复习专题电容器(含答案)

复习专题:电容器
一．要点提示：
(1)电容器的充放电过程
(2)电容器的动态分析
(3)含容电路问题
(4)与电容器相关的运动学问题
二．基本知识回顾
1)电容器定义：________________________
2)平行板电容器定义：_______________ 带电特点：______________ 电场特点：________________________
3)电容器的充放电过程;_________________________
4)电容：_____________________________________
5)电容的定义式：_______________ 平行板电容器的决定式：_______________ 三．探究问题
探究一：电容器的动态分析
两种情况:(1)定电荷量问题：电容器在充电后与电源断开，电容器带的电荷量保持不变涉及到的公式：Q 一定E=_____________ U=________________
(2) 定电压问题：电容器始终与电源相连，电容器两极板间的电压保持不变
涉及到的公式：U一定Q=______________ E=________________
例1.如图所示，一平行板电容器始终与电源保持相连（电源内阻不计），
一带电油滴悬浮在该平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静
止状态。

现将极板A向上平移一小段距离试求：
（1）带电油滴将如何运动？
（2）P点电势将如何变化？带点油滴电势能如何变化？
（3）极板带电荷量如何变化？
例2.如图，D为一理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大），平行板电容器通过二极管与电动势不变的电源相连，下列是有关极板上的电量Q、极板间的电场强度E随板间距离变化的说法：①板间距离变小，Q增大；②板间距离变小，E增大；③板间距离变大，Q减小；④板间距离变大，E不变．其中正确的是（）
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④A B
P
探究二：含容电路
（1）电路稳定时，电容器所在支路相当于断路，该支路上的电阻相当于导线
（2）与电容器所并联的支路两端电压与电容器两端电压相等
（3）电路中的电流，电压变化时会引起电容器的充放电，通过与电容器串联的电阻的电荷量等于电容器带电量的变化
例4.如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值
电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的
小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉
力为F．调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是（）
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C. 保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
D. 保持R
2不变，缓慢增大R1时，F将变小
例 5.如图所示，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量
为m 的带电油滴悬浮在两板间静止不动，要使油滴向上运
动，可采用的方法是( )
A．把电阻R1的阻值调大 B．把电阻R2的阻值调大
C．把电阻R3的阻值调大 D．把电阻R4的阻值调大
例6.如图所示电路中，电源电动势E＝10v，内电阻不计，电阻R1＝14Ω，R2＝6.0Ω，R3＝2.0Ω，R4＝8.0Ω，R5＝10Ω，电容器的电容C＝2μF，求：
（1）电容器所带的电荷量。

并说明电容器哪个极板带正电．
（2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R5？电流的方向如何？
探究三：与电容相关的运动学问题
例7.如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与
电源的正负极相连，a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，
带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过
两个小孔后速度为v1，现将a板或b板向上或向下平移一小段
距离，相同的液滴仍从P点自由落下，先后穿过两个小孔后速
度为v2，下列说法正确的是（）
A. 若开关S保持闭合，向上移动b板，则v2＞v1
B. 若开关闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2＞v1
C. 若开关S 保持闭合，无论向上或向下移动b板，肯定v2=v1
D. 若开关S闭合一段时间后再断开，无论向上或向下移动 b板，都有v2＜v1
例8.如图所示，四个相同的金属容器共轴排列放置，它们的间
距与容器的宽度相同，轴线上开有小孔．在最左边、最右边两
个容器上加电压U后，容器之间就形成了匀强电场。

今有一个
电子从最左边容器的小孔沿轴线入射，刚好没有从最右边容器
出射，则该电子停止运动前（）
（1）一次通过个容器的速度比为？
（2）一次通过各容器的时间比为？
（3）一次通过各容器间隙所用时间比为？
（4）一次通过各容器间隙的加速度比为？
四．课堂小结：
• 1.电容器的动态分析：抓住不变量再去分析变化量，一般两种情况：Q不变、U 不变
• 2.含容电路：电路稳定电容器相当是断路，与电容器串联的电阻不起作用，与电容器并联的电阻两端电压与电容器两端电压相等，电路电流变化能引起电容器的充放电
• 3.涉及电容的运动：其实为带电粒子在电场中的运动，分析好受力就能判断出运动情况，常见的有直线运动，抛体运动，交变电压下的周期性运动
巩固练习
1.如图所示，电路中接一电动势为4 V、内阻为2 Ω的直流电源．电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4 Ω，电容器的电容为30 μF，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：(1)电流表的读数；
(2)电容器所带的电荷量；
(3)如果断开电源，通过R2的电荷量
2.如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF. 当S断开时，电容
器中带电粒子恰好处于静止状态．求：
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量．
3.如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏转量减小为原来的1/2倍，则下列方法中可行的是( )
A. 使U1增大为原来的2 倍
B．使U2减小为原来的1/2倍
C．使偏转板的长度增大为原来2倍
D．使偏转板的距离减小为原来的1/2。