2022-2023学年高二上物理期末复习——电容器的电容讲义(1)(含解析)

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2022-2023学年高二上物理期末复习——电容器的电容讲义(1)(含解析)

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电容器的电容
一、电容器
1.电容器:两个彼此______又相距______的导体组成一个电容器.
2.电容器的充电和放电
(1)充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,使电容器两极板带上__________电荷的过程叫做充电.充电过程中由电源获得的______储存在电容器中。
(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷______,电容器又不带电了,这个过程叫做______.放电过程________转化为其他形式的能。
二、电容
1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的______,叫做电容器的电容。
2.定义式:C=______;
3.单位:______,简称___,符号是F。常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),量值关系:1 F=________μF=__________pF;
4.物理意义:表示电容器__________本领的物理量;
三、平行板电容器的电容
1.结构:由两块彼此______、互相靠近的______金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器;
2.电容的决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成______,与电介质的相对介电常数εr成______,与极板间距离d成______;
3.表达式:C=_______,式中k为静电力常量;
四、常用电容器
1.分类:从构造上可分为______电容器和______电容器两类;
2.额定电压和击穿电压
(1)额定电压:电容器__________时所能承受的电压,它比击穿电压要 ;
(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏。
考点一 电容器的电容
1、电容器
(1)定义:任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体,构成是一个电容器.
(2)电容器的充、放电:电容器有携带电荷、储存电荷的能力
电容器充电:使电容器带电的过程,也是电源的能量转化为电场能的过程.
电容器放电:使电容器上的电荷减少的过程,也是电场能转化为其它形式能的过程.
瞬间的充、放电过程电路中有电流通过,平衡后两板带等量异种电荷.
2、电容器的电容
(1)电容器电容的定义:电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值,用字母C表示.
(2)定义式: ,其中Q为其中一个导体所带电量的绝对值,U为两个导体之间的电压.
(3)电容的物理意义:是描述电容器储存电荷本领大小的物理量.
(4)单位:国际单位是法拉,简称法,用F表示,常用的单位还有微法和皮法,换算关系是
(5)平行板电容器的电容:
式中k为静电力常量,k=9.0×109 N·m2/C2,介电常数ε由两极板之间介质决定.
说明:此式为决定式,由此式可以看出,电容C与其所带电荷量Q及两极板间电压U均无关,完全由电容器本身决定。
注意:
1.电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量,完全由电容器本身的属性决定,跟电容器是否带电、带电荷量多少以及两极板间电势差的大小无关.
2.对于一个确定的电容器,电容C是不变的,故当电容器所带电荷量Q,则。大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量Q与电容器两极板间电压的变化量U的比值.
5.对电容定义式C=的理解
(1)电容由电容器本身的构造决定
电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,用比值C=来定义,但它却与Q、U无关,是由电容器自身的构造决定的,即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的量.
(2)定义式C=表明,电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U决定,Q与U成正比.与C成正比.但不能说电容C与Q成正比,与U成反比.
【例题】下列关于电容器的说法中正确的是( )
A.电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和
B.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比
C.一个电容器的电荷量增加ΔQ=1.0×10-6 C时,两极板间的电势差升高ΔU=10 V,则电容器的电容C=1.0×10-7 F
D.放电后的电容器所带电荷量为零,电容也为零
考点二 平行板电容器中各物理量之间的关系
电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:
(1)电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势)
这种情况下
(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定
这种情况下
考点三 两公式C=与C=的比较
公式内容 C= C=
公式特点 定义式 决定式
意义 对某电容器Q∝U,但=C不变,反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝,反映了影响电容大小的因素
联系 电容器容纳电荷的本领由来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定
【例题】(多选)关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是(  )
A.充、放电过程中,外电路有瞬时电流
B.充、放电过程中,外电路有恒定电流
C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少
考点四 电容器动态问题
1.分析电容器的动态变化问题,要抓住不变量,分析变化量.其理论依据是:
(1)电容器电容的定义式C=;
(2)平行板电容器内部是匀强电场,E=;
(3)平行板电容器电容的决定式C=.
2.电容器的动态变化问题分为两类:
(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U不变
此时,电容器的极板距离d、极板的正对面积S、电介质的相对介电常数εr的变化,将引起电容C的变化,从而引起电量Q和极板间的场强E的变化.
由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.
由Q=CU=·U,当U不变时,Q∝可知,当U不变时,Q也随d、S、εr的变化而变化.
由E=∝可知,当U不变时,E随d的变化而变化.
(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电量Q保持不变
如果两极板切断与电源的连接,并保持两极板绝缘,电容器既不会充电也不会放电,所以电荷量Q就保持不变.极板距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr发生变化,将引起电容C的变化,从而引起电压U及板间场强E的变化.
由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.
由U==∝可知,当Q不变时,U也随d、S、εr的变化而变化.
由E===∝可知,E随S、εr变化而变化.
【例题】平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是 (  )
A.A板向上移动
B.B板向右移动
C.A、B板间插入电介质
D.减少极板上的电荷量
1.如图所示,为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是(  )
A.是充电过程 B.是放电过程
C.该电容器的电容为5×10-2F D.该电容器的电量变化量为0.2 C
2.一个空气平行板电容器,极板间相距d,正对面积S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是(  )
A.将电压变为
B.将带电荷量变为2Q
C.将极板间的距离变为
D.两板间充满介电常数为原来介电常数的电介质
3.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设若两极板正对面积为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
4.两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
5.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带电量为Q,P是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是(  )
A.若将电容器的上板左移一点,则两板间场强减小
B.若将电容器的下板上移一点,则P点的电势升高
C.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大
D.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小
6.如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是(  )
A.带电液滴可能带正电
B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从b到a的电流,电容器中负电荷从B到A
C.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降
D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动
7.有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比和电场强度之比分别为(  )
A.4∶1 1∶3 B.1∶4 3∶1 C.4∶1 3∶1 D.4∶1 4∶3
8.M、N两金属板竖直放置,使其带电,悬挂其中的带电小球P如图偏离竖直方向.下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大?(P球不与金属极板接触)(  )
A.增大MN两极板间的电势差
B.减小MN两极板的带电量
C.保持板间间距不变,将M、N板一起向右平移
D.保持板间间距不变,将M、N板一起向左平移
9.如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力大小为(  )
A.k B.k C. D.
10.(多选)下列关于电容的说法正确的是(  )
A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量
B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C=知,若电容器两极间电压为10 V,极板带电量为2×10-5C,则电容器电容大小为5×105F
11.(多选)传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是(  )
A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流
B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流
C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流
D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化
12.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10-4g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求:
(1)这时电容器的带电量为多少库仑?
(2)电容器上极板带何种电荷?
(3)该尘埃带电量为多少?电容器的电容
一、电容器
1.电容器:两个彼此______又相距______的导体组成一个电容器.
2.电容器的充电和放电
(1)充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,使电容器两极板带上__________电荷的过程叫做充电.充电过程中由电源获得的______储存在电容器中。
(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷______,电容器又不带电了,这个过程叫做______.放电过程________转化为其他形式的能。
二、电容
1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的______,叫做电容器的电容。
2.定义式:C=______;
3.单位:______,简称___,符号是F。常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),量值关系:1 F=________μF=__________pF;
4.物理意义:表示电容器__________本领的物理量;
三、平行板电容器的电容
1.结构:由两块彼此______、互相靠近的______金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器;
2.电容的决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成______,与电介质的相对介电常数εr成______,与极板间距离d成______;
3.表达式:C=_______,式中k为静电力常量;
四、常用电容器
1.分类:从构造上可分为______电容器和______电容器两类;
2.额定电压和击穿电压
(1)额定电压:电容器__________时所能承受的电压,它比击穿电压要 ;
(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏。
答案:绝缘 很近 等量异种 电能 中和 放电 电场能 比值 法拉 法 106 1012 容纳电荷 绝缘 平行 正比 正比 反比 固定 可变 正常工作 小
考点一 电容器的电容
1、电容器
(1)定义:任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体,构成是一个电容器.
(2)电容器的充、放电:电容器有携带电荷、储存电荷的能力
电容器充电:使电容器带电的过程,也是电源的能量转化为电场能的过程.
电容器放电:使电容器上的电荷减少的过程,也是电场能转化为其它形式能的过程.
瞬间的充、放电过程电路中有电流通过,平衡后两板带等量异种电荷.
2、电容器的电容
(1)电容器电容的定义:电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值,用字母C表示.
(2)定义式: ,其中Q为其中一个导体所带电量的绝对值,U为两个导体之间的电压.
(3)电容的物理意义:是描述电容器储存电荷本领大小的物理量.
(4)单位:国际单位是法拉,简称法,用F表示,常用的单位还有微法和皮法,换算关系是
(5)平行板电容器的电容:
式中k为静电力常量,k=9.0×109 N·m2/C2,介电常数ε由两极板之间介质决定.
说明:此式为决定式,由此式可以看出,电容C与其所带电荷量Q及两极板间电压U均无关,完全由电容器本身决定。
注意:
1.电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量,完全由电容器本身的属性决定,跟电容器是否带电、带电荷量多少以及两极板间电势差的大小无关.
2.对于一个确定的电容器,电容C是不变的,故当电容器所带电荷量Q,则。大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量Q与电容器两极板间电压的变化量U的比值.
5.对电容定义式C=的理解
(1)电容由电容器本身的构造决定
电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,用比值C=来定义,但它却与Q、U无关,是由电容器自身的构造决定的,即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的量.
(2)定义式C=表明,电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U决定,Q与U成正比.与C成正比.但不能说电容C与Q成正比,与U成反比.
【例题】下列关于电容器的说法中正确的是( )
A.电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和
B.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比
C.一个电容器的电荷量增加ΔQ=1.0×10-6 C时,两极板间的电势差升高ΔU=10 V,则电容器的电容C=1.0×10-7 F
D.放电后的电容器所带电荷量为零,电容也为零
【答案】C
考点二 平行板电容器中各物理量之间的关系
电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:
(1)电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势)
这种情况下
(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定
这种情况下
考点三 两公式C=与C=的比较
公式内容 C= C=
公式特点 定义式 决定式
意义 对某电容器Q∝U,但=C不变,反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝,反映了影响电容大小的因素
联系 电容器容纳电荷的本领由来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定
【例题】(多选)关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是(  )
A.充、放电过程中,外电路有瞬时电流
B.充、放电过程中,外电路有恒定电流
C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少
【解析】充电电流和放电电流都是瞬时电流,当电容器两极板间电势差与电源电压相等或极板间电势差为零时,电流消失,选项A正确,B错误;充电过程中电源提供的电能转化为电场能,选项C错误;放电过程中电容器中的电场能转化为其他形式的能,选项D正确.
答案:AD
考点四 电容器动态问题
1.分析电容器的动态变化问题,要抓住不变量,分析变化量.其理论依据是:
(1)电容器电容的定义式C=;
(2)平行板电容器内部是匀强电场,E=;
(3)平行板电容器电容的决定式C=.
2.电容器的动态变化问题分为两类:
(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U不变
此时,电容器的极板距离d、极板的正对面积S、电介质的相对介电常数εr的变化,将引起电容C的变化,从而引起电量Q和极板间的场强E的变化.
由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.
由Q=CU=·U,当U不变时,Q∝可知,当U不变时,Q也随d、S、εr的变化而变化.
由E=∝可知,当U不变时,E随d的变化而变化.
(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电量Q保持不变
如果两极板切断与电源的连接,并保持两极板绝缘,电容器既不会充电也不会放电,所以电荷量Q就保持不变.极板距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr发生变化,将引起电容C的变化,从而引起电压U及板间场强E的变化.
由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.
由U==∝可知,当Q不变时,U也随d、S、εr的变化而变化.
由E===∝可知,E随S、εr变化而变化.
【例题】平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是 (  )
A.A板向上移动
B.B板向右移动
C.A、B板间插入电介质
D.减少极板上的电荷量
【答案】AB
1.如图所示,为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是(  )
A.是充电过程 B.是放电过程
C.该电容器的电容为5×10-2F D.该电容器的电量变化量为0.2 C
【答案】B
【解析】由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错,B对;由C==F=5×10-3F,可知C错;ΔQ=CΔU=5×10-3×4 C=0.02 C,D错.
2.一个空气平行板电容器,极板间相距d,正对面积S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是(  )
A.将电压变为
B.将带电荷量变为2Q
C.将极板间的距离变为
D.两板间充满介电常数为原来介电常数的电介质
【答案】C
【解析】电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小,由电容器本身决定,与极板间的电压和所带电荷量无关,所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容,故A、B错误.
由电容的决定式C=可知我们可采取的方式是:①将极板间的距离变为;②将电介质换为介电常数为原来介电常数2倍的电介质.故C正确,D错误.
3.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设若两极板正对面积为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
【答案】A
【解析】静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小.在各选项所示的操作中,电容器电荷量Q保持不变,C==.保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大,选项A正确,B错误;保持d不变,减小S,则C减小,U增大,偏角θ也增大,故选项C、D均错误.
4.两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
【答案】C
【解析】由C=,C=和E=得两板间的电压U=,两板间的电场强度E=,可知选项C正确.
5.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带电量为Q,P是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是(  )
A.若将电容器的上板左移一点,则两板间场强减小
B.若将电容器的下板上移一点,则P点的电势升高
C.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大
D.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小
【答案】D
【解析】由E=、U=、C=,可知E=,上板左移,S减小,E增大,A错误;下板上移,由E=可知E不变,φP不变;U=Ed,d减小,U减小,D正确.
6.如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是(  )
A.带电液滴可能带正电
B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从b到a的电流,电容器中负电荷从B到A
C.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降
D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动
【答案】D
【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=和Q=CU可知,当两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=,Q=CU和U=Ed知E=,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴加速上升,C选项错误.由E=知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.
7.有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比和电场强度之比分别为(  )
A.4∶1 1∶3 B.1∶4 3∶1 C.4∶1 3∶1 D.4∶1 4∶3
【答案】C
【解析】由U=得:===,
又由E==得:===,
所以选项C正确.
8.M、N两金属板竖直放置,使其带电,悬挂其中的带电小球P如图偏离竖直方向.下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大?(P球不与金属极板接触)(  )
A.增大MN两极板间的电势差
B.减小MN两极板的带电量
C.保持板间间距不变,将M、N板一起向右平移
D.保持板间间距不变,将M、N板一起向左平移
【答案】A
【解析】由题意知小球带正电,增大MN两极板间的电势差,小球受的电场力增大,OP悬线与竖直方向的夹角增大,A正确;减小MN两极板的带电量,小球受的电场力减小,OP悬线与竖直方向的夹角减小,B错误;保持板间间距不变,将M、N板一起平移,电势差不变,OP悬线与竖直方向的夹角不变,C、D错误.
9.如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力大小为(  )
A.k B.k C. D.
【答案】C
【解析】平行板电容器极板间电场为匀强电场,其电场强度为E=,因此点电荷q在其中所受到的电场力为F=Eq=.
10.(多选)下列关于电容的说法正确的是(  )
A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量
B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C=知,若电容器两极间电压为10 V,极板带电量为2×10-5C,则电容器电容大小为5×105F
【答案】AC
【解析】电容反映电容器容纳电荷本领的大小,A对.电容器A的电容比B的大,只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强,与是否带电无关,B错;电压为10 V,电荷量为2×10-5C时 ,电容C==2×10-6F,D错.
11.(多选)传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是(  )
A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流
B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流
C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流
D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化
【答案】BD
【解析】F向上压膜片电极,使得电容器两板间的距离减小,电容器的电容增大,又因电容器两极板间的电压不变,所以电容器的电荷量增大,电容器继续充电,电路中有从b到a的电流,B正确.若电流表有示数,则电容器在不断充电(或放电),故Q在变化,F变化,D正确.
12.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10-4g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求:
(1)这时电容器的带电量为多少库仑?
(2)电容器上极板带何种电荷?
(3)该尘埃带电量为多少?
【答案】(1)2×10-4C (2)正电荷 (3)5×10-11C
【解析】(1)由C=得
Q=CU=2×10-6×100 C=2×10-4C
(2)因为尘埃刚好静止且带负电,所以电容器上极板带正电荷.
(3)由qE=mg和E=,代入数据得:q=5×10-11C.

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