人教版高中物理选修3-1第八节 电容器的电容

13．某平行板电容器的电容为C，带电量为Q，相距为d，今在板间中点放一电荷量为q的点电荷，则它所受电场力大小为___________。

三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式

和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14．（12分）一个平行板电容器，电容为200

pF，充电后两板间电压为100V，电容器带多少电荷量？断开电源后，将两板距离减半，两板间电压为多少？

15．（15分）用x射线照射不带电的平行板电容器的一个极板，极板发射出的电子都汇集到另一个极板上，若每秒钟从每平方厘米极板上发射的电子数n＝1×1013个，发射电子的速率为v＝1×106m/s，电子的质量为m＝0.91×10－30kg，电容器的电容C＝2.56pF，极板面积为S＝1.52cm2，试问照射多长时间后，汇集到另一极板上的电子不再增加？（保留1位有效数字）。

第8节电容器的电容

参考答案

一、选择题：

1．【答案】ABD

【点拨】当减小两板间的距离时，由平行板电容器的电容公式可知，电容器的电容C变大，A正确；因电容器始终与电源相连，所以电容器两板间的电势差U保持不变，再根据Q＝CU知，电容器带电量Q变大，B正确，C错误；由匀强电场强度

E与电势差U的关系

U

E

d

可知，两板间的电场强度E变大，D正确。

2．【答案】D

【点拨】

5

110200Q C U -⨯==

＝5×10－8F ，电容器的电容跟电荷量无关。电量增加后电压增大，

Q U C

'

'=

＝220V 。

11．【答案】6×10－5；1.8×10－4

【点拨】由公式Q ＝CU 知，当电容器两端达到额定电压时，储存的电量最多。 12．【答案】匀速直线；平抛运动；下

【点拨】由公式

4Q πkQ E Cd εS

=

=可以看出两板间的场强跟它们的距离无关，当增大距离后场强不变，两极板的电势差增大，若增大距离后再合上开关，则极板间的场强会变小，所以粒子将做平抛运动，轨迹向下方偏转。

13．【答案】qQ

Cd

【点拨】带电平行板电容器之间是一个匀强电场，其电场强度大小E ＝

Q Cd ，所以电荷量为q 的点电荷所受的电场力为F ＝qE =qQ Cd 。

三、计算题： 14．【答案】2×10－8C ；50V

【解析】根据C ＝U Q

得Q ＝CU ＝200×10－12×100C ＝2×10－8C 。

根据C ＝4εS

πkd

知，距离减半后，电容变为原来的两倍，C 1＝2C ＝400PF 。断开电源后电容器所带电荷量保持不变，仍为Q ＝2×10－8C 。此时电容器两板间的电压为

U 1＝1Q

C ＝50V 。

15．【答案】3×10－6s

【解析】当电子达到另一个极板后，两极板间形成电场，随着电子越来越多，场强越来越大，最后电子将不能达到另一个极板。 根据动能定理有

2

12eU mv =

对电容器

Q Ne tSne U C C C =

==