6 电容器和电容
7 静电的应用及危害
[学习目标] 1.知道什么是电容器以及常见的电容器．知道电容器充电和放电的含义． 2.理解电容的概念及其定义式C＝，并能进行有关运算．(重点、难点) 3.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，了解公式C＝并能用其讨论分析有关问题．(难点) 4.了解静电现象，知道静电的应用和危害．
一、电容器 电容器的电容
1．电容器：储存电荷和电能的元件．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成一个电容器．
2．电容器的充放电
(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两个极板分别带上等量的异种电荷的过程，充电过程中，由电源获得的电能储存在电容器中．
(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程，放电过程中，电场能转化为其他形式的能量．
3．电容
(1)定义：描述电容器储存电荷能力的物理量．
(2)公式：C＝，其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.
(3)单位：法拉，符号是F，1 F＝1 C/V，1 F＝106 μF＝1012 pF.
二、平行板电容器的电容 常用电容器
1．平行板电容器
(1)构成：由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成．
(2)电容的决定因素
电容与两板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比．
(3)表达式：C＝，εr为相对介电常数，真空时εr＝1.其他电介质时εr＞1.
提醒：C＝适用于所有电容器；C＝仅适用于平行板电容器．
2．常用电容器
(1)分类：从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类．
(2)电容器的额定电压和击穿电压
①额定电压：电容器能够正常工作时的电压．
②击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏．
三、静电的应用及危害
1．静电的应用
(1)静电喷涂的工作原理：设法使精细的油漆液滴飞离喷嘴时带上同种电荷，彼此排斥，并在电场力的作用下飞向作为电极的工件.
(2)激光打印机的工作原理：利用正、负电荷互相吸引．
2．静电的危害
(1)雷雨云的雷鸣闪电给人类造成巨大损失．
(2)静电火花点燃易燃物质引起爆炸和火灾．
(3)静电放电引起电子设备的故障，造成电磁干扰．
(4)静电放电击穿集成电路和精密的电子元件，或促使元件老化，降低生产成品率．
(5)静电在工业中如电子工业、胶片和塑料工业、造纸印刷工业、纺织工业中都会产生危害．
3．静电危害的防止
(1)尽快导走多余电荷，避免静电积累．
(2)调节空气的湿度．
(3)在易燃、易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风．
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零． ( )
(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和． ( )
(3)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比． ( )
(4)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都能组成电容器，而且跟这两个导体是否带电无关． ( )
(5)在印染厂中保持适当的湿度，是为了防止静电的危害． ( )
(6)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地． ( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
2．某电容器上标有“25 μF 450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是 ( )
A．要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需电荷量为2.5×10－5 C
B．要使该电容器带电荷量为1 C，两极板之间需加电压2.5×10－5 V
C．该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10－5 C
D．该电容器能够承受的最大电压为450 V
A [由电容器的定义式C＝可得C＝，所以ΔQ＝C·ΔU＝2.5×10－5×1 C＝2.5×10－5 C，A正确．若Q＝1 C，则U＝＝4×104 V，B错误．当电容器两极板间的电压为450 V时，电容器容纳的电荷量最多，Q′＝CU′＝2.5×10－5×450 C＝1.125×10－2 C，C错误.450 V是电容器的额定电压，低于击穿电压，D错误．]
3．对于静电喷漆的说法，下列正确的是 ( )
A．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来
B．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带负电，物体不带电，相互吸引而被物体吸附
C．从喷枪喷出的油漆粒子带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上
D．因为油漆粒子相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆
C [喷枪喷出的油漆粒子带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，从而减少了浪费，所以只有C正确．]
电容器电容的理解及应用
1.对电容的定义式C＝的理解
(1)电容由电容器本身的构造决定
电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C＝来定义，但它却与Q、U无关，是由电容器自身的构造决定的．即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一确定的值．
(2)通过Q-U图像来理解C＝，在Q-U图像中，如图所示，电容是一条过原点的直线的斜率，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C＝，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所需增加(或减小)的电荷量．
(3)通过C-Q图像或C-U图像理解
由图像看出：C与Q、U均无关．
2．平行板电容器的决定式
(1)实验探究：如图甲、乙、丙所示．
甲 乙 丙
(2)实验结论
①平行板电容器的两板之间的正对面积S越大，电容C越大．
②板间距离d越大，电容C则越小．
③两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大．
(3)平行板电容器电容的决定式
特别提醒：静电计是用来测量电势差的．使用时把它的金属球跟一个极板相连，另一个极板与静电计的外壳相连(或同时接地)，根据指针的偏转角度就可以测出两个极板间的电势差．
【例1】 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
思路点拨：①电容器电容的定义式C＝中的Q为电容器的带电荷量，是每一个极板上带电荷量的绝对值．
②由定义式可得C＝，ΔQ表示带电荷量的变化量，ΔU是电压的变化量．
[解析] 由C＝可得
C＝＝ F＝1.5×10－4 F.
电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5×10－4 F.
此时电荷量为Q′＝CU′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4 C.
[答案] 1.5×10－4 F 1.5×10－4 F 3×10－4C
(1)电容的定义式C＝中的Q为电容器的带电荷量，是其中一个极板上带电荷量的绝对值，不是两个极板上的电荷量总和或绝对值之和．
(2)定义式的推广即C＝，ΔQ表示电荷量的变化，ΔU表示电压的变化．
训练角度1 对电容器的理解
1．下列关于电容器的叙述正确的是( )
A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才能称为电容器
B．两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，当带电时构成电容器，不带电时不是电容器
C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D．电容器充电过程是将其他形式的能转化为电容器的电能并储存起来；电容器的放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能
D [任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体就能储存电荷，可以看成是一个电容器，并不一定带电．故A、B错误；电容器所带的电荷量是指任意一个极板所带电荷量的绝对值，故C错误；电容表征电容器容纳电荷的本领大小，与电容器板间电压、所带电量无关．电容器充电过程是将其他形式能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能，故D正确．]
训练角度2 公式C＝的理解及应用
2．如图所示为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是( )
A．是充电过程
B．是放电过程
C．该电容器的电容为5.0×10－2 F
D．该电容器的电荷量变化量为0.20 C
B [由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错，B对；由C＝＝ F＝5×10－3 F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错．]
平行板电容器的两类动态分析
1．平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U不变，由C＝∝可知C随d、S、εr的变化而变化．
由Q＝UC＝U·，可知，当U不变时，Q也随d、S、εr的变化而变化．
由E＝∝可知，当U不变时，E随d的变化而变化．
2．平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量Q保持不变．由C＝∝可知C随d、S、εr的变化而变化．
由U＝＝∝可知，当Q不变时，U也随d、S、εr的变化而变化．
由E＝＝＝∝可知，E随S、εr的变化而变化，而与d无关．
【例2】 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷．以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不变
C．θ减小，Ep增大 D．θ减小，E不变
思路点拨：解答本题时应按以下思路分析：
→→→→→
D [若保持下极板不动，将上极板向下平移一小段距离，则根据C＝可知，C变大，Q一定，则根据Q＝CU可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根据E＝，C＝，Q＝CU联立可得E＝，可知Q一定时，E不变；根据U1＝Ed1可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，则Ep不变，故选项A、B、C错误，D正确．]
平行板电容器的动态变化问题的分析方法
抓住不变量分析变化量，其理论依据是：
(1)首先明确不变量，是电荷量Q不变，还是电压U不变．
(2)用电容决定式C＝分析电容的变化．
(3)用电容定义式C＝分析Q或U的变化．
(4)用E＝分析场强的变化．
训练角度1 平行板电容器的动态分析
1．(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U，现使B板带正电，实验中，电荷量不变，则下列判断正确的是 ( )
A．增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大
B．将A板稍微上移，静电计指针张角将变大
C．若将玻璃板插入两极板之间，则静电计指针张角变大
D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零
AB [电容器上所带电荷量一定，由公式C＝，当d变大时，C变小，再由C＝得U变大；当A板上移时，正对面积S变小，C变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大．故选A、B.]
训练角度2 平行板电容器与力学综合
2.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．一带电油滴位于电容器中的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，则( )
A．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小
D．电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
B [上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A错误；P点的电势大于0，且P点与下极板间的电势差减小，所以P点的电势减小，B正确；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能应增加，C错误；电容器的电容C＝，由于d增大，电容C应减小，极板带电荷量Q＝CU将减小，D错误．]
静电的应用及危害
1．静电危害产生的主要原因
静电危害起因于电场力和静电火花，静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸．
2．防止静电危害的主要方法与途径
(1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度．
(2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是接地．
3．静电现象的应用
(1)应用静电现象的基本原理一般是让带电物质微粒在电场力作用下奔向并吸附到异性电极或带电体上，理解这一原理是解决这类问题的关键．
(2)强电场电离空气后，电子在电场力作用下向高电势运动，从而使微粒吸附电子而带负电．
【例3】 (多选)如图所示为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是( )
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
BD [集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷，A项错误；电场方向由集尘极指向放电极，B项正确；带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C项错误；同一位置电场强度一定，由F＝qE可知，尘埃所带电荷量越多，所受电场力越大，D项正确．]
训练角度1 静电的应用
1．(多选)静电喷涂机原理如图所示．静电喷涂机接高压电源，工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，微粒最后被吸到工件表面．关于静电喷涂机的涂料微粒，下列表述正确的是( )
A．微粒带正电 B．微粒带负电
C．微粒受电场力作用 D．微粒受重力作用
BC[静电喷涂机接高压电源的负极，所以喷出的涂料微粒带负电，故A错误，B正确；由于静电感应工件的表面将会带上正电，对周围的带负电的涂料微粒产生吸引力，带负电的涂料微粒在库仑力的作用下向工件运动，故C正确，D错误．]
训练角度2 静电的危害与防止
2．以下四幅图均是与静电现象相关的实际应用的例子，其中属于防止静电危害的是( )
A B
C D
D [A图是利用静电现象复印；B图是利用静电现象喷涂；C图是利用静电现象除尘．以上三图均是静电的利用．D图是利用铁链将静电荷导走，属于静电危害的防止．故选D.]
课 堂 小 结
知 识 脉 络
1.2个过程——电容器的充电和放电过程
2.2个公式——电容的定义式和决定式
3.2类动态分析——始终与电源连接和充电后与电源断开
4.3个静电知识——危害、防止、应用
1．电容器是一种常用的电子元件，对电容器的认识正确的是( )
A．电容器的电容表示其储存电荷的能力
B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比
C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比
D．电容的常用单位有μF和pF，1 μF＝103pF
A [电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，A正确．电容是表征电容器本身性质的物理量，只与自身的构造有关，与电容器所带的电荷量和两极板间的电压无关，B、C不正确．电容器的常用单位的换算关系是1 μF＝106 pF，D不正确．]
2．(多选)如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地．P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球，P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了α角度．在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是( )
A．缩小a、b间的距离
B．加大a、b间的距离
C．取出a、b两极板间的电介质
D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
BC [由C＝知，减小a、b间的距离，即d↓，则C↑，又Q不变，C＝，故U↓，由E＝分析知，P、Q间的E↓，则α变小，故B正确，A错误．取出a、b两极板间的电介质，相当于εr变小，则C↓，又Q不变，C＝，故U↑，P、Q间的E↑，则α变大，故C正确，D错误．故选B、C.]
3．(多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在电场力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了．就此示意图，下列说法正确的是( )
A．N接电源的正极
B．M接电源的正极
C．电场强度EM>EN
D．电场强度EMAC [电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极．将金属棒与金属管壁看作电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的M点处电场线较密，而靠近金属管壁的N点处电场线较疏，故M处场强比N处场强大，即EM>EN.]
课件64张PPT。第一章 静电场6 电容器和电容
7 静电的应用及危害绝缘导体异种电能中和电场能法拉1061012绝缘平行金属板反比固定电容器可变电容器正常工作击穿排斥电场力吸引爆炸电磁湿度通风电容器电容的理解及应用 平行板电容器的两类动态分析 静电的应用及危害 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(六) 电容器和电容 静电的应用及危害
[基础达标练]
(时间：15分钟 分值：50分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．(多选)下列说法中正确的是 ( )
A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电时才称电容器
B．电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量
C．固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比
D．电容器的电容跟极板所带电荷量成正比，跟极板间电压成反比
BC [电容器是储存电荷和电能的容器，不论是否带电均是电容器，故A错误；电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，故B正确；根据Q＝CU可知，固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比，选项C正确；电容器的电容跟极板所带电量无关，与两极板间的电压无关，故D错误．]
2．某平行板电容器的电容为C，带电量为Q，相距为d，今在板间中点放一个电量为q的点电荷，则它受到的电场力的大小为( )
A． B．
C． D．
C [由电容的定义式C＝得，板间电压为U＝.板间场强大小为E＝.点电荷所受的电场力大小为F＝qE，联立得到F＝.]
3．(多选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是( )
A B C D
CD [电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误．而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值为电容器的电容，故C正确．]
4．如图所示，电源A两端的电压恒为6 V，电源B两端的电压恒为8 V，当开关S从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5 C，则电容器的电容约为 ( )
A．2×10－5 F
B．1.5×10－6 F
C．6×10－6 F
D．8.6×10－7 F
D [当开关S接左边时，电容器上极板带正电，所带电荷量Q＝CUA，当开关S扳到右边时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q′＝CUB，该过程中通过电流计的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝C(UA＋UB)＝1.2×10－5 C，解得电容约为8.6×10－7 F，选项D正确．]
5．(多选)平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图所示，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是 ( )
A．A板向上移动
B．B板向右移动
C．A、B板之间插入电介质
D．使两极板带的电荷量减小
AB [由公式C＝和U＝得U＝.电容器充电后，与静电计相连，电容器带电荷量Q几乎不变，A板上移，两板的正对面积S减小，U增大，静电计指针张角变大，A正确；B板向右移，d增大，U增大，指针张角变大，B正确；A、B板之间插入电介质，U减小，指针张角变小，C错误；Q减小，U减小，指针张角变小，D错误．]
6．如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有( )
A．带正电的矿粉落在右侧
B．电场力对矿粉做正功
C．带负电的矿粉电势能变大
D．带正电的矿粉电势能变小
BD [由题图可知，电场方向水平向左，带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同，所以落在左侧；带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反，所以落在右侧，选项A错误．无论矿粉所带电性如何，矿粉均向所受电场力方向偏转，电场力均做正功，选项B正确；电势能均减少，选项C错误，选项D正确．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始时，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘．请思考这是什么原因．
[解析] 当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场．含尘气体经过电场时被电离．尘粒与负离子结合带上负电，在强电场中受电场力作用偏转后被吸附在带正电的管壁上．
[答案] 见解析
[能力提升练]
(时间：25分钟 分值：50分)
一、选择题(本题共4个小题，每题6分，共24分)
1．(多选)如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是( )
A．保持S接通，使两极板的面积错开一些(仍平行)，则两极板间的电场强度减小
B．保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过
C．断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压增大
D．断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小
BCD [先明确物理量C、Q、U、E中保持不变的量，再依据物理公式来讨论．保持开关S接通，电容器上电压U保持不变，正对面积S减小时，由E＝可知U和d都不变，则场强E不变，A错误．减小距离d时，由C∝可知电容C增大，因为开关S接通U不变，由Q＝CU得电荷量Q将增大，故电容器充电，电路中有充电电流，B正确．断开开关S后，电容器的电荷量Q保持不变，当d增大时电容C减小，由C＝可得电压U将增大，C正确．插入电介质，εr增大，电容C增大，因为断开S后Q不变，由C＝知电压U将减小，D正确．]
2．如图所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于两板间，恰好平衡．现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则P在两板间( )
A．保持静止
B．水平向左做直线运动
C．向右下方运动
D．不知α角的值，无法确定P的运动状态
B [设原来两板间距为d，电势差为U，则qE＝mg，当板转过α角时两板间距d′＝dcos α，E′＝＝，此时电场力F′＝qE′＝，其方向斜向上，其竖直分力F＝F′cos α＝qE＝mg，故竖直方向上合力为零，则P水平向左做匀加速直线运动．]
3．(多选)如图所示，平行板电容器两极板A、B与电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部．闭合开关S，充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ，则( )
A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大
B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变
C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大
D．断开S，将A板向B板靠近，则θ不变
AD [保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大，故A正确，B错误；断开开关S，电容器所带的电量不变，C＝，E＝＝＝，知d变化，E不变，电场力不变，θ不变，故C错误，D正确．]
4．(多选)如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正负极相连．a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后速度为v1.现使a板不动，保持开关S打开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，先后穿过两个小孔后速度为v2.下列说法中正确的是 ( )
A．若开关S保持闭合，向下移动b板，则v2＞v1
B．若开关S保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2＝v1
C．若开关S闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则v2＞v1
D．若开关S闭合一段时间后再打开，无论向上或向下移动b板，则v2＜v1
BC [若开关S保持闭合，则两极板间的电压恒定不变，所以无论向上或向下移动b板，电场力做功W＝Uq恒定不变，重力做功不变，先后穿过两个小孔后速度不变，即v2＝v1.若开关S闭合一段时间后再打开，两极板上的电荷量不变，向下移动b板，两极板间的距离减小，根据公式C＝可得电容增大，根据公式C＝可得两极板间的电压减小，克服电场力做功W＝Uq减小，重力做功不变，故穿过a板后的速度v2>v1，C正确，D错误．]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(13分)一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C时，两板间的电势差从U1＝10 V增加到U2＝12 V，求这个电容器的电容多大？
[解析] C＝＝
＝3×10－6 F
＝3 μF.
[答案] 3 μF
6．(13分)如图所示，水平放置的平行金属板A、B的距离为d，开始两板都不带电，现将电荷量为＋q、质量为m的液滴从小孔正上方h处无初速度滴下，通过小孔落向B板并把电荷全部传给B板，若第N滴液滴在A、B间恰好做匀速运动，求电容器的电容．
[解析] 第N滴液滴做匀速运动时，板上电荷量
Q＝(N－1)q ①
由平衡条件得qE＝mg ②
两极板间电压U＝Ed ③
电容器电容C＝ ④
由①②③④联立解得C＝.
[答案]
