当d增大时,电容减小,但Q不可能减小,所以Q不变,知E不变,所以电场力不变,小球仍然打在N点,故B错误;若小球带负电,当AB间距d增大时,电容减小,但Q不可能减小,所以Q不变,知E不变,所以电场力不变,小球做类平抛运动竖直方向上的加速度不变,运动时间不变,小球仍然打在N点,故D错误;若小球带负电,当AB间距d减小时,电容增大,则Q增大,知E增大,所以电场力变大,方向向上,若电场力小于重力,小球做类平抛运动,竖直方向上的加速度减小,运动时间变长,小球将打在N 点的右侧,故C正确.2.(2021河北省邢台市上学期期末)如图所示,空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B,间距为d,中央分别开有小孔O、P.现有甲电子以速率v0从O 点沿OP方向运动,恰能运动到P点.若仅将B板向右平移距离d,再将乙电子从P′点由静止释放,则()A.金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变B.金属板A、B间的电压减小C.甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同D.乙电子运动到O点的速率为2v0【参考答案】C【名师解析】两板间距离变大,根据C=εr S4πkd可知,金属板A、B组成的平行板电容器的电容C减小,选项A错误;根据Q=CU,Q不变,C减小,则U变大,选项B错误;根据E=Ud=QCd=4πkQεr S,可知当d变大时,两板间的场强不变,则甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同,选项C正确;根据e·E·2d=12mv2,e·E·d=12mv02,可知,乙电子运动到O点的速率v=2v0,选项D错误.3.(2021·河南省南阳市上学期期末)如图所示,一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置,板长为L,板间距离为d,距板右端L处有一竖直屏M.一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间,最后垂直打在M上,则下列结论正确的是(已知重力加速度为g)()A.两极板间电压为mgd 2qB.板间电场强度大小为2mg qC.整个过程中质点的重力势能增加mg2L2 v02D.若仅增大两极板间距,则该质点不可能垂直打在M上【参考答案】BC【名师解析】据题分析可知,质点在平行板间轨迹应向上偏转,做类平抛运动,飞出电场后,质点的轨迹向下偏转,才能最后垂直打在屏M上,前后过程质点的运动轨迹有对称性,如图所示:可见两次偏转的加速度大小相等,根据牛顿第二定律得:qE-mg=ma,mg=ma,解得E=2mgq,由U=Ed得板间电势差U=2mgq×d=2mgdq,故A错误,B正确;质点在电场中向上偏转的距离y=12at2,a=qE-mgm=g,t=Lv0,解得:y=gL22v02,故质点打在屏上的位置与P点的距离为:s=2y=gL2v02,重力势能的增加量E p=mgs=mg2L2v02,故C正确;仅增大两极板间的距离,因两极板上电荷量不变,根据E=Ud=QCd=Qεr S4πkd d=4πkQεr S可知,板间场强不变,质点在电场中受力情况不变,则运动情况不变,故仍垂直打在屏M上,故D错误.4.真空中有一边长为L的正方形区域ABCD,E为AB边中点,该区域内存在匀强电场,电场方向平行于AB边且从A指向B。
《电容器的串并联》课件
《电容器的串并联》ppt课
件
• 电容器的基本概念 • 电容器的串联 • 电容器的并联 • 电容器的串并联组合 • 实验与演示 • 总结与思考
目录
CONTENTS
01
电容器的基本概念
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
感谢观看
储能装置
利用电容器的储能特性,可以将多个电容器串联或并联起来,形成 一个储能装置,用于能量存储和释放。
05
实验与演示
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
实验目的
探究电容器的串并联 特性
掌握实验方法和数据 分析技巧
理解串并联对电容器 性能的影响
实验设备
电容器若干(不同容量) 电流表和电压表
ERA
电容器的定义
电容器的定义
电容器是一种能够储存电荷的电子元件,其主要由两个平行且相对的导体(通常为金属板 )构成,它们之间存在绝缘体。当电压施加在电容器上时,电荷会储存在两极板之间,形 成电场。
固定电容器
电容量固定,不易改变。
可变电容器
通过机械或电子方式改变极板间距或面积,实现电容量的可调。
电容器的单位
串联
总电容减小,总容抗增大,总电荷量不变。
并联
总电容增大,总容抗减小,总电荷量不变。
串并联组合
可以结合串联和并联的特点,实现更复杂的电路 设计。
电容器串并联组合的应用
滤波器设计
利用电容器的串并联组合,可以设计出不同性能的滤波器,用于 信号处理和电源滤波等。
调谐电路
通过改变电容器的串并联组合,可以调整电路的频率响应,实现调 谐电路的设计。
静电场中的导体与电介质习题课.ppt
S2
代入上面式子,可求得:
E1
1
r1 0
E2 2 r20
1 S2 E1
- S1 2 E2
D2
D、E 方向均向右。
D1
A d1
d2
B
静电场中的导体和介质习题课
(2)正负两极板A、B的电势差为:
U A U B E1d1 E2d2
d1
1
d2
2
q S
d1
1
d2
2
按电容的定义式:C
q UA UB
d1
S
d2
1 2
上面结果可推广到多层介质的情况。
静电场中的导体和介质习题课
【例题】平行板电容器的极板是边长为 a的正方形,间
距为 d,两板带电±Q。如图所示,把厚度为d、相对介
电常量为εr的电介质板插入一半。试求电介质板所受
电场力的大小及方向。
解:选取坐标系
OX,如图所示。 当介质极插入x 距离时,电容器 的电容为
功等于电容器储能的增量,有
F
W (x) x
( r 20a[a
1)Q2d
(r 1)x]2
静电场中的导体和介质习题课
插入一半时,x=a/2 ,则
F( a ) 2( r 1)Q2d 2 0a3 ( r 1)2
F(a/2)的方向沿图中X轴的正方向。
注释:由结果可知,εr>1,电场力F是指向电容器内 部的,这是由于在电场中电介质被极化,其表面上产 生束缚电荷。在平行极电容器的边缘,由于边缘效应 ,电场是不均匀的,场强E 对电介质中正负电荷的作 用力都有一个沿板面向右的分量,因此电介质将受到 一个向右的合力,所以电介质板是被吸入的。
E E0
r
电容器的电容练习题及答案解析
电容器的电容练习题1.下面关于电容器及其电容的叙述正确的是( )A .任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关B .电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C .电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D .一个电容器的电荷量增加ΔQ =1.0×10-6C 时,两板间电压升高10 V ,则电容器的电容无法确定 2.对于给定的电容器,描述其电容C 、电荷量Q 、电压U 之间相应关系的图应是下图中的( )3.(2010年高考北京理综卷)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图 设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d ,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A .保持S 不变,增大d ,则θ变大B .保持S 不变,增大d ,则θ变小C .保持d 不变,减小S ,则θ变小D .保持d 不变,减小S ,由θ不变4.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,下列说法中正确的是( )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X k b 1 . c o m5.如图1-8-9所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片,这两片金属片组成一个小电容器,该电容器的电容C 可用公式C =εSd计算,式中常量ε=9×10-12F/ m ,S 表示金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离,当键按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了,从而给出相应的信号,设每个金属片的正对面积为50 mm 2,键未按下时两金属片的距离为0.6 mm ,如果电容变化0.25 pF ,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下多少 mm.一、选择题 1.某电容器的电容是30 μF ,额定电压为200 V ,击穿电压为400 V ,对于该电容器,下列说法中正确的是( )A .为使它的两极板间的电压增加1 V ,所需要的电荷量是3×10-5CB .给电容器1C 的电荷量,两极板间的电压为3×10-5VC .该电容器能容纳的电荷量最多为6×10-3CD .该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V2.一个电容器带电荷量为Q 时,两极板间电压为U ,若使其带电荷量增加4.0×10-7 C 时,它两极板间的电势差增加20 V ,则它的电容为( )A .1.0×10-8 FB .2.0×10-8 FC .4.0×10-8 FD .8.0×10-8 F3.如图所示,平行板电容器的电容为C ,极板带电荷量为Q ,极板间距为d .今在两板间正中央放一带电荷量为q 的点电荷,则它所受到的电场力大小为( )A .k 2Qq d 2B .k 4Qq d 2C.Qq CdD.2Qq Cd4.如图所示,用电池对电容器充电,电路a 、b 之间接有一灵敏电流表,两极板之间有一个电荷q 处于静止状态.现将两极板的间距变大,则( )A .电荷将向上加速运动B .电荷将向下加速运动C .电流表中将有从a 到b 的电流D .电流表中将有从b 到a 的电流5.如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图.电容器的两个电极分别用导线接到指示器上,指示器可显示出电容的大小.下列关于该仪器的说法正确的是()A.该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体B.金属芯柱外套的绝缘层越厚,该电容器的电容越大C.如果指示器显示电容增大了,则说明电容器中的液面升高了D.如果指示器显示电容减小了,则说明电容器中的液面升高了6. (2011年沈阳高二质检)如图所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时,电容(C)便发生变化,于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下列图象中,最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是()7.某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样,则()A.该电容器所带电荷量不能超过1.5×10-6 CB.该电容器所加电压不能超过9 VC.该电容器击穿电压为9 VD.当给该电容器加4.5 V的电压时,它的电容值变为0.75 μF 8.如图所示,平行板电容器两个极板为A、B,B板接地,A板带电荷量+Q,板间电场内有一固定点P.若将B板固定,A板下移一些,或者将A板固定,B板上移一些,在这两种情况下,以下说法正确的是()A.A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势不变B.A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势升高C.B板上移时,P点的电场强度不变,P点电势降低D.B板上移时,P点的电场强度减小,P点电势降低9.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是() A.液滴将向下加速运动B.M点电势升高,液滴在M点的电势能将减小C.M点的电场强度变小了D.在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同二、计算题10.水平放置的平行板电容器的电容为C,板间距离为d,极板足够长,当其带电荷量为Q时,沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动.若使电容器电量增大一倍,则该带电微粒落到某一极板上所需时间为多少?11.如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:(1)该电容器所带电量.(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电量为多少?带何种电荷?12.如图所示,水平放置的A、B两平行板相距h,有一质量为m,带电量为q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间,小球恰好能打到A板,求A、B板间的电势差.1.解析:选A.电容器既然是储存电荷的容器,它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力,A 正确;电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值,B 错;电容器的电容由电容器结构决定,不随带电量的变化而变化,C错;C =Q U =ΔQΔU可求电容器的电容,D 错.2.解析:选B.电容是描述电容器储存电荷特性的物理量,仅由电容器本身决定,对于给定的电容器,其电容C 的大小与电荷量Q 、电压U 均无关.3.解析:选A.保持S 不变,增大d ,平行板电容器的电容减小,由于电容器的电荷量不变,由Q =CU 可以判断极板间电势差变大,静电计指针偏角θ变大,选项A 正确,B 错误;保持d 不变,减小S ,电容器电容变小,由Q =CU 可以判断极板间电势差变大,选项C 、D 错误.4.解析:选AD.保持S 闭合,则电容器两极间的电压不变,由E =Ud 可知,当A 板向B 板靠近时,E 增大,θ增大,A 正确,B 错误;断开S ,则两板带电荷量不变,则Q =CU =εr SU 4πkd =εr S4πkE 可知,将A 板向B 板靠近,并不改变板间电场强度,故Q 不变,D 正确,C 错误.5.解析:设金属片的原距离为d ,金属片被按下Δd 时电容变化ΔC =0.25 pF , 此时金属片间距为(d -Δd ),则C 1=εS d ,C 2=εSd -Δd.ΔC =C 2-C 1=εS (1d -Δd -1d),代入数据得Δd =0.15 mm. 答案:0.15 mm1.解析:选A.由ΔQ =C ·ΔU =30×10-6×1 C =3×10-5C ,A 对;由U =Q C =130×10-6V =3.3×104V ,电容器被击穿 ,B 错;击穿电压为400 V 表示能承受的最大电压为400 V ,最大电荷量Q =CU =3×10-5×400 C =1.2×10-2C ,C 、D 错.2.解析:选B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关,所以可根据电容的定义式推导出:C =ΔQΔU.因此电容C =4.0×10-720F =2.0×10-8 F.3.解析:选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场,其电场强度为E =QCd ,因此点电荷q 在其中所受到的电场力为F =Eq =QqCd .4.解析:选BD.板距增大,由于板间电压不变,则E =Ud变小,所以电场力变小,电荷向下加速,A 错B 对;由平行板电容公式可知,板间增大C 变小,则Q =CU 变小,电容器放电,C 错D 对.5.解析:选AC.类似于平行板电容器的结构,导体芯柱和导电液体构成电容器的两电极,导体芯柱的绝缘层就是两极间的电介质,其厚度d 相当于两平板间的距离,所以厚度d 越大,电容器的电容越小.导电液体深度h 越大,则S 越大,C 越大,C 增大时就表明h 变大.故A 、C 正确.6.解析:选B.两极板正对面积S =12(π-θ)R 2,则S ∝(π-θ) 又因为C ∝S ,所以C ∝(π-θ)令C =k (π-θ) ∴θ=π-Ck(k 为常数) 所以B 正确.7.解析:选B.该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压.加在该电容器上的电压超过9 V 就会击穿它.能够给它充的最大电荷量为Q =CU m =1.5 ×10-6×9 C =1.35×10-5C.电容器电容与所加电压无关,因此当给电容器加4.5 V 的电压时,其电容值仍为1.5 μF.故B 正确.8.解析:选AC.A 板下移,电荷密度不变,场强不变,又因P 与B 板距离不变,由U P =Ed 知P 点电势不变,A 对,B 错,B 板上移,场强同样不变,但P 与B 板距离减小,故电势降低C 对,D 错.9.解析:选BD.当将a 向下平移时,板间场强增大,则液滴所受电场力增大,液滴将向上加速运动,A 、C 错误.由于b 板接地且b 与M 间距未变,由U =Ed 可知M 点电势将升高,液滴的电势能将减小,B 正确.由于前后两种情况a 与b 板间电势差不变,所以将液滴从a 板移到b 板电场力做功相同,D 正确.10.解析:利用平衡条件得mg =qE =qQCd .根据运动学公式有d 2=at 22,由牛顿第二定律得,qE ′-mg =ma ,又E ′=2Q Cd ,解得t =dg.答案: dg11.解析:(1)由公式C =Q U 得 Q =CU =3.0×10-10×12 C =3.6×10-9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止,则qE =mg ,而E =Ud解得q =mgd U =2.0×10-3×10×1.20×10-312C =2.0×10-6 C微粒带负电荷. 答案:(1)3.6×10-9 C (2)2.0×10-6 C 负电荷 12.解析:如果电场力做正功,由动能定理得 qU -mg (h +H )=0-m v 20/2,解得U =m [2g (h +H )-v 20]2q,如果电场力做负功, 则有-qU -mg (h +H )=0-m v 20/2,解得U =m [v 20-2g (h +H )]2q.答案:见解析。
说课稿《认识电容器的连接》公开课教案教学设计
说课稿《认识电容器的连接》公开课教案教学设计一、教材分析《认识电容器的连接》是人教版九年级物理下册第三单元第二节的内容。
这一节主要介绍电容器的基本概念、工作原理和电容器的连接方式。
通过学习,学生能够理解电容器的基本性质,掌握电容器的连接方法,为后续学习电路的分析和设计打下基础。
二、学情分析学生在学习本节课之前,已经掌握了电流、电压、电阻等基本概念,对电路有一定的了解。
但是,对于电容器这一概念,学生可能较为陌生。
在教学过程中,需要通过生动的实例和形象的比喻,帮助学生理解电容器的基本概念,并引导学生通过观察、实验等方法,探究电容器的连接方式。
三、教学目标1. 知识与技能目标:了解电容器的基本概念、工作原理和电容器的连接方式。
能运用电容器的基本知识,分析实际电路中的电容器连接。
2. 过程与方法目标:通过观察、实验等方法,探究电容器的连接方式。
学会使用电容器的基本仪器和工具,提高动手能力。
3. 情感态度与价值观目标:培养学生对物理学习的兴趣,增强自信心。
培养学生合作学习、积极探究的科学精神。
四、教学重点与难点重点:电容器的基本概念、工作原理和电容器的连接方式。
难点:电容器的工作原理,电容器的连接方式的判断。
五、教学过程1. 导入新课:通过多媒体展示实际生活中的电容器应用实例,如电解电容器、陶瓷电容器等,引导学生关注电容器在生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
2. 自主学习:让学生阅读教材,了解电容器的基本概念、工作原理。
3. 课堂讲解:详细讲解电容器的基本概念、工作原理,并通过示例图和实际电路图,讲解电容器的连接方式。
4. 课堂实验:安排学生进行课堂实验,观察电容器在不同电压、电流下的工作状态,让学生亲身体验电容器的工作原理。
5. 课堂练习:布置一些练习题,让学生运用所学知识分析实际电路中的电容器连接。
6. 总结与拓展:对本节课的内容进行总结,强调电容器的基本概念和连接方式。
提出一些拓展问题,激发学生的思考和探究欲望。
电容器的串联
第二节 电容器的连接(一)【授课内容】电容器的串联【授课教师】【授课时数】一课时【教学目标】1.掌握电容器串联的性质。
2.掌握等效电容和安全电压的计算。
【教学重点】1.电容器串联的性质。
2.等效电容和安全电压的计算。
【教学难点】安全电压的计算。
【教学方法】讲授法【教学手段】讲练结合【教学过程】课前复习:(1)电容的计算公式是什么?这两个公式的区别是什么?(2)真空介电常数是多少?它的相对介电常数是多少?相对介电常数如何计算?一、电容器的串联1.电容器的串联:把几只电容器的极板首尾相接,连成一个无分支电路的连接方式。
如图2.串联的性质(1)q 1 = q 2 = q 3 = q(2)U = U 1 + U 2 + U 3(3)C 1=11C +21C +31C 设各电容为C 1、C 2、C 3的电容器上的电压为U 1、U 2、U 3U 1=1C q ;U 2=2C q ;U 3=3C q U = U 1 + U 2 + U 3 = q (11C + 21C + 31C ) C 1 = 11C + 21C + 31C 结论:1)串联电容的总电容的倒数等于各电容的电容倒数之和。
串联时总电容小于任何一个电容,串联时相当于增加了两极板间的垂直距离。
2)电容器串联,每个电容器所带的电量都相等,且等于总电量。
3)两个电容器串联,总电容2121C C C C C +⨯=总3.串联的作用:增大耐压,但电容减小。
注:电容器串联与电阻器串联电路特点比较:4.练习:例1:两个电容器串联,C1=4F ,C2=6F ,C3=12F 求总电容大小。
解:3121111C C C C ++=总 FF F C 12161411++=总 F C 2=总注:先C2与C3并联,求得是4F ,然后再与C1并联是2F ,如果顺序错了,计算会很麻烦。
例2:已知:C1“ 10uF,25V ” C2“ 5uF,50V ” ,将两电容串联,能否接在75V 的电源上呢?分析:能够接在75V 的电源上。
第四节 电阻、电感、电容的串联电路课件
U 220 I 4.4 A Z 50
X L XC 140 100 (2) arctan arctan 53.1 R 30
总电压比电流超前53.1,电路呈电感性。
(3) UR = RI = 30*44=132 V UL = X LI = 140*44=616 V UC = X CI = 100*44=440 V 本例题中电感电压、电容电压都比电源电压大,这说明在 交流电路中各元件上的电压可以比总电压大,这是交流电 路与直流电路特性不同之处。由上题也可得出在交流电路 中总电压大小不等于各元件电压之和,即
U I R
u i XL
U I XL
u i XC
I
U XC
电路名称
频率 电 流 与 电 压 的 关 系
相同
相同
相同
相位
将R、L、C串 联起来, 构成RLC 串联电路, 则性质如 何?
数量
u i R
U I R
i
u U I XL XL
i
u U I XC XC
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讲授新课
§8-4 电阻、电感、电容的串联电路
电路 名称
频率
电 流 与 电 压 的 关 系
纯电阻交流 电路
相同
纯电感交流 电路
相同
纯电容交流 电路
相同
RLC串联交流 电路
相同
相位
u 数量 i R
U I R
u I U i XL XL
u U i I XC XC
u uR uL uC
U U R U L UC
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1.如图3-5所示电路中,电流I等于(A )。 A.5A B.1A C.0A 2.白炽灯与电容器组成的电路如图3-6所示,由交流电源 供电,如果交流电的频率减小,则电容器的( C )。 A.电容增大 B.电容减小 C.容抗增大 D.容抗减小
大学物理习题下
大学物理习题下文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]习 题 课(一)1-1 在边长为a 的正方体中心处放置一点电荷Q ,设无穷远处为电势零点,则在正方体顶角处的电势为 (A )aQ 034πε (B )aQ 032πε (C )aQ 06πε (D )aQ 012πε1-2 选无穷远处为电势零点,半径为R 的导体球带电后,其电势为U 0,则球外离球心距离为r 处的电场强度的大小为(A )302r U R (B )R U 0 (C )20r RU (D )rU1-3 在一个孤立的导体球壳内,若在偏离球中心处放一个点电荷,则在球壳内、外表面上将出现感应电荷,其分布将是(A )内表面均匀,外表面也均匀。
(B )内表面不均匀,外表面均匀。
(C )内表面均匀,外表面不均匀。
(D )内表面不均匀,外表面也不均匀。
1-4 一平行板电容器充电后仍与电源连接,若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则极板上的电量Q 、电场强度的大小E 和电场能量W 将发生如下变化(A )Q 增大,E 增大,W 增大。
(B )Q 减小,E 减小,W 减小。
(C )Q 增大,E 减小,W 增大。
(D )Q 增大,E 增大,W 减小。
1-5 一半径为R 的均匀带电圆盘,电荷面密度为 ,设无穷远处为电势零点,则圆盘中心O 点的电势U 0 = 。
1-6 图示BCD 是以O 点为圆心,以R 为半径的半圆弧,在A 点有一电量为+q 的点电荷,O 点有一电量为q 的点电荷,线段BA = R ,现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点,则电场力所做的功为 。
1-7 两个电容器1和2,串联后接上电源充电。
在电源保证连接的情况下,若把电介质充入电容器2中,则电容器1上的电势差 ,电容器极板上的电量 。
(填增大、减小、不变)1-8 如图所示为一个均匀带电的球层,其电荷体密度为,球层内表面半径为R 1,外表面半径为R 2,设无穷远处为电势零点,求空腔内任一点的电势。
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海门中等专业学校专业理论课教案
【组织教学】
1. 起立,师生互相问好
2. 坐下,清点人数,指出和纠正存在问题
【导入新课】
分析作业情况,导入新课。
【讲授新课】
课题:电容器的串联习题课
一.知识回放
1.电容器串联时的特点:
2.电容器串联时的性质:
电容器的电容与其两端电压之间关系: 串联电容器组的分压公式: 二、例题部分
例题1、电容器串联之后,相当于增大了两极板的 ,总电容 每个电容器的电
容。
分析:几个电容器串联后,扩大了两极板间距离,根据电容器的电容与电容各部分结构之间的关系,电容量与两极板间距离成反比,所以电容变小,并且小于每个电容器的电容。
例题2.电路如图所示,当321C C C >>时,它们两端的电压的关系为( ) A .321U U U == B .321U U U >> C .321U U U << D .不能确定
分析:根据电容器串联时的性质可知,电容器两端电压与电容成反比,电容大,电压反而小。
所以选B 跟踪练习:
三只电容器C 1=9μF ,C 2=3μF ,C 3=18μF ,若将它们串联后接到电路中,则等效电容C= ,电压之比U 1∶U 2∶U 3= ,电量之比Q 1∶Q 2∶Q 3= 。
例题3、两个电容器C1:“2μF ,160V ” ,C2:“10μF ,250V ”,⑴串联后接在300V 的直流电源上,求每个电容器上的电压?这样使用安全吗?⑵这样的两个电容器串联,两端所能加的最大电压为多少?
解:
【课堂总结】
一、课堂纪律与学习气氛总结 二、教学内容小结
【布置作业】
完成练习部分
C2
C1
三、练习部分 1.5个10V 、30μF 的电容器串联,等效电容是 ,耐压是 ;相并联等效电容是 ,耐压是 。
2.将“10μF 、50V ”和“5μF 、50V ”的两个电容器串联,那么电容器组的额定工作电压应为100V 。
( ) 1.电容器C 1和C 2串联后接在直流电路中,若C 1=3C 2,则C 1两端的电压是C 2两端电压的( ) A .3倍 B .9倍 C .
91 D .3
1 3.两只电容分别为C1和C2的电容器,其额定值分别为200pF/500V ,300pF/900V ,串联后外加1000V
的电压,则( )。
A C1击穿,C2不击穿
B C1先击穿,C2后击穿
C C2先击穿,C1后击穿
D C1,C2均不击穿
4.两只电容分别为C 1和C 2的电容器,其额定值分别为200pF /500V 、300pF /900V ,串联后外加1000V 的电压,则( )
A .C 1击穿,C 2不击穿
B .
C 1先击穿,C 2后击穿 C .C 2先击穿,C 1后击穿
D .C 1、C 2均不击穿
5.1μF 与2μF 的电容器串联后接在30V 的电源上,则1μF 电容器的端电压为( ) A .10V B .15V C .20V D .30V
6.电容器C1和C2串联后接在直流电路中,若C1=4C2,则C1两端的电压是C2两端电压的( )。
A .4倍 B .16倍 C .1/16 D .1/4
7.1C (10μF/15V )和2C (20μF/25V )串联,其最大安全工作电压为( )。
A 、15V B 、25V C 、22.5V D 、40V
8、两个相同的电容器,标有“100pF 、600V ”,串联后接到900V 的电路上,每个电容器带多少电荷量?加在每个电容器上的电压是多大?电容器是否会被击穿?
9、现有两只电容器,其中一只电容为0.25uF ,耐压为250V ,另一只电容为0.5uF ,耐压为300V 。
试求:(1)它们串联以后的耐压值;
10.电路如图,已知电源电动势E=24V ,内阻不计,外电路电阻R1=3Ω,R2=1Ω,电容C1=6μF ,C2=3μF 。
求:(1)R1两端的电压;(2)电容C1、C2两端的电压。
(3)电容C1、C2所带的电荷量;(8分)。