平行板电容器公式应用

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所属分类:高二物理

高二物理涉及平行板电容器公式有两条,一是电容的定义式,二是影响电容因素的决定式。

平行板电容器公式应用

这两条电容器公式分别为:

平行板电容器公式应用

电容器公式理解

1、符号理解:

Q:表示极板所带电量,注意,仅表示一个极板所带的电量,不是两极板的电量之和;

U:表示两极板的电势差

ε:表示电介质;

s:表示两极板的正对面积;

kπ:常量;

d:表示两极板间距离。

2、这两条电容器公式区别:

首先,前者表示的是电容器的定义式,告诉我们什么叫电容器。使用是比值定义法定义,但不能理解CQ成正比,与U成反比。实际上,CQU没有任何关系。

其次,真正决定C的大小是由电容器本身决定的,即由εsd这三个量决定的。所以,我们可以说,Cεs成正比,与d成反比关系。对同个电容器来说,只要这三个因素不发生变化,电容C就不会变化。

电容器公式的运用

高中物理涉及平行板电容器考查,常见两种题型,一是电容器充电后,开关保持闭合,U不变;二是电容器充电后,开关断开,Q不变。此时,当εsd某个因素发生变化,讨论QU以及E的变化。

分析这两种题型,首先要抓住哪个量不变,然后再结合以下三条公式进行分析:

平行板电容器公式应用

1、电容器充电后,开关保持闭合

显然电容器两端电压相当于电动势,故U不变。此时:

平行板电容器公式应用

2、电容器充电后,开关断开

显然这时回路无法实现放电,即Q不变。则有:

平行板电容器公式应用

经典例题

1、下列说法正确的是(    

A.由C=Q/U可知,一个电容器当带电量Q时,电容为C。当带电量2Q时,电容为2C

B.由C=Q/U可知,一个电容器当带电量为Q时,电容为C。当带电量2Q时,电容仍为2C

C.由C=εs/4kπd可知,当增加电容器正对面积由s变为2s时,该电容器的电容也由C增加到2C

D.由C=εs/4kπd可知,当增加电容器的正对面积由s变为2s时,该电容器的电容仍为C

答案:C

解析:本题考查电容器公式应用,显然影响电容器因素是由εsd这三个量决定的,与QU没有任何关系。所以AB错误。s增大,所以C减小,故D错误,C正确。

2、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示。接通开关S,电源即给电容器充电(    

平行板电容器公式应用

A.保持S接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大

B.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小

C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小

D.断开S,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大

答案:AC

解析:本题考查电容器公式的应用,涉及电容器与电路连接,关键知道开关闭合与断开的区别。充电后开关保持闭合状态,则:U不变;开关断开,则Q不变。

A选项,K接通,说明U不变。插入电介质,则ε增大,说明C增大,由C=Q/U可知,Q增大,故A正确;

B选项,K接通,说明U不变。减小d,由E=U/d可知E增大,故B错误;

C选项,K断开,说明Q不变。减小d时,则C增大,由U=Q/C可知,U减小,故C正确,D错误。

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