贵州省册亨一中2013届高三物理一轮复习课时训练：电容器

贵州省册亨一中2013届高三物理一轮复习课时训练：电容器

贵州省册亨一中2013届高三物理一轮复习课时训练：电容器 一、选择题 ‎1．一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少，则( )‎ A．电容为原来，两极板电压不变 B．电容为原来2倍，两极板电压不变 C．电容不变，两极板电压是原来 D．电容不变，两极板电压是原来2倍 ‎【答案】C ‎2．M，N两金属板竖直放置，使其带电，悬挂其中的带电小球P如图4偏离竖直方向．下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大？(P球不与金属极板接触) ( )‎ A．增大MN两极板间的电势差 B．增大MN两极板的带电量 C．保持板间间距不变，将M，N板一起向右平移 D．保持板间间距不变，将M，N板一起向左平移 ‎【答案】AB ‎3．一平行板电容器两极板间距为d，与电源连接时，极板间一带电微粒恰好静止．现在把它与电源断开，用绝缘手柄使两极在d与2d之间上下周期性运动，则微粒( )‎ A．仍处于静止 B．上下往复运动 C．向上加速运动 D．向下加速运动 ‎【答案】A ‎4．一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连，如果使两板间距离逐渐增大，则( )‎ A．电容器电容将增大 B．两板间场强将减小 C．每个极板的电量将减小 D．两板间电势差将增大 ‎【答案】BC ‎5．一个平行板电容器，若增大加在它两极板间的电压，则电容器的( )‎ A．电量增加，电量与所加电压的比值增大 B．电量不变，电量与所加电压的比值变小 C．电量增加，电量与所加电压的比值不变 D．电量不变，电量与所加电压的比值不变 ‎【答案】C ‎6．平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示．则下列分析正确的是( )‎ A．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 B．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 C．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 D．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 ‎【答案】AD ‎7．一平行板电容器始终与电池相连，下面说法正确的是( )‎ A．当电容器两极板间距离减小时，电池消耗化学能 B．当电容器两极板间距离增大时，电容器带电量增加 C．当电容器两极板间距离减小时，两板间电场强度增大 D．当电容器两极板间距离增大时，电容器放电 ‎【答案】ACD ‎8．水平放置的两平行金属板A、B接一稳恒电源，两个微粒P和Q以相同的速率分别从极板A的边缘和A、B中央射入电场并分别从极板B、A边缘射出，如图所示。不考虑微粒的重力和它们之间的相互作用，下列结论中正确的是( )‎ A． 两微粒的电荷量一定相等 B． 两微粒在电场中运动的时间一定相等 C． 两微粒在电场中运动的加速度一定相等 D． 两微粒离开电场时的动能一定相等[来源:学#科#网]‎ ‎【答案】B ‎9．电容器的电容大小取决于( )‎ A．电容器的带电量 B．电容器两极板间的电势差 C．电容器本身构造 D．制成电容器的金属材料的性质 ‎【答案】C ‎10．连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则( )‎ A．电容器的电容C变大 B．电容器极板的带电荷量Q变大 C．电容器两极板间的电势差U变大 D．电容器两极板间的电场强度E变大 ‎【答案】ABD ‎11．关于电容器的电容，下列说法正确的是( )‎ A．电容器所带的电荷越多，电容就越大 B．电容器两极板间的电压越高，电容就越大 C．电容器所带电荷增加一倍，电容就增加一倍 D．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量 ‎【答案】D ‎12．图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是( )‎ A．①和③ B．①和④ C．②和③            D.②和④‎ ‎【答案】C ‎13．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后( )‎ A．P点的电势将降低 ‎ B．带点油滴的电势能将减少 C．带点油滴将沿竖直方向向上远动 D．电容器的电容减小，则极板带电量将增大 ‎【答案】A ‎14．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置则( )‎ ‎ ‎ A．U变小，E不变 B．E变小，W不变 C．U变小，W不变 D．U不变，W不变 ‎ ‎【答案】AC ‎15．如图所示，两平行金属板A、B接在电池的两极，一带正电的单摆悬挂在A板上，闭合开关S，让单摆作简谐运动，设周期为T，则( )‎ A．保持开关S闭合，B板向A板靠近，则周期小于T B．保持开关S闭合，B板向A板靠近，则周期不变 C．开关S断开，B板向A板靠近，则周期不变 D．开关S断开，B板向A板靠近，则周期大于T ‎【答案】AC ‎16．在如图所示的电路中，U＝8V不变，电容器的电容C＝200μF，R1：R2＝3：5，则电容器的带电量为( )‎ A．1×10－3C B．1×10－4C C．6×10－4C D．1.6×10－3C ‎【答案】A ‎17．如图，平行板电容器经开关K与电池连接，a 处有一带电量非常小的点电荷。K是闭合的Ua表示a点的电势，f表示点电荷的电场力。现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则( )‎ A．Ua变大，f变大 B．Ua变大，f变小 C．Ua不变，f不变 D．Ua不变，f变小 ‎【答案】B ‎18．对于电容C=Q／U下列说法正确的是( )[来源:学&科&网]‎ A．一个电容器充的电荷量越多，电容就越大 B．对于固定的电容器，它所充电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 C．可变电容器充的电荷量跟加在两极板间的电压成正比 D．由C=Q／U知，如果一个电容器没有电压，就没有充电的电荷量，也就没有电容 ‎【答案】B ‎19．如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中，下列各物理量变化情况为( )‎ A．电容器所带电荷量先减少后增加 B．电容器所带电荷量一直增加 C．电源的总功率先减少后增加 D．电压表的读数先减少后增加[来源:Z#xx#k.Com]‎ ‎【答案】AC ‎20．下列关于电容器的叙述不正确的是( )‎ A．两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，就组成了电容器 B．使电容器两个极板分别带上等量的异种电荷的过程叫做电容器的充电过程 C．电容器所带的电荷越多，电容就越大 D．电容的国际单位是法拉 ‎【答案】C ‎21．如图所示，平行板电容器两极板间的电场可看作是匀强电场，两板水平放置，板间相距为d，一带负电微粒从上板边缘射入，沿直线从下板边缘射出，粒子的电量为q，质量为m，下列说法中正确的是( )‎ A．粒子的加速度为零 B．粒子的电势能减少3mgd C．两板间的电势差为mgd/q D．M板比N板电势高 ‎【答案】ACD ‎22．如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1=R2，电源电动势为E，内阻不计，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是( )‎ A．电容器C1的电量增多，电容器C2的电量减少 B．电容器C1的电量减少，电容器C2的电量增多 C．电容器C1、C2的电量都增多 D．电容器C1、C2的电量都减少[来源:学科网ZXXK]‎ ‎【答案】C ‎23．关于电容器，下列中说法正确的是( )‎ A．电容器的带电量Q为两极板所带电荷量的总和 B．两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器 C．由C=Q/U可知，一只电容器的带电量越大，它的电容就越大 D．由C=Q/U可知，一只电容器两端电压越小，它的电容就越大 ‎【答案】B ‎24．如图所示的电路中，当开关S分别与1、2接通时，表示电容器分别处于 A．充电过程和充电过程 B．充电过程和放电过程 C．放电过程和放电过程 D．不能确定 ‎【答案】B 二、填空题 ‎25．如图所示，平行的两金属板M、N与电源相连，一个带负电的小球悬挂在两板间，闭合开关后，悬线偏离竖直方向的角度为θ。若保持开关K闭合，将N板向M板靠近，θ角将 ；若把开关K断开，再使N板向M板靠近，θ角将 。‎ ‎【答案】增大；不变 ‎26．一个平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两极板间有一正电荷(电荷量小)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器两极板间的电压，W表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，那么U__________,E__________,W__________ (填变大，变小或不变)‎ ‎【答案】U变小，E不变，W不变 ‎ ‎27．一个电容器当带电量为Q时，板间电势差为U，当它的电量减少3×10-6C时，板间电势差降低2×102V，此电容器的电容为_________μF。‎ ‎【答案】1.5×10-2 ‎ ‎28．一个极板为圆形的平行板电容器，圆板的半径为3cm，两板相距为2mm，中间充以介电常数为2的电介质，这个电容器的电容C＝     F。‎ ‎【答案】2.5×10-11 ‎ ‎29．电容器的电容为20μF，原来带有2.0×10-4C的电量。如果再给它增加1.0×10-4C电量，这时该电容器的电容为     μF，两板间的电压将增加      V。‎ ‎【答案】20，5 ‎ ‎30．如图所示，电容器的电容为，垂直于回路的磁场磁感应强度以 的变化率均匀增加，回路面积为，则P极带电种类为 ，带电量为 C。‎ ‎【答案】负，5×10-10‎ ‎31．平行板电容器的电容与电容器的_________、_________和_________有关。而与电容器是否充电_________。（最后一格填有关、无关） ‎ ‎【答案】正对面积、板距、介质、无关 ‎32．如图所示，用静电计测量电容器两板间的电势差，不改变两板的带电量，把B板向右移，静电计指针偏角将__________；把B板竖直向下移，静电计指针偏角将__________；在AB板间插入一块电介质，静电计指针偏角将__________．‎ ‎【答案】减小、增大、减小 ‎33．有A、B两个电容器，它们的电容分别是C1和C2，且C1＞C2。那么，如果它们两极板间的电势差相等，则电容器 所带电量多；如果它们所带电量相等，则电容 两极板间的电势差大。（填“A”或“B”）‎ ‎【答案】A、B ‎34．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10-4 C，于是电容器两极板板间的电压降为原来的，此电容器的电容是      μF，若电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是      μF。‎ ‎【答案】 150，150 ‎ ‎35．有一种测定导电液体深度的传感器，它的主要部分是包着一层电介质的金属棒与导电液体形成的电容器（如图所示）。如果电容增大，则说明液体的深度h      （填“增大”、“减小”或“不变”）；将金属棒和导电液体分别接电源两极后再断开，当液体深度h减小时，导电液与金属棒间的电压将      （填“增大”、“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】增大、增大 ‎ ‎36．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V。现使它的电荷量减少3×10—‎4C，于是电容器两板间的电压降为原来的。则电容器的电容为 μF。‎ ‎【答案】150μF ‎37．一电容器带电量Q=4×10-8C，此时两板间电压U=2V，则此电容器的电容为_________F ‎【答案】‎ ‎38．电容器_________跟_________的比值，叫做电容器的电容，用符号_________表示，表达式为 。 ‎ ‎【答案】所带的电荷量Q，它的两个极板间的电势差U，C，C=‎ ‎39．有一电容器，带电量为1.0×10‎-5C，两板间电压力200V，如果使它的带电量再增加1.0×10‎-6C，这时它的电容是_________F，两板间电压是_________V。‎ ‎【答案】‎ ‎40．某电容器电容C=20pF，那么用国际单位表示，它的电容为 法拉。给这个电容器充电后与电源断开，再将电容器两极板间的距离增大一些，则下列各量的变化情况是：‎ C_________，U_________，Q_________，E_________。若保持电容器两极板与电源相连，同样将电容器两极板间的距离增大一些，则下列各量的变化情况是：C_________，U_________，Q_________，E_________。‎ ‎【答案】2×10-11、减小、增大、不变、不变、减小、不变、减小、减小 三、计算题 ‎41．三个电容器分别有不同的电容值C1、C2、C3 ．现把这三个电容器组成图示的(a)、(b)、(c)、(d)四种混联电路，试论证：是否可以通过适当选择C1、C2、C3的数值，使其中某两种混联电路A、B间的等效电容相等．‎ ‎【答案】由电容、组成的串联电路的等效电容 ‎ ‎ 由电容、组成的并联电路的等效电容 ‎ ‎ 利用此二公式可求得图示的4个混联电路A、B间的等效电容Ca、Cb、Cc、Cd分别为 ‎ (1）‎ ‎ (2）‎ ‎ (3）‎ ‎ (4）‎ 由（1）、（3）式可知 ‎ (5）‎ 由（2）、（4）式可知 ‎ (6）‎ 由（1）、（2）式可知 ‎ (7）‎ 由（3）、（4）式可知 ‎ (8）‎ ‎ 若，由（1）、（4）式可得[来源:学科网]‎ ‎ ‎ ‎ 因为、和均大于0，上式不可能成立，因此 ‎ (9）‎ ‎ 若，由（2）、（3）式可得 ‎ ‎ ‎ 因为、和均大于0，上式不可能成立，因此 ‎ (10)‎ ‎ 综合以上分析，可知这四个混联电路的等效电容没有一对是相等的．‎ ‎42．有一个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。‎ 现取以下简化模型进行定量研究。如图所示，电容量为C 的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为E、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点，小球与极板每次发生碰撞后，速度都立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷性质与该极板电荷性质相同，电量为极板电量的n倍（n<<1），不计带电小球带电对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g ‎(1）当电键S闭合后，电容器所带的电量Q=？‎ ‎(2）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势E至少应大于多少？‎ ‎(3）设上述条件已满足，在较长的时间间隔t内，小球做了很多次往返运动。求在t时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。‎ ‎【答案】 (1）由 解得Q=EC ①‎ ‎(2）用q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，‎ ‎  则q>mg ②‎ ‎    其中q=nQ ③‎ 由①、②、③三式解得：E>‎ ‎ (3）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有：‎ q+mg=ma1，d=a1t12, ‎ 解得：‎ 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有：‎ q－mg=ma2，d=a2t22， ‎ 解得：‎ 小球往返一次共用时间为（t1+t2），故小球在t时间内往返的次数N=，‎ 由以上关系式得N=‎ 小球往返一次通过的电量为2q，在T时间内通过电源的总电量Q'=2qN, 由以上两式可得 ‎ ‎ ‎43．如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为．再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．‎ ‎【答案】设电容器电容为C.第一次充电后两极板之间的电压为 U＝①‎ 两极板之间电场的场强为 E＝②‎ 式中d为两极板间的距离．‎ 按题意，当小球偏转角θ1＝时，小球处于平衡位置．设小球质量为m，所带电荷量为q，则有 Tcosθ1＝mg③‎ Tsinθ1＝qE④‎ 式中T为此时悬线的张力．‎ 联立①②③④式得 tanθ1＝ 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ，此时小球偏转角θ2＝，则 tanθ2＝⑥‎ 联立⑤⑥式得 ‎＝⑦‎ 代入数据解得 ΔQ＝2Q⑧‎ ‎44．图中B为电源，电动势ε=27V，内阻不计。固定电阻R1=500Ω，R2为光敏电阻。C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1=8.0×10-2m，两极板的间距d=1.0×10-2m。S为屏，与极板垂直，到极板的距离l2=0.16m。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕AA' 轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0×106m/s连续不断地射入C。已知电子电量e=1.6×10-19C，电子质量m=9×10-31‎ kg。忽略细光束的宽度、电容器的充放电时间及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应改变。‎ ‎(1）设圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。(计算结果保留二位有效数字)‎ ‎(2）设转盘按图中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在下图给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线(0~6s间)。要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值。(不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。)‎ ‎【答案】 (1）设电容器两板间的电压为U，‎ 电子在电场中偏转，有 ‎           ‎ 联立以上三式，代入数据可得电子离开电场时偏移的距离 ‎           ‎ 电子穿出电场后做匀速运动到达屏上，分别沿x、y两个方向分解运动 ‎                  ‎ 所求距离 y=2.4×10m ‎    (2）转盘每3秒转一圈，abc每个区域持续时间为1秒。 ‎ 第一秒为b区，如第（1）问。‎ 第二秒为c区，R2变大，电容器两板电压减小，电场减弱，电子仍能穿出。可以算出此时电子到屏上时离O点的距离 y==1.2×10m ‎    第三秒为a区，R2变小，电子在离开电场时偏转的距离 ‎ ‎                  ‎ 由于此时y1> ，电子不能穿出电容器，电子不能到达屏上。‎ ‎45．有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放入了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。‎ 如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为ε ‎、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。‎ ‎(1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大于多少？‎ ‎(2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。‎ ‎【答案】 (1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，‎ 即                            ①‎ 其中                          ②‎ 又有                              ③‎ 由①②③式得              ④‎ ‎ (2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有 ‎                            ⑤‎ ‎                         ⑥‎ 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动。以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有 ‎                           ⑦‎ ‎                         ⑧‎ 小球往返一次共用的时间为（t1+t2），故小球在T时间内往返的次数 ‎                                   ⑨‎ 由以上有关各式得 ‎          ⑩‎ 小球往返一次通过电源的电量为，在T时间内通过电源的总电量 Q’=2qn                                     ‎ 由⑩式可得 ‎           ‎ ‎46．如图所示，E＝10V，C1＝C2＝30μF，R1＝4Ω，R2＝6Ω，电池内阻可忽略。试求：‎ ‎(1）闭合开关s，待电路稳定后，电路中的电流为多少？‎ ‎(2）将s断开，则断开S后流过电阻R1的电量为多少？ ‎ ‎【答案】 (1） ‎ ‎(2） ‎ ‎ ‎