2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第08天 電容器的電容(含解析)新人教版選修1

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1、2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第08天 電容器的電容(含解析)新人教版選修1 考綱要求:Ⅰ 難易程度:★★☆☆☆ 根據(jù)電容器電容的定義式C=,可知 A.電容器帶電的電荷量Q越多,它的電容C就越大,C與Q成正比 B.電容器不帶電時(shí),其電容為零 C.電容器兩極之間的電壓U越高,它的電容C就越小,C與U成反比 D.電容器的電容大小與電容器的帶電情況無關(guān) 【參考答案】D 【名師點(diǎn)睛】本題考查對電容的理解能力。電容的定義式C=是采用比值定義法,有比值定義的共性,C與Q、U無關(guān),反映電容器本身的特性。 【知識(shí)補(bǔ)給】 電容器 一、對電容器的充、放電和電容的理解 1.電

2、容器的充、放電 (1)充電:使電容器帶電的過程,充電后電容器兩極板帶上等量的異種電荷,電容器中儲(chǔ)存電場能。 (2)放電:使充電后的電容器失去電荷的過程,放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 2.電容 (1)定義:電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。 (2)定義式:。 (3)物理意義:表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。 3.平行板電容器 (1)影響因素 平行板電容器的電容與正對面積成正比,與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比,與兩板間的距離成反比。 (2)決定式 ,k為靜電力常量。 特別提醒 適用于任何電容器,但僅適用于平行板電容器。 二、平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

3、 1.對公式的理解 電容,不能理解為電容C與Q成正比、與U成反比,一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的,與電容器是否帶電及帶電多少無關(guān)。 2.運(yùn)用電容的定義式和決定式分析電容器相關(guān)量變化的思路 (1)確定不變量,分析是電壓不變還是所帶電荷量不變。 (2)用決定式分析平行板電容器電容的變化。 (3)用定義式分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化。 (4)用分析電容器兩極板間電場強(qiáng)度的變化。 3.電容器兩類問題的比較 分類 充電后與電池兩極相連 充電后與電池兩極斷開 不變量 U Q d變大 C變小→Q變小、E變小 C變小→U變大、E不變 S變大 C變

4、大→Q變大、E不變 C變大→U變小、E變小 εr變大 C變大→Q變大、E不變 C變大→U變小、E變小 關(guān)于電容器和電容的下列說法正確的是 A.電容器所帶的電荷量是指兩個(gè)極板所帶電荷量的絕對值的和 B.電容是用來描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,所以電容器所帶電荷量越多,它的電容就越大 C.某一電容器標(biāo)注的是 “300 V,5 μF”,其含義是只有當(dāng)電壓為300 V時(shí),它的電容才等于5 μF D.法拉(F)是電容的國際單位,但是這個(gè)單位很大,通常用微法(μF)這個(gè)單位,1 F=106 μF 下列關(guān)于電容器電容的大小的說法中,正確的是 A.電容器兩極板間的距離越大,其電容越

5、大 B.電容器的電容與兩極板間的距離無關(guān) C.電容器兩極板的正對面積越大,其電容越小 D.電容器兩極板的正對面積越大,其電容越大 關(guān)于電容器的充、放電,下列說法中不正確的是 A.充、放電過程中,外電路有瞬時(shí)電流 B.充、放電過程中,外電路有恒定電流 C.充電過程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.放電過程中電容器中的電場能逐漸減少 某一電容器標(biāo)注的是:“300 V,5 μF”,則下述說法正確的是 A.該電容器可在300 V以下電壓正常工作 B.該電容器只能在300 V電壓時(shí)正常工作 C.電壓是200 V時(shí),電容不是5 μF D.電容是5 μF,等于5×10-12 F

6、 對一電容器充電時(shí)電容器的電容C,帶電荷量Q,電壓U之間的關(guān)系圖象如下圖所示,其中正確的是 在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,平行板電容器的極板B與一靜電計(jì)相接,極板A接地。下列操作中可以觀察到靜電計(jì)指針張角變大的是 A.極板A上移 B.極板A右移 C.極板間插入一定厚度的金屬片 D.極板間插入一云母片 一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地,在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點(diǎn),如圖所示。以E表示兩極板間的場強(qiáng),U表示電容器的電壓,ε表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能,若保持負(fù)極板不動(dòng),將正極板移到圖中虛線所示的位置,則 A.U變小,E不變 B.E變大,ε變大 C.U變小

7、,ε不變 D.U不變,ε不變 一個(gè)板間為真空環(huán)境的平行板電容器,極板間距離為d,正對面積為S,充以電荷量Q后,兩極板間電壓為U,為使電容器的電容加倍,可采用的辦法是 A.將電壓變?yōu)閁/2 B.將帶電荷量變?yōu)?Q C.將極板正對面積變?yōu)?S D.將兩極間充滿介電常數(shù)為原來2倍的電介質(zhì) 【參考答案】 D 根據(jù)電容器的決定式,則電容器兩極板間的距離越大,其電容器越小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤; 電容器的電容與兩極板間的距離有關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電容器兩極板的正對面積越大,其電容越大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 BC 充、放電過程中,外電路有逐漸減小的瞬時(shí)電流,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;充電過程中電源提供的

8、電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和電容器的電場能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;放電過程中電容器中的電場能逐漸減少,選項(xiàng)D正確;此題選擇不正確的,故選BC。 A 300 V是電容器允許的最高電壓,5 μF是電容器的容量,與電壓高低無關(guān),A正確,BC錯(cuò)誤; 1 F=106 μF=1012 PF,故電容是5 μF,等于5×10-6 F,故D錯(cuò)誤;故選A。 CD 電容的定義式是,可知電容器電容的大小與電容器所帶電荷量Q以及電容器兩極板之間的電壓無關(guān),由電容器本身決定,對于給定的電容器電容C是一定的,故AB錯(cuò)誤,C正確;C一定,由,得知,,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是掌握電容的定義式,知道C與Q和U無關(guān),根據(jù),知

9、Q與U成正比,同時(shí)理解電容器電容大小與哪些因素有關(guān)。 A 極板A上移,極板正對面積減小,根據(jù)電容的決定式,可知電容C減小,電容器的電荷量Q不變,由電容的定義式,可知板間電勢差增大,則指針張角變大,故A正確;極板A右移,板間距離減小,根據(jù)電容的決定式,可知電容C增大,電容器的電荷量Q不變,由電容的定義式,可知板間電勢差減小,則指針張角變小,故B錯(cuò)誤;極板間插入一定厚度的金屬片,相當(dāng)于板間距離減小,根據(jù)電容的決定式,可知電容C增大,電容器的電荷量Q不變,由電容的定義式,可知板間電勢差減小,則指針張角變小,故C錯(cuò)誤;極板間插人一云母片,根據(jù)電容的決定式,可知電容C增大,電容器的電荷量Q不變,由電

10、容的定義式,可知板間電勢差減小,則指針張角變小,故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】對于電容器動(dòng)態(tài)變化分析問題,關(guān)鍵掌握電容的決定式和電容的定義式,結(jié)合進(jìn)行分析。 【點(diǎn)評】本題是電容器的動(dòng)態(tài)變化分析問題,難點(diǎn)是確定電場強(qiáng)度的變化,只要得出電場強(qiáng)度的變化,就可以得出P與負(fù)極板電勢差的變化,得出P點(diǎn)的電勢以及電荷在P點(diǎn)電勢能的變化。 CD 判斷電容是否變化的公式有兩個(gè),一是電容的定義式C=,二是電容的決定式C=。將極板間的電壓變?yōu)閁/2,則電容不變,因?yàn)殡娙菔请娙萜鞅旧淼囊环N性質(zhì),一旦電容器做好了,其電容的大小就不改變了,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;將帶電荷量變?yōu)?Q也不會(huì)改變電容器的電容大小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;將極板正對面積變?yōu)?S,根據(jù)其決定式可知,電容會(huì)加倍,故選項(xiàng)C正確;將兩極間充滿介電常數(shù)為原來2倍的電介質(zhì)也會(huì)使其電容加倍,選項(xiàng)D正確。 【名師點(diǎn)晴】電容是反映電容器本身性質(zhì)的物理量,一旦電容器做好了,則其電容的大小也就確定了,電容的大小不隨其兩端電壓、極板所帶電荷量大小的變化而變化;影響電容大小的因素有本身的正對面積、極板間的距離和極板間的介電常數(shù)等。

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