2019-2020版高中物理 第一章 8 電容器的電容課時作業(yè) 新人教版選修3-1

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1、8電容器的電容1.(2019湖南株洲校級月考)電容器是一種常用的電子元件,對電容器認(rèn)識正確的是(A)A.電容器的電容表示其儲存電荷的能力B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D.電容的常用單位有F和pF,1 F=103 pF解析:電容是表示電容器容納電荷的本領(lǐng)的物理量,A正確;電容是電容器本身的性質(zhì),與電容器的帶電荷量和兩極板間的電壓無關(guān),B,C錯誤;電容器的常用單位的換算關(guān)系是 1 F=106 pF,D錯誤.2.某電容器上標(biāo)有“25 F450 V”字樣,下列對該電容器的說法中正確的是(A)A.要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V,所需電荷量為2.510

2、-5 CB.要使該電容器帶電荷量為1 C,兩極板之間需加電壓 2.510-5 VC.該電容器能夠容納的電荷量最多為2.510-5 CD.該電容器能夠承受的最大電壓為450 V解析:由C=,得Q=CU=2.510-51 C=2.510-5 C,A正確;若Q=1 C,則U=4104 V,B錯誤;當(dāng)電容器的電壓為450 V時,電容器的電荷量最多,Q=CU=2.510-5450 C=1.12510-2 C,C錯誤;450 V 是電容器的額定電壓,低于擊穿電壓,D錯誤.3.(2019四川成都校級月考)對于水平放置的平行板電容器,下列說法中錯誤的是(A)A.將兩極板的間距加大,電容將增大B.將兩極板平行錯

3、開,使正對面積減小,電容將減小C.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等,厚度小于極板間距的陶瓷板,電容將增大D.在下極板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等,厚度小于極板間距的鋁板,電容將增大解析:根據(jù)C=可知,電容隨正對面積的增大而增大;電容隨兩極板間距離的增大而減小;在兩極板間放入電介質(zhì),電容增大.由此可知選項A錯誤,B,C正確;對D選項,實(shí)際上是減小了平行板的間距,所以D正確.4.(2019安徽合肥校級月考)一個已充電的電容器,若使它的電荷量減少310-4 C,則其電壓減少為原來的,則(B)A.電容器原來的帶電荷量為910-4 CB.電容器原來的帶電荷量為4.510-4 CC.電容器原來的電

4、壓為1 VD.電容器的電容變?yōu)樵瓉淼慕馕?電容與電容器的帶電荷量和板間電壓無關(guān),D錯誤;設(shè)電容器原來的帶電荷量為Q,電壓為U,由C=,解得Q=4.510-4 C,而U的大小無法求出,故A,C錯誤,B正確.5.(2019安徽宿州一模)(多選)如圖為某一機(jī)器人上的電容式位移傳感器工作時的簡化模型圖.當(dāng)被測物體在左右方向發(fā)生位移時,電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動,連接電容器的靜電計會顯示電容器電壓的變化,進(jìn)而能測出電容的變化,最后就能探測到物體位移的變化,若靜電計上的指針偏角為,則被測物體(BC)A.向左移動時,增大B.向右移動時,增大C.向左移動時,減小D.向右移動時,減小解析:當(dāng)被測物體向左

5、移動時,導(dǎo)致電容器極板間的電介質(zhì)增大,則電容會增大,由于電荷量不變,則電容器極板間的電壓減小,即減小,故A錯誤,C正確;當(dāng)被測物體向右移動時,導(dǎo)致電容器極板間的電介質(zhì)減小,則電容會減小,由于電荷量不變,則電容器極板間的電壓增大,即增大,故B正確,D錯誤.6.(2019福建福州校級檢測)如圖所示是一個平行板電容器,其電容為C,帶電荷量為Q,上極板帶正電,兩極板間距為d.現(xiàn)將一個檢驗(yàn)電荷+q由兩極板間的A點(diǎn)移動到B點(diǎn),A,B兩點(diǎn)間的距離為s,連線AB與極板間的夾角為30,則靜電力對檢驗(yàn)電荷+q所做的功等于(C)A.B.C.D.解析:電容器兩極板間電勢差為U=,場強(qiáng)為E=.而AB兩點(diǎn)間電勢差為UAB

6、=Essin 30=,靜電力對+q所做的功為W=qUAB=,C正確.7.(2019天津校級檢測)如圖所示,平行板電容器的兩極板A,B接在電池兩極,一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合S,電容器充電,這時懸線偏離豎直方向的夾角為,下列說法中正確的是(A)A.保持S閉合,將A板向B板靠近,則增大B.保持S閉合,將A板向B板靠近,則不變C.斷開S,將A板向B板靠近,則增大D.斷開S,將A板向B板靠近,則減小解析:保持S閉合,則電容器兩極板間的電壓不變,由E=可知,當(dāng)A板向B板靠近時,E增大,小球所受靜電力增大,增大,A正確,B錯誤;斷開S,則兩板帶電荷量不變,由Q=CU=E可知,將A板向B板靠近,并

7、不改變板間電場強(qiáng)度,小球所受的靜電力不變,故不變,C,D錯誤.8.(2019黑龍江大慶校級模擬)如圖所示,平行板電容器與一個恒壓直流電源連接,下極板通過A點(diǎn)接地,一帶正電小球被固定于P點(diǎn),現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離,則(D)A.平行板電容器的電容將變大B.靜電計指針張角變小C.電容器的電荷量不變D.帶電小球的電勢能將增大解析:根據(jù)C=知,下極板豎直向下移動一小段距離,即d增大,則電容減小,故A錯誤;靜電計連接電容器兩端,因?yàn)殡娙萜魇冀K與電源相連,則電勢差不變,所以靜電計指針張角不變,故B錯誤;下極板豎直向下移動一小段距離,電容減小,根據(jù)電容的定義式C=,電容器與電源保持相連

8、,U不變,則電荷量Q減小,故C錯誤;電勢差不變,d增大,由公式E=分析得知板間電場強(qiáng)度減小,P點(diǎn)與上極板間的電勢差減小,而P點(diǎn)的電勢比上極板低,上極板的電勢不變,則P點(diǎn)的電勢升高,因?yàn)閹щ娦∏驇д姾?小球的電勢能增大,故D正確.9.(2019云南昆明校級月考)如圖所示,為一只電容式傳感器部分構(gòu)件的示意圖.當(dāng)動片(實(shí)線圈)和定片(虛線圈)之間正對扇形區(qū)的圓心角的角度發(fā)生變化時,電容C便發(fā)生變化,于是通過測量電容C的變化情況就可以知道的變化情況.那么,下列圖中,能正確反映C和間函數(shù)關(guān)系的是(D)解析:若設(shè)=180時兩板正對面積為S0,則圓心角和電容C滿足關(guān)系式C=S0,因?yàn)闉橐欢ㄖ?可知C和為線

9、性關(guān)系,圖線可表示為C=k0,其中k0=,D正確.10.(2019江西南昌校級檢測)如圖所示,一平行板電容器接在U=12 V的直流電源上,電容C=3.010-10 F,兩極板間距離d=1.2010-3 m,g取10 m/s2,求:(1)該電容器所帶電荷量;(2)若板間有一帶電微粒,其質(zhì)量m=2.010-3 kg,恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài),則該微粒帶電荷量為多少?帶何種電荷?解析:(1)由公式C=得Q=CU=3.010-1012 C=3.610-9 C.(2)若帶電微粒恰在極板間靜止,則帶電微粒帶負(fù)電,并且有qE=mg,而E=,解得q= C=2.010-6 C.答案:(1)3.610-9 C(2)2

10、.010-6 C負(fù)電荷11.(2019山東濰坊校級月考)如圖所示,兩塊水平放置的平行正對的金屬板a,b與電源E相連,在距離兩板等距離的M點(diǎn)有一個帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若將b板向上平移一小段距離,但仍在M點(diǎn)下方,穩(wěn)定后,下列說法正確的是(B)液滴將加速向下運(yùn)動M點(diǎn)電勢升高帶電液滴在M點(diǎn)的電勢能增大在b板移動前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,靜電力做功相同A.B.C.D.解析:電容器與電源相連,電容器板間的電壓不變,b板向上平移一小段距離,由E=可知場強(qiáng)變大,液滴的靜電力變大,液滴將加速向上運(yùn)動,a,M間的電勢差增大,a點(diǎn)電勢為零,M點(diǎn)電勢降低,由于液滴帶負(fù)電,帶電液滴在M點(diǎn)的電勢能增大.在

11、b板移動前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,兩板間的電勢差不變,靜電力做功相同,B項正確.12.(2019山東煙臺校級月考)如圖所示,一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連,極板水平放置,極板間距為d;在下極板上疊放一厚度為l的金屬板,其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中.當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后,粒子P開始運(yùn)動.重力加速度為g.粒子運(yùn)動的加速度為(A)A.gB.gC. gD. g解析:帶電粒子在電容器兩極板間時受到重力和靜電力的作用,最初處于靜止?fàn)顟B(tài),由二力平衡條件可得mg=q;當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后,電容器兩極板間的電勢差不變,但兩極板間的距離發(fā)生了變化,引起電場

12、強(qiáng)度發(fā)生了變化,從而靜電力也發(fā)生了變化,粒子受力不再平衡,產(chǎn)生了加速度,根據(jù)牛頓第二定律ma=mg-q,兩式聯(lián)立可得a=g.13.如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間距離為d,上極板正中有一小孔.質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落,穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰好為零(空氣阻力忽略不計,極板間電場可視為勻強(qiáng)電場,重力加速度為g).求:(1)小球到達(dá)小孔處的速度;(2)極板間電場強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量;(3)小球從開始下落到運(yùn)動到下極板處所用的時間.解析:(1)小球從開始下落到上極板間做自由落體運(yùn)動,由v2=2gh,得v=.(2)在極板間帶電小球受重

13、力和靜電力作用,由牛頓第二定律得mg-qE=ma由運(yùn)動學(xué)公式知0-v2=2ad,整理得電場強(qiáng)度E=由U=Ed,Q=CU,得電容器所帶電荷量Q=.(3)由h=g,0=v+at2,t=t1+t2,整理得t=.答案:(1)(2)(3)14.如圖所示,平行板電容器的電容為C,帶電荷量為Q,極板長為L,極板間距離為d,極板與水平面間夾角為,P,M兩點(diǎn)恰好處在電容器的邊緣,兩極板正對區(qū)域均看成勻強(qiáng)電場.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電液滴由兩極板的中央P點(diǎn)從靜止開始沿與極板平行的直線運(yùn)動到M點(diǎn),此過程中克服空氣阻力做功W,重力加速度大小為g,求:(1)液滴的電荷量;(2)液滴開始運(yùn)動瞬時的加速度大小;(3)液滴到達(dá)M點(diǎn)的速度大小.解析:(1)板間電壓U=,電場強(qiáng)度E=,對液滴qE=mgcos ,由以上三式求得液滴帶電荷量q=.(2)釋放瞬間mgsin =ma,液滴的加速度a=gsin .(3)對從P點(diǎn)到M點(diǎn)過程應(yīng)用動能定理mgLsin -W=mv2液滴到達(dá)M點(diǎn)的速度v=.答案:(1)(2)gsin (3)7