上教考资源网助您教考无忧电容器【典型例题】【例1】两块平行金属板带等量异号电荷,要使两板间的电压加倍,而板间的电场强度减半,可采用的办法有().A.两板的电量加倍,而距离变为原来的4倍B.两板的电量加倍,而距离变为原来的2倍C.两板的电量减半,而距离变为原来的4倍D.两板的电量减半,而距离变为原来的2倍【解析】由E=dU知,当两板间电压U加倍,间距d变为原来的4倍时,板间的电场强度减半,又据C=KdS4可知,d变为原来的4倍时,电容变为原来的41,由U=CQ可知,Q须为原来的21,才能使两板间电压加倍.所以答案为C。【例2】一种静电除尘器,由两块距离为1㎝的平行金属板A、B组成,如图所示,两板间接上9×103V的值流电压时,在两板间产生一个强电场,如果一粒尘埃,其质量为1.0×10-5㎏,电荷量为4.8×10-9C,试通过计算来比较尘埃所受的重力和电场力的大小,并说明除尘原理。【解析】尘埃所受的重力G=mg=1.0×10-5×10=1.0×10-4N两板间的场强为E=U/d=9×103/(1×10-2)=9×105(V/m),尘埃受到的电场力F=qE=4.8×10-9×9×105=4.32×10-3N,F/G=43.在实际应用中,尘埃所带的电荷来自被强电场电离的空气分子,空气分子被电离后成为电子和正离子,正离子被吸引到负极板上得到电子,又成为分子,而电离出的电子在向正极板运动过程中,遇上尘埃,而使尘埃带上负电,这样带负电的尘埃被吸附到到正极板上而被收集。【例3】三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置,间距分别为和,如图所示,A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,P与A板接触良好,其内盛有导电液体,A板通过闭合的电键S与电压为的电源正极相连,B板与电源的负极相连并接地,容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为、带电量为的液滴后自由下落,穿过B板的开孔落在D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续,整个装置放在真空中.版权所有@中国教育考试资源网上教考资源网助您教考无忧(1)第1个液滴到达D板时的速度为多少?(2)D板最终达到多高的电势?(3)设液滴的电量是A板所带电量的倍(),A板与B板构成的电容器的电容为,,,,试计算D板最终的电势能.(4)如果电键S不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件与(3)相同,在这种情况下,D板最终可达到的电势值为多少?说明理由.【解析】液滴落下后,由电场力和重力共同对它做功,由此可算出它到达D板的速度液滴落下后,D板上出现正电荷,在DB间形成一个方向向上的场强,将阻碍以后继续下落的液滴,使D板的带电量有一限度,其电势也有一个最大值.(1)设第一个液滴到达D板的速度为v1,对于液滴从离开小孔O到D板的全过程,其功能关系qU0+mg(h+d)=21mv21得v1=)(220dhgmqU(2)随着下落液滴的增多,D板带的正电荷不断积累,在DB间形成向上的电场E′,通过O′后的液滴在BD间作匀减速运动,当液滴到达D板的速度恰为零时,D板的电势达最高,设为φm,由qU0+mg(h+d)-qφm=△Ek=0得φm=U0+qdhmg)((3)A板带电量Q0=C0U0,故每一液滴的电量q=aQ0=0.02C0U0,代入上式得φm=U0+0002.0)(UCdhmg=1000v+VV100010502.010)55(101002.01223=2.01×105V版权所有@中国教育考试资源网上教考资源网助您教考无忧(4)1000V,理由:S闭合能使A板带有的正电荷,由于S的断开,液滴下落到D将电荷传给D,而A板上没有电荷的补充,所以最终A板带电量为零,D板的带电量为Q.B、D两板与A、B两板距离相等,B、D两板构成的电容器的电容,因此版权所有@中国教育考试资源网