高中物理观察电容器的充、放电现象试题

如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气隙的是另一片小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器。该电容器的电容C可用公式计算，式中常量E＝9×10^－12F/m，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离，当键被按下时，此小电容器的电容C发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属片的正对面积为50mm²，键未按下时两金属片间的距离为0.6mm。如果电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需被按下（     ）

A．0.45mm

B．0.3mm

C．0.2mm

D．0.15mm

如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m，两板间距离 d =" 0.4" cm，有一束相同微粒组成的带正电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为 m = 2×10^-6kg，电量q = 1×10^-8 C，电容器电容为C =10^-6 F。求：（g=10m/s²）

（1）为使第一个粒子能落在下板中点，则微粒入射速度v₀应为多少？
（2）以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？

如图所示，一导体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动，OO′为平衡位置，aa′和分别为离开平衡位置的最大位移处，则       （   ）

A．若金属棒自OO′向aa′运动过程中，电容器上极板带正电

B．若金属棒自bb′向OO′运动过程中，电容器上极板带正电

C．当金属棒通过OO′时，电容器所带电荷量最大

D．当金属棒通过aa′时，电容器所带电荷量最大

如图，把两个电阻R₁与R₂、两个电容器C₁和C₂、一个开关S和一个电流表G联接成电路，接到一个输出电压为U的稳压电源上。已知R₁＝R₂，C₁＞C₂，那么（ ）

A．开关S闭合且稳定后，C1的电压小于C2的电压

B．开关S闭合且稳定后，C1的带电量等于C2的带电量

C．开关S断开且稳定后，C1的带电量大于C2的带电量

D．开关S断开且稳定后，电流表G中有电流流过

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(   )

A．带点油滴将沿竖直方向向上运动

B．P点的电势将降低

C．带点油滴的电势将减少

D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L，导轨平面与水平面间的夹角θ，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为m的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒ab的电阻，重力加速度为g。若在导轨的M、P两端连接阻值R的电阻，将金属棒ab由静止释放，则在下滑的过程中，金属棒ab沿导轨下滑的稳定速度为v，若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器，仍将金属棒ab由静止释放，金属棒ab下滑时间t，此过程中电容器没有被击穿，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度的大小为多少？
（2）金属棒ab下滑ts末的速度？ 

2009年度诺贝尔物理学奖，由“光纤之父”华裔物理学家高锟、美国科学家韦拉德-博伊尔和乔治-史密斯三人分享。博伊尔和史密斯的成功是发明了电荷耦合器件（CCD），电荷耦合器件由一组规则排列的金属─氧化物─半导体（MOS）电容器阵列和输入、输出电路组成。下列有关电容器电容的说法中正确的是
A．电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量
B．电容器的带电量为零时，它的电容也为零
C．电容器的电容随所带电量的增大而增加
D．电容器的带电量增大时，两极板间的电压也随着增加，但其电容保持不变

两平行板电容器的电容之比为C₁∶C₂＝3∶2，带电量之比为Q₁∶Q₂＝3∶1．若两个电子在电场力作用下分别从两电容器的负极板运动到正极板，两极板的电势差之比U₁：U₂__    ___．它们的动能增量之比△E_k1∶△E_k2＝___   __．

如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。
①关于此实验装置中的静电计，下列说法中正确的是     。（选填选项前面的字母）

A．静电计指针张角的大小反映了平行板电容器所带电荷量的多少
B．静电计指针张角的大小反映了平行板电容器两板间电压的大小
C．静电计的外壳与A板相连接后可不接地
D．可以用量程为3V的电压表替代静电计
②让圆形平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。不改变A，B两板所带的电荷，且保持两极在竖直平面内。开始时两板正对，现要使静电计指针偏角变大，下列做法中可行的            。（选填选项前面的字母）
A．保持B板小动，A板向上平移
B．保持B板不动，A板向右平移
C．保持A、B两板不动，在A、B之间插入一块绝缘介质板

如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则(       )

A．电容器带电量不变

B．尘埃仍静止

C．检流计中有a→b的电流

D．检流计中有b→a的电流

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度υ₀=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10^-2C，质量为m=2×10^-2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s²）

相距很近的平行板电容器AB，A.B两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为，质量为m，电量为e，在AB两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0<k<1，；紧靠B板的偏转电场的电压也等于，板长为L，两板间距为d，偏转电场的中轴线（虚线）过A.B两板中心，距偏转极板右端L/2处垂直中轴线放置很大的荧光屏PQ，不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器AB中的运动时间忽略不计

（1）在0-T时间内，荧光屏上有两个位置法官，试求这两个发光点之间的距离（结果采用L、d表示，第2小题亦然）
（2）以偏转电场的中轴线为对称轴，只调整偏转电场极板的间距，要使荧光屏上只出现一个光点，极板间距应满足什么要求？
（3）撤去偏转电场及荧光屏，当k取恰当的数值时，使在0-T时间内通过电容器B板的所有电子能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，球k的值

物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系，也确定了单位间的关系。对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。下面是同学们在研究平行板电容器充电后储存的能量E_C与哪些量有关的过程中得出的一些结论，式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、为两极板间所充介质的相对介电常数(没有单位)、k为静电力常量。请你分析下面给出的关于E_C的表达式可能正确的是
   

如图所示电路，已知平行金属板电容器C中固定一个带正电的质点P，下板接地，当将滑动变阻器R₁的滑动片向右移动时，下列说法正确的是

A．电流表示数增大

B．电压表示数增大

C．电压表示数与电流表示数的比值减小

D．质点P的电势能减小

如图24-1所示，R1=R2=R3=R4=R，电键S闭合时，间距为d的平行板电容器C 的正中间有一质量为m，带电量为q的小球恰好处于静止状态；电键S断开时，小球向电容器一个极板运动并发生碰撞，碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷。设碰撞过程中没有机械能损失，小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板。若不计电源内阻，求：(1)电源的电动势，(2)小球与极板碰撞后的带电量。