平行板电容器的动态问题分析
展开专题讲座一:平行板电容器的动态问题分析
一.平行板电容器的动态分析问题常见的类型
平行板电容器的动态分析问题有两种情况:一是电容器始终和电源连接,此时U恒定,则Q=CU∝C,而C=∝,两板间场强E=∝;二是电容器充电后与电源断开,此时Q恒定,则U=,C∝,场强E==∝。
二.运用电容器定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路
(1)确定不变量,分析是电压不变还是所带电荷量不变。
(2)用决定式C=分析平行板电容器电容的变化。
(3)用定义式C=分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。
(4)用E=分析平行板电容器极板间匀强电场场强的变化。
三.两类动态问题分析比较
(1)第一类动态变化:两极板间电压U恒定不变
(2)第二类动态变化:电容器所带电荷量Q恒定不变
四.典题分析
1.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则( )
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带电油滴的电势能将减小
D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大
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
3.某电容式话筒的原理示意图如图2所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板,对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中( )
A.P、Q构成的电容器的电容增大
B.P上电荷量保持不变
C.M点的电势比N点的低
D.M点的电势比N点的高
4.板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时,两极板间电势差为 U1,板间场强为 E1。现将电容器所带电荷量变为 2Q,板间距变为d,其他条件不变,这时两极板间电势差为 U2, 板间场强为 E2,下列说法正确的是( )
A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1
C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1
5.当一个电容器所带电荷量为Q时,两极板间的电势差为U,如果
所带电荷量增大为2Q,则 ( )
A.电容器的电容增大为原来的2倍,两极板间电势差保持不变
B.电容器的电容减小为原来的,两极板间电势差保持不变
C.电容器的电容保持不变,两极板间电势差增大为原来的2倍
D.电容器的电容保持不变,两极板间电势差减小为原来的
6.对于水平放置的平行板电容器,下列说法中正确的是( )
A.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小
B.将两极板间的间距加大,电容将增大
C.在上板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板
间距的陶瓷板,电容将增大
D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板
间距的陶瓷板,电容将增大
7.两块平行金属板带等量异种电荷,要使两极板间的电压加
倍,两板间的电场强度减半,采用的办法有 ( )
A.两极板的电荷量加倍,而距离变为原来的4倍
B.两极板的电荷量加倍,而距离变为原来的2倍
C.两极板的电荷量减半,而距离变为原来的4倍
D.两极板的电荷量减半,而距离变为原来的2倍
8.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,则θ不变
9.如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,在减小电容器两极板间距离的过程中 ( )
A.电容器A板始终带正电荷
B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流
D.A、B板间的电场强度增大
10.如图所示,一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止。若将两板间距离增大为原来的两倍,那么液滴的运动状态如何变化?若先将S断开,再将两板间距离增大为原来的两倍,液滴的运动状态又将如何变化?
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