如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2023-11-05 18:05:23 高中物理

如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。

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(1)使电容器带电后与电源断开

①上移左极板,可观察到静电计指针偏转角________(选填“变大”、“变小”或“不变”);

②将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏转角_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);

③两板间插入一块玻璃,可观察到静电计指针偏转角________(选填“变大”、“变小”或“不变”)

(2)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有_________

A.使用静电计的目的是观察电容器电量的变化情况

B.使用静电计的目的是测量电容器电压的变化情况

C.静电计可以用电压表替代

D.静电计可以用电流表替代

(3)根据实验探究的结果,石室中学的同学们提出了一下几个问题。请判断以下几种情况下,平行板电容器的电容如何变化:

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①如图所示,使两板绕过A点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°时,电容器的电容 _______(选填“变大”、“变小”或“不变”)

②如图所示,AB为两极板的垂直平分线,使上极板绕A点,下极板绕B点(垂直于纸面)旋转极小角度时(可以近似认为正对面积不发生变化),电容器的电容________(选填“变大”、“变小”或“不变”);

③经查阅资料发现,若把导体C放入平行板电容器中,导体内部合场强为0,则放入导体C之后,电容器的电容_______(选填 “变大”、“变小”或“不变”);

【答案】

变大 变小 变小 B 不变 变大 变大

【解析】

(1)①根据电容的决定式1知,上移左极板,正对面积S减小,则电容减小,根据2知,电荷量不变,则电势差增大,指针偏角变大.

②根据电容的决定式3 知,将极板间距离减小时,电容增大,根据4知,电荷量不变,则电势差减小,指针偏角变小.

③根据电容的决定式5知,两板间插入一块玻璃,电容增大,根据6知,电荷量不变,则电势差减小,指针偏角变小.

(2)使用静电计的目的是测量电容器电压的变化情况,故B正确;

(3)①使两板绕过A点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°时,电容器的正对面积不变,板间距离也不变,由公式7,知电容器的电容也不变;

② AB为两极板的垂直平分线,使上极板绕A点,下极板绕B点(垂直于纸面)旋转极小角度时(可以近似认为正对面积不发生变化),但板间距离减小,由公式8知电容器的电容变大

③若把导体C放入平行板电容器中,导体内部合场强为0,则放入导体C之后,相当于板间距离减小,由公式9知电容器的电容变大。

综上所述本题答案是:(1). 变大 、变小 、变小 (2)B (3) 不变 、 变大、 变大

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