电容器的电容典型例题文档格式.doc
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2×
10-8C、1V、1/2、2×
10-8C
【解析】由电容器电容的定义式得:
电容的大小取决于电容器本身的构造,与电容器的带电量无关,故所带电荷量为原来一半时,电容不变。
而此时两极板间的电压为:
板间为匀强电场,由场强与电压关系可得:
【例2】如图电路中,A、B为两块竖直放置的金属板,G是一只静电计,开关S合上时,静电计张开一个角度,下述情况中可使指针张角增大的是
A、合上S,使A、B两板靠近一些
B、合上S,使A、B正对面积错开一些
C、断开S,使A、B间距增大一些
D、断开S,使A、B正对面积错开一些
C、D
【解析】图中静电计的金属杆接A板,外壳与B板均接地,静电计显示的是A、B两板间的电压,指针的张角越大,表示两板间的电压越高。
当闭合S时,A、B两板间的电压等于电源两端电压不变。
故静电计的张角保持不变。
当断开S时,A、B两板构成的电容器的带电量保持不变,如果板间的间距增大,或正对面积减小,由平板电容器电容的决定式可知,电容都将减小,再由可知,板间电压都将增大,即静电计的张角应当变大。
【例3】一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正电荷固定在P点,如图所示,以E表示两板间的场强,U表示电容器两板间的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则:
()
A、U变小,E不变B、E变小,W不变
C、U变小,W不变D、U不变,W不变
AC
【解析】题意:
一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,说明电容器的带电量将保持不变,负极板为零电势。
当正极板向下移到图示位置时,板间距变小,由E=可知板间的场强E不变,然而板间的电势差U=Ed,U变小;
由于P与下板间的距离不变,所以P与下板间的电势差不变,P点的电势不变,故在P点的正电荷的电势能不变,即W不变。
例4
置于真空中的两块带电的金属板,相距1cm,面积均为10cm2,带电量分别为Q1=2×
10-8C,Q2=-2×
10-8C,若在两板之间的中点放一个电量q=5×
10-9C的点电荷,求金属板对点电荷的作用力是多大?
【错解】
点电荷受到两板带电荷的作用力,此二力大小相等,方向相同,由
【错解原因】
库仑定律只适用于点电荷间相互作用,本题中两个带电金属板面积较大,相距较近,不能再看作是点电荷,应用库仑定律求解就错了。
【正确解答】
两个平行带电板相距很近,其间形成匀强电场,电场中的点电荷受到电场力的作用。
【评析】
如果以为把物理解题当作算算术,只要代入公式就完事大吉。
那就走入了学习物理的误区。
例5
A,B两块平行带电金属板,A板带负电,B板带正电,并与大地相连接,P为两板间一点。
若将一块玻璃板插入A,B两板间,则P点电势将怎样变化。
UpB=Up-UB=Ed
电常数ε增大,电场强度减小,导致Up下降。
没有按照题意画出示意图,对题意的理解有误。
没有按照电势差的定义来判断PB两点间电势差的正负。
【分析解答】
按照题意作出示意图,画出电场线,图8-19所示。
我们知道电场线与等势面间的关系:
“电势沿着电场线的方向降落”所以UpB=Up-UB<0,B板接地UB=0
UBp=UB-Up=0-Up
Up=-Ed
常数ε增大,电场强度减小,导致Up上升。
如何理解PB间的电势差减小,P点的电势反倒升高呢?
请注意,B板接地Up<0,PB间的电势差减小意味着Up比零电势降落得少了。
其电势反倒升高了。
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