【物理】2020届一轮复习人教版 电容器的电容 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 电容器的电容 课时作业

2020 届一轮复习人教版 电容器的电容 课时作业 一、选择题 考点一 对电容器、电容的理解 1．电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是( ) A．电容器的电容与它所带的电荷量成正比 B．电容器的电容与它两极板间的电压成正比 C．在相同电压作用下，带电荷量多的电容器的电容比较大 D．电容的常用单位有μF 和 pF,1 μF＝103pF 答案 C 解析 电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量．电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两极板 间电压及电容器所带电荷量无关，A、B 错误；由 C＝Q U 知，U 一定时，Q 越大的电容器，C 越大，C 正确； 单位μF 与 pF 的换算关系为 1 μF＝106 pF，D 错误． 2．(多选)(2018·宿迁市期中)如图 1 所示，平行板电容器和恒定直流电源相连，箭头表示电流方向．下 列说法正确的有( ) 图 1 A．电容器正在充电 B．电容器正在放电 C．电容器两板间距离一定正在变大 D．电容器两板间距离可能正在变小 答案 AD 解析 平行板电容器和恒定直流电源相连，电容器两端电压不变，箭头表示电流方向，则电容器正在充电， 故 A 正确，B 错误；电容器正在充电，电容器两板所带电荷量增大，电容器的电容增大，所以电容器两板 间距离可能正在变小，故 D 正确，C 错误． 3．(多选)一个电容器的规格是 100 μF、25 V，对这两个数据的理解正确的是( ) A．这个电容器只有加上 25 V 电压时，电容才是 100 μF B．这个电容器储存的电荷量一定为 2.5×10－3 C C．这个电容器所加电压不能高于 25 V D．这个电容器所加电压可以低于 25 V，但电容不变，总是 100 μF(电容器本身不发生变化) 答案 CD 考点二 电容的计算 4．一个电容器带电荷量为 Q 时，两极板间电压为 U，若使其带电荷量增加 4.0×10－7 C 时，它两极板间的 电势差增加 20 V，则它的电容为( ) A．1.0×10－8 F B．2.0×10－8 F C．4.0×10－8 F D．8.0×10－8 F 答案 B 解析 C＝ΔQ ΔU ＝4.0×10－7 20 F＝2.0×10－8 F，故选 B. 5．如图 2 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( ) 图 2 A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为 5×10－2 F D．该电容器的电荷量变化量为 0.2 C 答案 B 解析 由 Q＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错，B 对；C＝Q U ＝0.2 40 F＝5×10－3 F，C 错；ΔQ＝ CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D 错． 6．(多选)有一个空气平行板电容器，极板间相距 d，正对面积为 S，充以电荷量 Q 后，两极板间电压为 U， 为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( ) A．将电压变为U 2 B．将带电荷量变为 2Q C．将极板间的距离变为d 2 D．两板间充满介电常数为 2 的电介质 答案 CD 考点三 电容器的动态分析 7．(2018·北京卷)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图 3 所示．下列说法正确的是( ) 图 3 A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，能使电容器带电 B．实验中，只将电容器 b 板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 答案 A 解析 实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，由于静电感应，在 b 板上将感应出异种电荷，A 正确； b 板向上平移，正对面积 S 变小，由 C＝ εrS 4πkd 知，电容 C 变小，由 C＝Q U 知，Q 不变，U 变大，因此静电计 指针的张角变大，B 错误；插入有机玻璃板，相对介电常数εr 变大，由 C＝ εrS 4πkd 知，电容 C 变大，由 C＝ Q U 知，Q 不变，U 变小，因此静电计指针的张角变小，C 错误；实验中，只增加极板带电荷量，由 C＝Q U ，电 容 C 不变，U 变大，静电计指针的张角变大，D 错误． 8．平行板电容器充电后断开电源，将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离．下列表示 此过程中电容器两极板间电场强度 E 随两极板间距离 d 的变化关系图象正确的是( ) 答案 C 解析 由于平行板电容器充电后断开电源，电容器所带电荷量保持不变，两极板间电场强度 E＝U d ＝ Q Cd ＝ 4kπQ εrS ，E 不随两极板间距离 d 的变化而变化，C 正确，A、B、D 错误． 9．(多选)(2018·宿迁市高一下期末)如图 4 所示，竖直放置的平行板电容器与定值电阻 R、电源 E 相连， 用绝缘细线将带电小球 q 悬挂在极板间，闭合开关 S 后细线与竖直方向夹角为θ.则有( ) 图 4 A．保持开关 S 闭合，将 A 板向右平移，θ不变 B．保持开关 S 闭合，将 A 板向左平移，θ变小 C．断开开关 S，将 A 板向右平移，θ不变 D．断开开关 S，将 A 板向右平移，θ变小 答案 BC 解析 保持开关 S 闭合，电容器两端的电势差不变，将 A 板向右平移，d 减小，则电场强度增大，带电小 球所受电场力增大，根据共点力平衡条件知，θ角变大，反之向左平移 A 板，θ角变小，A 错误，B 正确； 断开开关 S，电荷量不变，根据 C＝ εrS 4πkd ，E＝U d ，C＝Q U ，联立解得 E＝U d ＝ Q Cd ＝4πkQ εrS ，故电场强度大小与 两极板间的距离无关，故电场强度不变，所以移动 A 板，θ角不变，C 正确，D 错误． 10.(多选)(2018·烟台市期末)如图 5 所示，两块水平放置的平行正对的金属板 a、b 分别与电池两极相连， 开始时开关 S 闭合，发现在距两板距离相等的 P 点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将 b 板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是( ) 图 5 A．液滴将加速向下运动 B．液滴将保持不动 C．P 点电势升高，液滴在 P 点时电势能减小 D．P 点电势升高，液滴在 P 点时电势能增大 答案 BC 解析 断开 S 后，电容器 Q 不变，由 E＝ Q Cd ＝4πkQ εrS 知 E 不变，B 正确，A 错误；由φP＝UPb＝EdPb 知，因 dPb 增大，所以φP 升高，液滴带负电，故液滴在 P 点的电势能减小，C 正确，D 错误． 11.(2018·启东中学高一下期末)利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的 发生．如图 6 所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A 为固定的导 体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为导电液体(矿井中含有杂质的水)，A、C 构成电容器，已知灵 敏电流表 G 的指针偏转方向与电流方向的关系为电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转，若矿井 渗水(导电液体深度 h 增大)，则电流表( ) 图 6 A．指针向右偏转，A、C 构成的电容器充电 B．指针向左偏转，A、C 构成的电容器充电 C．指针向右偏转，A、C 构成的电容器放电 D．指针向左偏转，A、C 构成的电容器放电 答案 B 二、非选择题 12.如图 7 所示，一平行板电容器接在 U＝12 V 的直流电源上，电容 C＝3.0×10－10 F，两极板间距离 d＝ 1.20×10－3 m，g 取 10 m/s2，求： 图 7 (1)该电容器所带电荷量． (2)若板间有一带电微粒，其质量 m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电荷量为多少？ 带何种电荷？ 答案 (1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C 负电荷 解析 (1)由公式 C＝Q U 得 Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C. (2)带电微粒恰在极板间静止，则带电微粒带负电，并且有 qE＝mg，而 E＝U d ， 解得 q＝mgd U ＝2.0×10－3×10×1.20×10－3 12 C ＝2.0×10－6 C. 13.如图 8 所示，平行板电容器的两个极板 A、B 水平放置且接在电压为 60 V 的恒压电源正、负极上，两 极板间距为 3 cm，电容器带电荷量为 6×10－8 C，A 极板接地．求： 图 8 (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两板之间的电场强度； (3)距 B 板 2 cm 的 M 点处的电势． 答案 (1)1×10－9 F (2)2×103 V/m，方向竖直向下 (3)－20 V 解析 (1)平行板电容器的电容 C＝Q U ＝6×10－8 60 F＝1×10－9 F. (2)两板之间为匀强电场，则 E＝U d ＝ 60 3×10－2V/m＝2×103 V/m，方向竖直向下． (3)M 点距 A 板间距离为 dAM＝d－dBM＝1 cm A 与 M 间电势差 UAM＝EdAM＝20 V 又 UAM＝φA－φM，φA＝0，可得φM＝－20 V. 14.如图 9 所示，平行板电容器板间距离为 2 cm，有一个质量 m＝10－7 kg、电荷量 q＝－10－8 C 的液滴，在 两板正中央处于静止状态．问：(取 g＝10 m/s2) 图 9 (1)哪块板带正电？板间电场强度多大？ (2)若电容器电容为 5×10－10 F，则电容器带电荷量 Q 为多少？ (3)若板间电场强度突然增大为原来的 2 倍，液滴将做什么运动？触及板面时速度多大？ 答案 (1)上板 100 N/C (2)1×10－9 C (3)向上做匀加速直线运动 5 5 m/s 解析 (1)液滴处于静止状态，可知电场力方向向上，则电场强度的方向竖直向下，上板带正电． 根据|q|E＝mg 得：E＝ mg |q| ＝10－7×10 10－8 N/C＝100 N/C. (2)由 U＝Ed，Q＝CU，得 Q＝1×10－9 C. (3)当电场强度变为原来的 2 倍，则电场力变为原来的 2 倍，即为 2mg，液滴将向上做匀加速直线运动，加 速度为： a＝F－mg m ＝2mg－mg m ＝g＝10 m/s2 末速度为：v＝ 2gh＝ 2×10×0.01 m/s＝ 5 5 m/s.