2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 第4課時(shí) 電容與電容器課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第7章 第4課時(shí) 電容與電容器課時(shí)作業(yè)（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖1所示的電容式鍵盤，是通過改變電容器的哪個(gè)因素來改變電容的(　　) 圖1 A．兩板間的距離 B．兩板間的電壓 C．兩板間的電介質(zhì) D．兩板的正對面積 【答案】A 【解析】本題考查電容器電容大小的決定因素．當(dāng)敲擊鍵盤時(shí)由公式C＝可知改變了極板間距離，故選A． 2．如圖2所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則(　　) 圖2 A．帶電油滴將沿豎直

2、方向向上運(yùn)動(dòng) B．P點(diǎn)的電勢將降低 C．帶電油滴的電勢能將減小 D．若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大 【答案】B 【解析】上極板向上移動(dòng)一小段距離后，板間電壓不變，仍為E，故電場強(qiáng)度將減小，油滴所受電場力減小，故油滴將向下運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；P點(diǎn)的電勢大于0，且P點(diǎn)與下極板間的電勢差減小，所以P點(diǎn)的電勢降低，B對；兩極板間電場方向豎直向下，所以P點(diǎn)的油滴應(yīng)帶負(fù)電，當(dāng)P點(diǎn)電勢減小時(shí)，油滴的電勢能應(yīng)增加，C錯(cuò)；電容器的電容C＝，由于d增大，電容C應(yīng)減小，極板帶電荷量Q＝CE將減小，D錯(cuò)． 3．如圖3所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，G為靈敏電流計(jì)，A為固定的導(dǎo)體芯，B

3、為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體．已知靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為：電流從左邊接線柱流進(jìn)電流計(jì)，指針向左偏．如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時(shí)觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則(　　) 圖3 A．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大 B．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大 C．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小 D．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小 【答案】D 【解析】電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，說明流過電流計(jì)G的電流由左→右，則導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，由Q＝CU可知，芯A與液體形成的電容器的電容減小，則液體的深度h在減小，故D正確．

4、 4．(xx·汕頭模擬)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是(　　) A．C和U均增大 B．C增大，U減小 C．C減小，U增大 D．C和U均減小 【答案】B 【解析】根據(jù)平行板電容器電容公式C＝，在兩板間插入電介質(zhì)后，電容C增大，因電容器所帶電荷量Q不變，由C＝可知，U＝減小，B正確． 5．靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小．如圖4所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)．開始時(shí)開關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度，為了使指針張開

5、的角度增大些，下列采取的措施可行的是(　　) 圖4 A．?dāng)嚅_開關(guān)S后，將A、B分開些 B．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開些 C．保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些 D．保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng) 【答案】A 【解析】要使靜電計(jì)的指針張開角度增大些，必須使靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢差增大，斷開開關(guān)S后，將A、B分開些，電容器的帶電荷量不變，電容減小，電勢差增大，A正確；保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開或靠近些，靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢差不變，B、C錯(cuò)誤；保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右或向左移動(dòng)，靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢差不變，D錯(cuò)誤

6、． 二、雙項(xiàng)選擇題 6．如圖5所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下說法正確的是(　　) 圖5 A．若將S斷開，則油滴將做自由落體運(yùn)動(dòng)，G表中無電流 B．若將A向左平移一小段距離，則油滴仍然靜止，G表中有b→a的電流 C．若將A向上平移一小段距離，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G表中有b→a的電流 D．若將A向下平移一小段距離，則油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G表中有b→a的電流 【答案】BC 【解析】將S斷開，電容器電荷量不變，板間場強(qiáng)不變，故油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤；若S閉合，將A板左移，由E＝

7、可知，E不變，油滴仍靜止，但因C變小，電容器極板電荷量變小，因此有由b→a的電流，B正確；將A板上移，由E＝可知，E變小，油滴應(yīng)向下加速運(yùn)動(dòng)，因C變小，電容器要放電，因此有由b→a的電流流過G，C正確；將A板下移時(shí)，板間電場強(qiáng)度增大，油滴受的電場力增加，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，但因C增大，電容器要充電，因此有由a→b的電流流過G，故D錯(cuò)誤． 7．下列關(guān)于電容器的說法中正確的是(　　) A．電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的器件 B．互相絕緣、相互靠近的兩個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成電容器的電極，電容跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電有關(guān) C．電容器所帶電荷量是指每個(gè)極板所帶電荷量 D．電容器的充電過程是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電場能的

8、過程，電容器的放電過程是將電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程 【答案】AD 【解析】電容器不僅能儲(chǔ)存電荷，也能儲(chǔ)存電能，A正確；每個(gè)極板所帶電荷量的絕對值才是電容器的所帶電荷量，C錯(cuò)誤；由電容器的定義知D正確，B錯(cuò)誤． 8．(xx·普寧模擬)如圖6，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子(　　 ) 圖6 A．所受重力與電場力平衡 B．電勢能逐漸增加 C．動(dòng)能逐漸增加 D．做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【答案】BD 【解析】粒子做直線運(yùn)動(dòng)，其重力和電場力的合力應(yīng)與速度共線，如圖所示．重力與電場力不共

9、線，不可能平衡，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子運(yùn)動(dòng)過程中電場力做負(fù)功，因而電勢能增加，選項(xiàng)B正確；合力做負(fù)功，動(dòng)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電容器的極板與直流電源相連，即其電壓、板間的場強(qiáng)不變，則電場力不變，合力恒定，因而粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確． 9．如圖7所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地．一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離(　　) 圖7 A．帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng) B．P點(diǎn)的電勢將降低 C．帶電油滴的電勢能將增加 D．若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大 【答案】BC 【解析】上極

10、板向上移動(dòng)一小段距離后，板間電壓不變，故電場強(qiáng)度將減小，油滴所受電場力減小，故油滴將向下運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；P點(diǎn)的電勢大于0，且P點(diǎn)與下極板間的電勢差減小，因下極板接地，故P點(diǎn)的電勢將降低，B對；油滴向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電場力做負(fù)功，油滴的電勢能增加，C對；電容器的電容C＝，由于d增大，電容C減小，極板帶電荷量Q＝CU將減小，D錯(cuò)． 10．如圖8所示的電路，水平放置的平行板電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)．為了使液滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，下列操作可行的是(　　) 圖8 A．?dāng)嚅_開關(guān)，將兩板間的距離拉大一些 B．?dāng)嚅_開關(guān)，將兩板水平地向相反方向移開一些 C．保持開關(guān)閉合，將兩板間的距離減小一些 D．

11、保持開關(guān)閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時(shí)向上(即逆時(shí)針方向)轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度 【答案】BC 【解析】斷開開關(guān)時(shí)，電容器所帶電荷量不變，由Q＝CU、U＝Ed及C＝知A項(xiàng)中場強(qiáng)不變，B項(xiàng)中場強(qiáng)變大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；保持開關(guān)閉合時(shí)，電容器兩極板間電壓不變，由U＝Ed可判定C項(xiàng)正確，在D項(xiàng)中，如圖所示，當(dāng)極板間距離減小為dcos θ時(shí)，電場力在豎直方向上的分力為qE′cos θ＝q·cos θ＝q仍不變，此時(shí)液滴沿水平方向向左做加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤． 三、非選擇題 11. (xx·沈陽月考)如圖9所示，水平放置的兩平行金屬板A、B接在U＝4 000 V的直流電源上，兩極板間距離為2 cm

12、，A極板接地，電場中a點(diǎn)距B極板1 cm，b點(diǎn)和c點(diǎn)均距A極板0.5 cm，求： 圖9 (1)a點(diǎn)的電場強(qiáng)度； (2)a、c之間的電勢差； (3)電子在b點(diǎn)的電勢能； (4)電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功． 【答案】(1)2×105 V/m　(2)－1 000 V (3)1.6×10－16 J　(4)1.6×10－16 J 【解析】(1)a點(diǎn)的電場強(qiáng)度為 E＝＝ V/m＝2×105 V/m. (2)a、c兩點(diǎn)間的電勢差為 Uac＝－Uca＝－Edca＝－2×105×(2－1－0.5)×10－2 V＝－1 000 V. (3)b點(diǎn)的電勢為 φb＝－UAb＝－Ed

13、Ab＝－2×105×0.5×10－2 V＝－1 000 V 電子在b點(diǎn)的電勢能為 Epb＝eφb＝－1.6×10－19×(－1 000) J ＝1.6×10－16 J. (4)電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做的功為 W＝eUac＝－1.6×10－19×(－1 000) J ＝1.6×10－16 J. 12．如圖10所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板開有一小孔，質(zhì)量均為m，帶電荷量均為＋q的兩個(gè)帶電小球(視為質(zhì)點(diǎn))，其間用長為L的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)，已知d＝2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓兩球豎直下落．當(dāng)下端的小球到達(dá)下極板時(shí)，速度剛好為零．試求： 圖10 (1)兩極板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度； (2)兩球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度． 【答案】(1)　(2) 【解析】(1)兩球由靜止開始下落到下端的小球到達(dá)下極板的過程中，由動(dòng)能定理得 2mgd－Eqd－Eq(d－L)＝0 解得E＝. (2)兩球由靜止開始下落至上端小球恰好進(jìn)入小孔時(shí)兩球達(dá)到最大速度，此過程利用動(dòng)能定理得 2mgL－EqL＝×2mv2 解得v＝ .