- 高二物理电路电容器的大题
高二物理电路电容器的大题有很多,以下列举几个例子:
例1:
【问题】一个电容器,带有电量为Q时,两极板间的电压为U,它所带的电荷量为Q时,两极板间的电压又为4U,求:
(1)电容器的电容C;
(2)当电容器所带的电荷量增加到原来的2倍时,两极板间的电压变为多少?
【分析】
(1)根据电容的定义式C = frac{Q}{U}求出电容器的电容C;
(2)根据电容的定义式C = frac{Q}{U}求出电容器所带电荷量增加到原来的2倍时两极板间的电压。
例2:
【问题】一个平行板电容器,充电后与电源保持连接,然后使两极板间的距离逐渐增大,则电容器的:
(1)带电量如何变化?
(2)两极板间的电势差如何变化?
(3)两极板间的场强如何变化?
【分析】
(1)根据电容的决定式$C = frac{varepsilon S}{4pi kd}$分析电容的变化情况;
(2)根据电容的定义式$C = frac{Q}{U}$分析电势差的变化情况;
(3)根据$E = frac{U}{d}$分析场强的变化情况。
以上仅列举了两个例子,实际上高二物理电路电容器的大题还有很多,涉及到电容器的动态分析、电容器的充电和放电、电容器的能量等问题。解题时要注意结合电容器的定义式、决定式和电容器的性质进行分析。
相关例题:
题目:
一个电容器C1与另一个电容器C2并联在电路中,已知C1=2uF,C2=3uF,电源的电动势E=10V,内阻R0=1欧姆。求:
1. 电容器C1和C2的电荷量变化情况;
2. 电容器C1和C2的电压变化情况。
分析:
这是一个并联电路,根据并联电路的电压分配原则,C1和C2两端的电压分别为U1和U2。由于电源电动势恒定,所以U1和U2随时间的变化是相同的。
解题:
设t=0时,电容器电荷量为零,此时C1和C2上的电压分别为U1和U2。根据并联电路的电压分配原则,有:
U1 = E/(R0 + C1)
U2 = E/(R0 + C2)
由于C1和C2并联,所以总电荷量Q = Q1 + Q2。根据电荷守恒定律,有:
Q = CU1t - Q1 = CU2t - Q2
其中Q1和Q2为初始电荷量。将上述公式代入初始条件可得:
Q = 2 × 10^(-6) × U1 - 0 = 3 × 10^(-6) × U2 - 0
解得:Q = 5 × 10^(-6)库仑,U1 = 5V,U2 = 6V。
所以,电容器C1和C2的电荷量都增加了5 × 10^(-6)库仑,其中C1上的电荷量增加更多。电容器C1和C2的电压都增加了5V,但由于C2的电容较大,所以C2上的电压增加更多。
总结:
本题主要考察了并联电路的电压分配原则、电荷守恒定律以及电容器的相关知识。解题的关键在于理解并联电路的电压分配原则,根据电荷守恒定律列出电荷量的变化公式,再代入初始条件求解。
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