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高二物理练习:高二物理电容器的电容例题解析三

[10-15 23:19:38]   来源:http://www.xiaozhibei.com  高二物理同步练习   阅读:9763

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高二物理练习:高二物理电容器的电容例题解析三

电容器的电容典型例题

【例1】一个平行板电容器,使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时,两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V,这个电容器的电容量多大?如要使两极电势差从10V降为U2'=6V,则每板需减少多少电量.

[分析] 直接根据电容的定义即可计算.

[解] 电量的增加量和电势差的增加量分别为

△Q=Q2—Q1=36×10-6C—30×10-6C=6×10-6C,

△U=U2-U1=12V-10V=2V.

根据电容的定义,它等于每增加 1V电势差所需增加的电量,即

要求两极板间电势差降为6V,则每板应减少的电量为

△Q′=C△U′=3×10-6×(10—6)C=12×10-6C.

[说明] (1)电势差降为 6V时,每板的带电量为

Q′2=Q1-△Q′= 30×10-6C-12×10-6C=18×10-6C.

(2)由题中数据可知,电容器每板带电量与两板间电势差的比恒定,即

【例2】 一平行板电容器的电容量为C,充电后与电源断开,此时板上带电量为Q,两板间电势差为U,板间场强为E.现保持间距不变使两板错开一半(图1),则下列各量的变化是:电容量C′=______,带电量Q′=______,电势差U′=______,板间场强E′______.

[分析] 电容器的电容量由板间介质特性及几何尺寸决定.介质与间距不变,正对面积减为原来的一半,电容量也减为原来的一半,即

切断电源后,板上电量不变,Q′=Q.

由电容定义得两板间电势差

根据电势差与场强的关系,得板间场强

[说明] 板上电量不变,错开后的正对面积变小,板上相对部分电荷的密度增加,即板间电场线变密,如图2所示,分析平行板电容器的问题中,借助电场线,可得到形象化的启发.

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