人教版高中物理选修3-1第一章第八节电容器的电容同步习题(附详解答案).docx
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1.8电容器的电容同步练习一、单选题1.一平行电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器A. 极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大B. 极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大C. 极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变D. 极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变【答案】D【解析】解:电容器接在恒压直流电源上,则电容器两端的电势差不变.将云母介质移出后,介电常数减小,根据电容的决定式知,介电常数减小,电容减小.由于电压不变,根据可知,电荷量Q减小.由于电容器的电压不变,板间的距离d不变,根据可知,极板间的电场强度不变.所以ABC错误,D正确;故选:D2.在图中所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触片向b端移动时A. 伏特表V读数增大,电容C的电荷量在减小B. 安培表A的读数增大,电容C的电荷量在增大C. 伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小D. 伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大【答案】D【解析】解:当滑动变阻器的滑动触片向b端移动时,变阻器有效电阻减小,外电路总电阻减小,则路端电压减小,总电流增大,所以伏特表V的读数减小.根据串联电路分压特点可知,电路中并联部分分压减小,通过的电流减小,而总电流增大,所以通过电流表的电流增大,即安培表A的读数增大.由于并联部分电压减小,电容器板间电压减小,则电容C的电荷量在减小故ABC错误,D正确.故选:D.3. 如图所示,平行板电容器两极A 、B 间有一个带电油滴P ,正好静止在两极板正中间 现将两极板稍拉开一些,其它条件不变 拉开时间忽略 ,则A. 油滴将向上加速B. 油滴将向下加速C. 电流计中电流由b 流向aD. 电流计中始终无电流流过【答案】B【解析】解:A 、将两极板的距离拉开一些,由于电势差不变,d 变大,则根据知,电场强度变小,电场力减小,油滴向下加速 故A 错误,B 正确.C 、根据得,d 变大,则电容变小,U 不变,根据 知,电荷量减小,则电流计中的电流由a 流向 故C 错误,D 错误. 故选:B4. 根据电容器的电容的定义式,可知A. 电容器带电的电量Q 越多,它的电容C 就越大,C 与Q 成正比B. 电容器不带电时,其电容为零C. 电容器两极之间的电压U 越高,它的电容C 就越小,C 与U 成反比D. 电容器的电容大小与电容器的带电情况无关【答案】D【解析】解:A 、电容器带电的电量Q 越多,两极之间的电压U 越高,但电容不变 故A 错误.B 、电容反映本身的特性,电容器不带电时,电容并不为零 故B 错误.C 、电容表征电容器容纳电荷的本领大小,与电压U 无关,给定的电容C 一定 故C 错误.D 、电容表征电容器容纳电荷的本领大小,电容大小与电容器的带电情况无关 故D 正确. 故选D5. 如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。
人教版选修3-1 第一章第8节电容器的电容同步练习一、单选题(本大题共10小题)1.下列器件中是电容器的是()A. B.C. D.2.有一电学元件,上面标有“450V,250μF”字样,它是()A. 电源B. 电阻器C. 电容器D. 电动机3.对电容C=,以下说法正确的是()A. 电容器充电的电荷量越多,电容增加越大B. 电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比C. 电容器的电容越大,所带电荷量就越多D. 对于确定的电容器,它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变4.物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量,如速度是用位移与时间的比值来定义的,即.下面四个物理量的表达式不属于比值定义的是()A. 电流B. 电势C. 电容D. 电阻5.电容器的电容C( )A. 跟两极板的正对面积S有关,S越大,C越大B. 跟两极板的间距d有关,d越大,C越大C. 跟两极板上所加电压U有关,U越大,C越大D. 跟两极板上所带电荷量Q有关,Q越大,C越大6.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是()A. 电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零电势能位置时静电力做的功B. 根据电容的定义式,电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比C. 根据电场强度的定义式,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比D. 静电场中电场强度为零的位置,电势一定为零7.如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个正的试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°,则电场力对试探电荷q所做的功等于()A. B.C. D.8.有一个电容器,当它所带的电量时,电容器两极板间的电压,这个电容器的电容大小是( )A. B. C. D.9.根据电容电容器的电容定义式:可知()A. 电容器带的电量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比B. 电容器的电容大小与其带电情况无关C. 电容器两极板间的电压U越高,它的电容C就越小,C与U成反比D. 电容器不带电时,其电容为零10.如图所示,一平行金属板电容器与电源E、定值电阻R、开关S、导线构成回路。
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)高中物理选修3-1 同步训练1.对电容C =QU,以下说法正确的是( )A .电容器充电电荷量越多,电容增加越大B .电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比C .电容器的电容越大,所带电荷量就越多D .对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变解析:选D.电容是描述电容器储存电荷特性的物理量,一旦电容器确定了,电容C 便不再变化.C =QU 是定义式,不是决定式,无论带电荷量Q 和电压U 如何变化,其比值始终不变.因此,应选D.2.如图1-8-5所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ,现使B 板带正电,则下列判断正确的是( )图1-8-5A .增大两极板之间的距离,指针张角变大B .将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D .若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零 答案:AB 3.图1-8-6(2013·福建龙岩期中)如图1-8-6所示为某一电容器中所带电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( ) A .是充电过程 B .是放电过程C .该电容器的电容为5.0×10-2 F D .该电容器的电量变化量为0.20 C解析:选B.由Q =CU 知,U 降低,Q 减小,故为放电过程,A 错B 对;由C =Q U =0.240F =5×10-3 F ,可知C 错;ΔQ =C ΔU =5×10-3×4 C =0.02 C ,D 错. 4.图1-8-7传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用,如图1-8-7所示是测定液面高度h 的电容式传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中,导线芯和导电液体构成电容器的两个极,导线芯外面的绝缘物质就是电介质,测出电容器电容C 的变化,就可以知道h 的变化情况,两者的关系是( )A .C 增大表示h 增大B .C 增大表示h 减小 C .C 减小表示h 减小D .C 减小表示h 增大 解析:选AC.C 增大时,由公式C =εr S4πkd可知,平行板电容器两极板的正对面积增大,即h 增大,A 正确,B 错误.同理可知,当C 减小时,平行板电容器两极板的正对面积减小,即h 减小,C 正确,D 错误.5.一个平行板电容器,使它每板电荷量从Q 1=3.0×10-5 C 增加到Q 2=3.6×10-5 C 时,两板间的电势差从U 1=10 V 增加到U 2=12 V ,这个电容器的电容多大?如要使两极板电势差从U 1=10 V 降为U 2′=6 V ,则每板需减少多少电荷量?只把电容器极板间的距离减半,它的电容变为多大? 解析:由C =ΔQΔU得:C =3.6×10-5-3.0×10-512-10F =3.0×10-6 FΔQ =C ΔU ′=3.0×10-6×(10-6)C =1.2×10-5 C由C ∝1d 得:C ′C =d d ′=2所以C ′=2C =2×3.0×10-6 F =6.0×10-6 F.答案:3.0×10-6 F 1.2×10-5 C 6.0×10-6 F课后作业一、单项选择题1.某电容器上标有“1.5 μF ,9 V ”的字样,则( )A .该电容器所带电荷量不能超过1.5×10-6 C B .该电容器所加电压不能超过9 V C .该电容器击穿电压为9 VD .当给该电容器加4.5 V 的电压时,它的电容值变为0.75 μF解析:选B.该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压.加在该电容器上的电压超过9 V就会击穿它.能够给它充的最大电荷量为Q =CU m =1.5 ×10-6×9 C =1.35×10-5C.电容器电容与所加电压无关,因此当给电容器加4.5 V 的电压时,其电容值仍为1.5 μF.故B 正确.2.一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4.0×10-7C 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 FB .2.0×10-8 FC .4.0×10-8 FD .8.0×10-8 F解析:选B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关,所以可根据电容的定义式推导出:C =ΔQ ΔU.因此电容C =4.0×10-720 F =2.0×10-8 F.3.图1-8-8如图1-8-8所示,平行板电容器的电容为C ,极板带电荷量为Q ,极板间距为d .今在两板间正中央放一带电荷量为q 的点电荷,则它所受到的电场力大小为( ) A .k 2Qq d 2B .k 4Qq d 2C.Qq CdD.2Qq Cd解析:选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场,其电场强度为E =QCd ,因此点电荷q 在其中所受到的电场力为F =Eq =QqCd .4.图1-8-9某电容式话筒的原理示意图如图1-8-9所示,E 为电源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属基板.对着话筒说话时,P 振动而Q 可视为不动.在P 、Q 间距增大过程中( )A .P 、Q 构成的电容器的电容增大B .P 上电荷量保持不变C .M 点的电势比N 点的低D .M 点的电势比N 点的高解析:选D.由平行板电容器的电容C =εr S4πkd可知,当P 、Q 之间的距离d 增大时,电容器的电容C 减小,选项A 错误;而电容器两极板之间的电势差不变,根据Q =CU 可知,电容器两极板上的电荷量减小,选项B 错误;此时电容器对外放电,故M 点的电势高于N 点的电势,选项C 错误,D 正确. 二、双项选择题 5.图1-8-10如图1-8-10所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带电量为Q ,P 是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是( ) A .若将电容器的上板左移一点,则两板间场强增大 B .若将电容器的下板上移一点,则P 点的电势升高 C .若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大 D .若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小解析:选AD.充电后与电源断开,电量保持不变.上板左移,正对面积减小,C 减小,由C =Q U 知U 增大,由E =Ud 知E 增大,A 对;下板上移,由E =4πkQ εr S 知,E 不变,由U =E ·d 知,两板电势差U 变小,正极板与P 点的电势差不变,故B 、C 错D 对. 6.(2013·广东仲元中学月考)如图1-8-11所示,四个图象描述了对给定的电容器充电时,电容器电量Q 、电压U 和电容C 三者的关系,正确的图象有( )图1-8-11解析:选CD.电容器电容的大小是由其本身因素决定的,与电压U 及电量Q 无关,故A 、B 错,D 对;由公式Q =CU 可知,电量Q 与电压U 成正比,故C 对,正确答案为C 、D. 7.图1-8-12如图1-8-12所示,平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,下列说法中正确的是( )A .保持S 闭合,将A 板向B 板靠近,则θ增大 B .保持S 闭合,将A 板向B 板靠近,则θ不变C .断开S ,将A 板向B 板靠近,则θ增大D .断开S ,将A 板向B 板靠近,则θ不变解析:选AD.保持S 闭合,则电容器两极板间的电压不变,由E =Ud 可知,当A 板向B 板靠近时,E 增大,θ增大,A 正确,B 错误;断开S ,则两板带电荷量不变,则Q =CU =εr SU4πkd =εr S4πkE 可知,将A 板向B 板靠近,并不改变板间电场强度,故θ不变,D 正确,C 错误. 8.图1-8-13如图1-8-13所示,两极板间距为d 的平行板电容器与一电源连接,电键S 闭合,电容器两板间有一质量为m 、带电荷量为q 的微粒静止不动,下列叙述中正确的是( ) A .微粒带的是正电B .两极板的电压等于mgd /qC .断开电键S ,微粒将向下做加速运动D .保持电键S 闭合,把电容器两极板距离增大,微粒将向下做加速运动解析:选BD.由平衡条件知,微粒受电场力向上,故带负电,A 错;由q ·U d =mg 得:U =mgdq ,B 对;断开电键后,微粒仍静止,C 错;S 闭合,d 增大,由E =Ud 知,E 减小,qE <mg ,向下加速,D 对. 9.(2012·清华附中高二期中)如图1-8-14所示,当待测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动.如果测出了电容的变化,就能知道物体位移的变化.若电容器的电容变大,则物体的位移可能的变化是( )图1-8-14A .加速向右移动B .加速向左移动C .减速向右移动D .减速向左移动解析:选BD.本题由于相对介电常数εr ,发生变化而引起电容器电容C 的变化,根据C =εr S4πkd 可知:当电容C 变大时,εr 应该增大,电介质板应向左移动,所以选项B 、D 正确. 三、非选择题10.图1-8-15如图1-8-15所示,有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片,这两片金属片组成一个小电容器,该电容器的电容C 可用公式C =εS d 计算,式中常量ε=9×10-12 F/ m ,S 表示金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离,当键按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了,从而给出相应的信号,设每个金属片的正对面积为50 mm 2,键未按下时两金属片的距离为0.6 mm ,如果电容变化0.25 pF ,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下多少?解析:设金属片的原距离为d ,金属片被按下Δd 时电容变化ΔC =0.25 pF , 此时金属片间距为(d -Δd ), 则C 1=εS d ,C 2=εS d -Δd. ΔC =C 2-C 1=εS ⎝⎛⎭⎫1d -Δd -1d ,代入数据得Δd =0.15 mm.答案:0.15 mm图1-8-1611.如图1-8-16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 =1.20×10-3m ,取g =10 m/s 2,求: (1)该电容器所带电量.(2)若板间有一带电微粒,其质量为m =2.0×10-3 kg ,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电量为多少?带何种电荷? 解析:(1)由公式C =QU 得Q =CU =3.0×10-10×12 C =3.6×10-9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止,则qE =mg ,而E =Ud解得q =mgdU=2.0×10-3×10×1.20×10-312C=2.0×10-6 C 微粒带负电荷.答案:(1)3.6×10-9 C(2)2.0×10-6 C 负电荷 12.图1-8-17(2012·广东省实验中学高二检测)如图1-8-17所示,平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上,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:(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 板为2 cm 的C 点处的电势. 解析:(1)由电容定义式 C =Q U =6×10-860 F =1×10-9 F.(2)两板之间为匀强电场E =U d =603×10-2 V/m =2×103 V/m , 方向竖直向下.(3)C 点距A 板距离为 d AC =d -d BC =1 cmA 与C 间电势差U AC =Ed AC =20 V 又U AC =φA -φC ,φA =0 可得φC =-20 V.答案:(1)1×10-9 F (2)2×103 V/m 方向竖直向下 (3)-20 V。
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小,定义式为C =QU,电容的大小决定于电容器本身,与Q 和U 无关。
2.平行板电容器的电容决定式为C =εr S4πkd,即C 由εr 、S 、d 共同来决定。
3.平行板电容器保持电荷量不变的情况下,若只改变板间距离,则电场强度不变。
一、电容器和电容 1.电容器的组成两个彼此绝缘的导体,当靠得很近且之间存有电介质时,就组成一电容器。
2.电容器的充放电过程3.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值,公式为C =QU 。
(2)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位:1 F =106 μF =1012 pF 。
二、平行板电容器及常见电容器 1.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素:两板间距离d ,两板的正对面积S ,两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式:C =εr S 4πkd 。
2.常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分:固定电容器、可变电容器3.电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器能够长期正常工作时的电压。
(2)击穿电压:电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏。
1.自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ,若电荷量增大为2Q ,则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√) (5)电解电容器使用时,正、负极不能接反。
(√) (6)平行板电容器间插入电介质时电容变大。
(√) 2.合作探究——议一议(1)根据公式C =QU ,能否说电容C 与电容器所带的电荷量Q 成正比,与两极板间的电势差U 成反比?提示:电容是用比值法定义的物理量,不能说C 与Q 成正比,与U 成反比。
高二物理选修3-1 1.8电容器的电容一、单选题1.用比值法定义物理量是物理学中一种常用方法,以下物理量表达式中不属于比值法定义的是()A. 电源电动势B. 导体电阻C. 电容器的电容D. 电流强度2.有一个电容器,当它所带的电荷量Q=4×10-6C时,电容器两极板间的电压U=2V,这个电容器的电容大小是()A. B. F C. F D.3.如图所示为一电解电容器,根据图中的标示,判断下列说法正确的是()A. 该电容器的电容为2200法拉B. 该电容器两极间电势差为1V时,电容器带电量为C. 该电容器的电路符号为D. 该电容器的额定电压为80V,说明必须接80V电压才能正常工作4.关于电容器的电容,下列说法正确的是()A. 电容器充的电越多,电容量就越大B. 电容器的电容越大,所带电量就越多C. 电容器的电容是反映电容器容电能力的物理量,与电容器带电多少无关。
D. 电容器两极板间距离越大,电容越大。
5.一个电容器的规格是“10µF、50V”则()A. 这个电容器加上50V电压时,电容量才是B. 这个电容器的最大电容量为,带电荷量较少时,电容量小于C. 这个电容器上加的电压不能低于50VD. 这个电容器的电容量总等于6.如图所示的实验装置中,极板B接地,平行板电容器的A极板与一个灵敏的静电计相接.将B极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的场强E、静电计指针张角θ的变化情况正确的是()A. Q不变,C变小,U变大,E不变,变大B. Q变小,C变小,C不变,E不变,不变C. Q不变,C变小,C变大,E变小,变大D. Q变小,C不变,C不变,E变小,不变7.如图所示,在与直流电源相接的平行板电容器内部,有一个带电体P正好处于静止状态.下列推断正确的是( )A. S保持闭合,将A板上移一小段距离,P将会向上运动B. S保持闭合,将A板上移一小段距离,P将会向下运动C. S断开后,将A板上移一小段距离,P将会向上运动D. S断开后,将A板上移一小段距离,P将会向下运动8.如图,平行板电容器的两个极板分别为A和B,A接地,B板带有电荷量-Q,板间电场中有一固定点,若将B板固定,A板下移一些或将A板固定,B板上移一些,在这两种情况下,以下说法正确的是()A. A板下移时,平行板电容器的电容将增大B. B板上移时,平行板电容器的电容将减小C. A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势降低D. B板上移时,P点的电场强度不变,P点电势降低二、多选题9.传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )A. 若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B. 若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C. 若电流表有示数,则说明压力F发生变化D. 若电流表有示数,则说明压力F不发生变化10.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,静电计所带电荷量很少,可被忽略。
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第一章 第八节电容器的电容 同步习题 (附详解答案)1.一个平行板电容器,它的电容 ( )A .跟正对面积成正比,跟两板间的距离成正比B .跟正对面积成正比,跟两板间的距离成反比C .跟正对面积成反比,跟两板间的距离成正比D .跟正对面积成反比,跟两板间的距离成反比答案:B2.(2009·河南宝丰一中高二检测)以下说法正确的是 ( )A .由E =F q可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比 B .由公式φ=E p q可知电场中某点的电势φ与q 成反比 C .由U ab =Ed 可知,匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大,则两点间的电势差也越大D .公式C =Q /U ,电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关 答案:D3.如图所示,当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动.如果测出了电容的变化,就能知道物体位移的变化.若电容器的电容变大,则物体的位移可能的变化是 ( )A .加速向右移动B .加速向左移动C .减速向右移动D .减速向左移动 答案:BD 解析:本题由于相对介电常数ε发生变化而引起电容器的电容C 的变化,根据C =εS 4πkd可知:当电容C 变大时,ε应该增大,电介质板应向左移动,所以答案B 与D 正确. 点评:本题考查相对介电常数ε对平行板电容器电容的影响.电介质板插入电容器板间的部分越多,相对介电常数ε越大,电容C 越大,故只有电介质板移动的方向会影响ε的大小,而与加速、减速无关.4.如图所示,平行板电容器C 和电阻组成电路,当增大电容器极板间的距离时,则( )A .在回路中有从a 经R 流向b 的电流B .在回路中有从b 经R 流向a 的电流C .回路中无电流D .回路中的电流方向无法确定答案:A解析:依图知电容器a 板带正电,b 板带负电.当d 增大时,由公式C =εS /4πkd 知,电容C 减小.由于电容器一直接在电源上,故电容器两极板间的电压U 不变,所以由公式:C =Q /U ,得Q =UC ,电容器所带电量应减小,即将d 增大时,电容器应放电.电容器放电时,其电流由正极板流向负极板,即从a 板流出经R 流向b 板,所以选项A 正确.5.(2009·苍山高二检测)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ,现使B 板带电,则下列判断正确的是 ( )A .增大两极之间的距离,指针张角变大B .将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D .若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零答案:AB解析:电容器上所带电量一定,由公式C =εr S 4πkd ,当d 变大时,C 变小.再由C =Q U得U 变大.当A 板上移时,正对面积S 变小,C 也变小,U 变大,当插入玻璃板时,C 变大,U 变小,当将A 板拿走时,相当于使d 变得更大,C 更小,故U 应更大,故选A 、B.6.(2009·河南宝丰一中高二检测)一平行板电容器电容为C ,两极板水平放置,两极板间距为d ,接到电压为U 的电源上,两极板间一个质量为m 的带电液滴处于静止,此液滴的电量q =________,若将两个极板之间的距离变为d /2,带电液滴将向________运动,(填“上、下、左或右”),电容器的电容将________.(填“变大、变小、或不变”)答案:mg d U向上 变大 7.如图所示,平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60V 的恒定电源上,两板间距为3cm ,电容器带电荷量为6×10-8C ,A 极板接地.求:(1)平行板电容器的电容;(2)平行板两板间的电场强度;(3)距B 板2cm 的C 点的电势.答案:(1)1×10-9F (2)2×103V/m (3)-20V解析:(1)C =Q U =6×10-860F =1.0×10-9F (2)E =U d =60V 0.03m=2×103V/m (3)φ=Ed ′=2×103×0.01V =20V1.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置.由于电容器的电容C 取决于极板正对面积S 、极板间距离d 以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的值,如图是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用下列说法不正确的是()A.甲图的传感器可以用来测量角度B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度C.丙图的传感器可以用来测量压力D.丁图的传感器可以用来测量速度答案:D解析:丁图的传感器是位移传感器.2.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是()A.液滴将加速向下运动B.M点电势升高,液滴在M点的电势能将减小C.M点的电场强度变小了D.在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同答案:BD解析:当将a向下平移时,板间场强增大,则液滴所受电场力增大,液滴将向上加速运动,A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变,由U=Ed可知M点电势将升高,液滴的电势能将减小,B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变,所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同,D正确.3.如图所示,为一只电容式传感器部分构件的示意图.当动片(实线圈)和定片(虚线圈)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时,电容C便发生变化,于是通过测量电容C的变化情况就可以知道θ的变化情况.那么,在图中,能正确反映C和θ间函数关系的是()答案:D4.如图所示,平行金属板AB间的距离为6cm,电势差是300V.将一块3cm厚的矩形空腔导体放入AB两板之间,它的左侧面P与A板平行,且距A板1cm.C是A、B两板正中央的一点,则C点的电势是________V.答案:200解析:E =U d =300(6-3)×10-2V/m =10000V/m.C 点电势即CB 间电势差,即:U ′=Ed ′=10000×2×10-2V =200V .5.如图所示,水平放置面积相同的两金属板A 、B .A 板挂在天平的一端,B 板用绝缘支架固定,当天平平衡时,两极板间的距离为5mm ,若在两板间加400V 电压后,在天平右端要增加4g 砝码,天平才能恢复平衡,可见金属板A 所带的电荷量为________C.答案:5×10-7 解析:在AB 间加上电压后,A 板受到电场力EQ =U d·Q =Δmg 所以Q =Δmg ·d /U =4×10-3×10×5×10-3/400C =5×10-7C6.如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8cm ,两板间的电势差为300V ,如果两板间电势差减小到60V ,则带电小球运动到极板上需多长时间?答案:4.5×10-2s.解析:取带电小球为研究对象,设它带电荷量为q ,则带电小球受重力mg 和电场力qE 的作用.当U 1=300V 时,小球平衡:mg =q U 1d① 当U 2=60V 时,带电小球向下板做匀加速直线运动:mg -q U 2d=ma ② 又h =12at 2③ 由①②③得:t =2U 1h (U 1-U 2)g =2×0.8×10-2×300(300-60)×10s =4.5×10-2s. 7.如图所示,两块水平放置的平行金属板a 、b ,相距为d ,组成一个电容为C 的平行板电容器,a 板接地,a 板的正中央有一小孔B .从B 孔正上方h 处的A 点,一滴一滴地由静止滴下质量为m 、电量为q 的带电油滴,油滴穿过B 孔后落到b 板,把全部电量传给b 板,若不计空气阻力及板外电场.问:(1)第几滴油滴将在a 、b 板间作匀速直线运动?(2)能达到b 板的液滴不会超过多少滴?答案:mgdC q 2+1,mgC (h +d )q 2+1. 解析:理解液滴在板间作匀速运动的条件、到达b 板液滴不会超过多少滴的含义.(1)当液滴在a 、b 间作匀速运动时,Eq =mg .设这时已有n 滴液滴落在b 板,板间场强为E =U d =nq dC ,n =mgdC q 2.作匀速运动的应是第mgdC q 2+1滴; (2)设第N 滴正好到达b 板,则它到达b 板的速度正好为零.此时b 板的带电量Q ′=(N -1)q ,a 、b 间的电压U =(N -1)q C .根据动能定理:mg (h +d )-qU =0,N =mgC (h +d )q 2+1.能够到达b 板的液滴不会超过mgC (h +d )q 2+1滴. a。
1.8电容器的电容1.如下图,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板 间有一固定在P 点的点电荷,以E 表示两极板间的电场强度,E p 表示点电荷在P 点的电势能,B 表示静电计指针的偏角.假设保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,那么〔 〕A . A 、B 平行板电容器的电容减小 B . A 、B 两板间的电场强度增大C . A 、B 两板上的电荷量变小D .有电流从b 向a 流过灵敏电流计4 .〔多项选择〕某电容式话筒的原理示意图如下图, E 为电源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属极板,对着话筒说话时,A .B 增大,E 增大C . B 减小,E p 增大2.〔多项选择〕如下图,平行板电容器的两个极板为P ,假设将B 极板固定,A 极板下移一些,或者将B . B 增大,E P 不变 D . B 减小,E 不变A 、B , B 极板接地,A 极板带有电荷量+ Q ,板间电场有一固定点 A 极板固定,B 极板上移一些,在这两种情况下,以下说法正确的P 点的电场强度不变, P 点电势不变 P 点的电场强度不变, P 点电势升高P 点的电场强度不变, P 点电势降低P 点的电场强度减小, P 点电势降低3. 〔2021温州模拟〕工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图 所示传感器.其中 A 、B 为平行板电容器的上、下两个极板,上、下位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上 .当流水线上通过的产品厚度增大时,以下说法正确的选项是〔 〕A . A 极板下移时,B . A 极板下移时,C . B 极板上移时,D . B 极板上移时,A • P、Q构成的电容器的电容增大B. P上电荷量变少C. M点的电势比N点的低 D . M点的电势比N点的高5•如下图,在开关S闭合时,质量为m的带电液滴处于静止状态,那么,以下判断正确的选项是〔 ---- -------- IA •开关S断开,极板上电荷量将减小,电压降低B •开关S断开,极板间距离减小,那么极板上电荷量减小C.开关S断开,极板间距离减小,那么极板间的电压减小D•开关S断开,极板间距离减小,那么带电液滴向下运动6.〔多项选择〕〔2021雅安市雨城区期中〕如下图,两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连,间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态•以下说法正确的选项是〔〕——=©!-nAH *4I —15A .假设将B板向上平移一小段距离,那么油滴向下加速运动,G中有b的电流B. 假设将B板向左平移一小段距离,那么油滴仍然静止,G中有b T a的电流C. 假设将S断开,A向左平移一小段距离,那么油滴向上加速运动,G中无电流D •假设将S断开,再将A板向下平移一小段位移,那么油滴仍静止,G中无电流7•如下图,平行板电容器两极板A、B与电池两极相连,一带正电小球悬挂在电容器内部•闭合开关后悬线偏离竖直方向夹角为那么〔〕S闭合后,两板S,充电完毕A .保持S闭合,将A板向B板靠近,那么B增大B .保持S闭合,将A板向B板靠近,那么B不变C.断开S,将A板向B板靠近,那么B增大D •断开S,将A板向B板靠近,那么B不变8•如下图,平行板电容器与电压恒定的直流电源连接,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,那么()A .带电油滴将沿竖直方向向上运动B. P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小D.电容器的电容减小,极板带电荷量将增大—10 —3 9•如下图,一平行板电容器接在U= 12 V的直流电源上,电容C= 3.0氷0 F,两极板间距离d= 1.20 X O m, g取10 m/s2,求:(1)该电容器所带电荷量.⑵假设板间有一带电微粒,其质量m = 2.0为0—3 kg,恰在板间处于静止状态,那么该微粒带电荷量为多少?带何种电荷?10.如下图,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 X—810 C, A极板接地•求:(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;⑶距B板2 cm的M点处的电势.参考答案1.如下图,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两极板间的电场强度,E p表示点电荷在P点的电势能,B表示静电计指针的偏角.假设保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,那么〔〕A . B增大,E增大B. B增大,E P不变C. B减小,E p增大D. B减小,E不变【答案】D【解析】平行板电容器电荷量恒定不变,上极板向下移动时,两板间的距离减小,根据C = -T rS可知,电容C增大,4 n d根据C = Q可知,电压U减小,静电计指针偏角减小,两板间的电场强度 E = U= -Q= ¥•企;电场强度不变,根据U d Cd S 牟匀强电场电势差与电场强度的关系可知,如=El,电势能E p= Elq,电荷在P点的电势能保持不变,D选项正确.4. 〔多项选择〕如下图,平行板电容器的两个极板为A、B, B极板接地,A极板带有电荷量+ Q,板间电场有一固定点P,假设将B极板固定,A极板下移一些,或者将A极板固定,B极板上移一些,在这两种情况下,以下说法正确的A . A极板下移时,P点的电场强度不变,P点电势不变B . A极板下移时,P点的电场强度不变,P点电势升高C. B极板上移时,P点的电场强度不变,P点电势降低D . B极板上移时,P点的电场强度减小,P点电势降低【答案】AC【解析】电容器充电结束后,两极板所带电量不变,A极板下移时,根据C^r rS,解得E = U =-Q= Q•水,P点4 n d d Cd S &的电场强度E不变.P点与下板的距离不变,根据公式U = Ed , P点与下板的电势差不变,那么P点的电势不变,A选项正确,B选项错误;B板上移时,同理得知,P点的电场强度不变,根据公式U = Ed, P点与下板的电势差减小,而P点的电势高于下板的电势,下板的电势为零,所以P点电势降低,C选项正确,D选项错误.5. 〔2021温州模拟〕工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示传感器.其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,上、下位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极B . A 、 B 两板间的电场强度增大D .有电流从b 向a 流过灵敏电流计【答案】D【解析】根据平行板电容器的决定式 。
1.8电容器的电容同步训练一、单选题(共30分)1.(本题3分)如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A接地,极板B与一个灵敏静电计的金属小球相连接,将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的场强E的变化情况是()A.Q不变,C变小,U变大,E不变B.Q不变,C变小,U变大,E变小C.Q变小,C不变,U不变,E变小D.Q变小,C变小,U不变,E不变2.(本题3分)电容器是一种重要的电学元件,有广泛的应用。
它能够储存电荷,其储存电荷的特性可以用电容来描述。
关于电容器的电容,下列说法正确的是()A.电容器的电容只由它本身决定B.电容器不带电时,其电容为零C.电容器所带电荷量越多,其电容越大D.电容器两极板间电势差越小,其电容越大3.(本题3分)下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是()A.由FEq=知,电场中某点的电场强度与检验电荷所带的电荷量成反比B.由QCU=知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比C .由2Q E k r =知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D .由AB AB W U q=知,带电荷量为1 C 的正电荷,从A 点到B 点克服电场力做功1 J ,则A 、B 两点的电势差为-1V4.(本题3分)如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置,探究过程中,平行板电容器充电完成后与电源断开连接,以下说法正确的是( )A .A 板与静电计的指针带的是异号电荷B .甲图中将B 板上移,静电计的指针偏角减小C .乙图中将B 板左移,静电计的指针偏角减小D .丙图中将电介质插入两板之间,静电计的指针偏角减小5.(本题3分)传感器是智能社会的基础元件。
如图为电容式位移传感器的示意图,观测电容器两极板间电势差U 及电容器带电量Q 的变化即可分析物体水平位移x 的变化情况,以下说法正确的是( )A .电容器的电容变大,说明物体一定向x +运动B .电容器的电容变大,说明物体一定向x -运动C .无论物体怎样移动,Q 和U 的比值Q U保持不变 D .无论物体怎样移动Q 和U 变化量的比值ΔΔQ U始终保持不变6.(本题3分)如图所示,一对面积较大的平行板电容器水平放置,带等量异种电荷,B板固定且接地,A板用绝缘线悬挂,P为两板中点。
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步测试电容器的电容【答案】1.由电容器的电容的定义式C=Q/U可知( )A.电容器不带电,则电容C为零B.电容与电容器所带的电荷量成正比,与电势差U成反比C.电容C与所带电荷量Q的多少无关D.电容在数值上等于使两板间的电压增加1V时所需增加的电荷量2.一个电解电容器的外壳上标明的是“16V、47uF”这表明( )A.如果电压超过16V,电容器就会被击穿B.电容器在低于16V电压工作时,电容将小于47微法C.电容两极可以任意与电源正负极相连D.要使电容器正常工作,电压不得超过16V3.将平行板电容器与静电计连接,充电后撤去电源,静电计指针张开某一角度θ,如图所示,若将电容器两极间距离增大,则( )A.两极板间电势差不变,θ不变B.两极板间电势差减小,θ减小C.电容器电容减小,θ变小D.电容器电容减小,θ变大4.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示.闭合开关S,电容器充电完成后( )A.保持S闭合,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小B.保持S闭合,在两极板间插入一块绝缘介质,则极板上的电荷量减小C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的场强增大D.断开S,在两极板间插入一块绝缘介质,则两极板间的电势差减小5.某平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,相距为d,今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷,则它受到的电场力大小为( )A. QqCdB.2QqCdC.22kQqdD.24kQqd6.如图所示,一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部,闭合S后,小球静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,则( )A.S闭合,减小A、B板间的距离,则夹角θ增大B.S闭合,减小A、B板间的距离,则夹角θ减小C.S断开,使B板竖直向上移动,则夹角θ不变D.S断开,增大A、B板间的距离,则夹角θ不变7.如图所示,在水平放置两平行金属板M、N之间的P点,固定有一个带电荷量为-q的点电荷,两金属板通过电阻R接到直流电源上,其中N板接地( )A.当保持其他条件不变,而将M板向上移动的过程中,两极板间的电场变强B.当保持其他条件不变,而将M板向上移动的过程中,通过R的电流方向向左C.当保持其他条件不变,而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比,P处点电荷的电势能变大D.当保持其他条件不变,将电容器与电源断开,若M板向上移动到某处稳定后与移动前相比,P处点电荷的电势能变小8.一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点,如图所示,以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,p E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,则( )A.U变小,E不变B.E变大,p E变大C.U变小,p E不变D.U不变,p E不变9.如图所示,a b、为平行金属板,静电计的外壳接地,合上开关S后,静电计的指针张开一个较小的角度,能使角度增大的办法是( )A.使a b、板的距离增大一些B.使a b、板的正对面积减小一些C.断开S,使a b、板的距离增大一些D.断开S,使a b、板的正对面积增大一些10.如图所示是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素有关的实验装置。
[同步检测]1.下列关于电容器和电容的说法中,正确的是 ( )A .根据C=Q /U 可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,跟两板间的电压成反比B .对于确定的电容器,其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C .无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零),它所带的电荷量与电压比值恒定不变D .电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与加在两板上的电压无关2.如图1—7—5所示,在开关S 闭合时,质量为m 的带电液滴处于静止状态,那么,下列判断正确的是 ( )A .开关S 断开,极板上电荷量将减小,电压降低B .开关S 断开,极板间距离减小,则极板上电荷量减小C .开关S 断开.极板间距离减小,则极板间的电压减小D .开关S 断开,极板间距离减小,则带电液滴向下运动 3.如图l —7—6中,是描述电容C 、带电荷量Q 、电势差U 之间的相互关系的图线,对于给定的电容器,关系正确的是 ( )4.电容器A 的电容比电容器B 的电容大,这表明 ( )A .A 所带的电荷量比B 多B .A 比B 有更大的容纳电荷的本领C .A 的体积比B 大D .两电容器的电压都改变1 V 时,A 的电荷量改变比B 的大 5.如图1—7—7所示,先接通S 使电容器充电,然后断开S .当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q 、电容C 、两板间电势差U ,电容器两极板间场强E 的变化情况是 ( )A .Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小B .Q 变小,C 变小,U 不变,E 不变C .Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变D .Q 不变,C 变小,U 变小,E 变小6.平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后与静电计相连,如图1—7—8,要使静电计指针张角变大.下列措施中可行的是 ()图l —7— 6图l —7—7图1—7—5A .A 板向上移动B .B 板向右移动C .A 、B 之间插入电介质D .使两板带的电荷量减小7.如图1—7—9所示,A 、B 是平行板电容器的两个极板,B 板接地,A 板带有电荷量+Q ,板间电场中有一固定点P ,若将B 板固定,A 板下移一些;或者将A 板固定,B 板上移一些,在这两种情况下,以下说法中正确的是 ( )A .A 板下移时,P 点的电场强度不变,P 点电势不变B .A 板下移时,P 点的电场强度不变,P 点电势升高C .B 板上移时,P 点的电场强度不变,P 点电势降低D .B 板上移时,P 点的电场强度减小,P 点电势降低 8.一个平行板电容器,当其电荷量增加ΔQ =1.0×10-6C 时,两板间的电压升高ΔU =10 V ,则此电容器的电容C =F .若两板间电压为35 V ,此时电容器的带电荷量Q =C.9.平行板电容器两板间距为4cm ,带电5.0×10-8C ,板间电场强度为4.5×104N /C ,则其电容C =F ,若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4,则其电容变为.10.如图l —7—10所示,平行放置的金屑板A 、B 组成一只平行板电容器,对以下两种情况:(1)保持开关S 闭合,使A 板向右平移错开一些;(2)S 闭合后再断开,然后使A 板向上平移拉开些.讨论电容器两扳间的电势差U 、电荷量Q 、板间场强E 的变化情况.11.如图1—7—11中.下列几种电路情况中有无电流?若有电流,电阻R 上电流方向如何?①合上开关S 瞬间;②合上S 后又将电容器C 的两板距离增大.图l —7—9图l —7—10图l —7—11[综合评价]1.关于电容器的充放电,下列说法中正确的是( )A.充放电过程中外电路有瞬间电流B.充放电过程中外电路有恒定电流C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减小2.一平行板电容器始终与电池相连,现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间,与未插电介质时相比( ).A.电容器所带的电荷量增大B.电容器的电容增大C.两极板间各处电场强度减小D.两极板间的电势差减小3.下列关于电容器的说法中,正确的是( ).A.电容越大的电容器,带电荷量也一定越多B.电容器不带电时,其电容为零C.由C=Q/U可知,C不变时,只要Q不断增加,则U可无限制地增大D.电容器的电容跟它是否带电无关4.一个电容器的规格是“10µF、50V”则( ).A.这个电容器加上50V电压时,电容量才是10µFB.这个电容器的最大电容量为10µF ,带电荷量较少时,电容量小于10µFC.这个电容器上加的电压不能低于50VD.这个电容器的电容量总等于10µF5.1999年7月12日日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流,在检测此次重大事故中应用了非电荷量变化(冷却剂外泄使管中液面变化)转移为电信号的自动化测量技术.图1-7-12是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图,容器中装有导电液体,是电容器的一个电极,中间的芯柱图l—7—12是电容器的另一个电极,芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质.电容器的两个电极分别用导线接在指示器上,指示器上显示的是电容的大小,但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低,为此,以下说法中正确的是:()A.如果指示器显示出电容增大了.则两电极正对面积增大.必液面升高B.如果指示器显示出电容减小了.则两电极正对面积增大,必液面升高C.如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积减小,必液面降低图l—7—13D .如果指示器显示出电容减小了.则两电极正对面积增大.必液面降低6、传感器是一种采集信息的重要器件.如图1—7-13所示是一种测定压力的电容式传感器,A 为固定电极,B 为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器.可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容.现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转.当待测压力增大时,以下说法正确的是:()A.电容器的电容将减小B.电容器的电荷量将增加C.灵敏电流表的指针向左偏D.灵敏电流表的指针向右偏7.平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合开关S ,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,如图1—7—14所示.那么 ( )A .保持开关S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大B .保持开关S 闭合,带正电的A 板向B 板靠近,则θ椤不变C .开关S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ增大D .开关S 断开,带正电的A 板向B 板靠近,则θ不变8.图1—7—15所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中 ( )A .电阻R 中没有电流B .电容器的电容变小C .电阻R 中有从a 流向b 的电流D .电阻R 中有从b 流向a 的电流9.如图1—7—16所示,两平行金属板水平放置并接到电源上,一个带电微粒P 位于两板间恰好平衡,现用外力将P 固定住,然后使两板各绕其中点转过α角,如图虚线所示,再撤去外力,则带电微粒P 在两板间 ( )A .保持静止B .水平向左做直线运动C .向右下方运动D .不知α角的值无法确定P 的运动状态10.如图1—7—17所示,在与直流电源相接的平行板电容器内部,有一个 图l —7—14图l —7—15 图l —7—16。
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第一章 第八节电容器的电容 同步习题 (附详解答案)
1.一个平行板电容器,它的电容 ( )
A .跟正对面积成正比,跟两板间的距离成正比
B .跟正对面积成正比,跟两板间的距离成反比
C .跟正对面积成反比,跟两板间的距离成正比
D .跟正对面积成反比,跟两板间的距离成反比
答案:B
2.(2009·河南宝丰一中高二检测)以下说法正确的是 ( )
A .由E =F q
可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比 B .由公式φ=E p q
可知电场中某点的电势φ与q 成反比 C .由U ab =Ed 可知,匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大,则两点间的电势差也越大
D .公式C =Q /U ,电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关 答案:D
3.如图所示,当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动.如果测出了电容的变化,就能知道物体位移的变化.若电容器的电容变大,则物体的位移可能的变化是 ( )
A .加速向右移动
B .加速向左移动
C .减速向右移动
D .减速向左移动 答案:BD 解析:本题由于相对介电常数ε发生变化而引起电容器的电容C 的变化,根据C =εS 4πkd
可知:当电容C 变大时,ε应该增大,电介质板应向左移动,所以答案B 与D 正确. 点评:本题考查相对介电常数ε对平行板电容器电容的影响.电介质板插入电容器板间的部分越多,相对介电常数ε越大,电容C 越大,故只有电介质板移动的方向会影响ε的大小,而与加速、减速无关.
4.如图所示,平行板电容器C 和电阻组成电路,当增大电容器极板间的距离时,则( )
A .在回路中有从a 经R 流向b 的电流
B .在回路中有从b 经R 流向a 的电流
C .回路中无电流
D .回路中的电流方向无法确定
答案:A
解析:依图知电容器a 板带正电,b 板带负电.当d 增大时,由公式C =εS /4πkd 知,电容C 减小.由于电容器一直接在电源上,故电容器两极板间的电压U 不变,所以由公式:C =Q /U ,得Q =UC ,电容器所带电量应减小,即将d 增大时,电容器应放电.电容器放电时,其电流由正极板流向负极板,即从a 板流出经R 流向b 板,所以选项A 正确.
5.(2009·苍山高二检测)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ,现使B 板带电,则下列判断正确的是 ( )
A .增大两极之间的距离,指针张角变大
B .将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大
C .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大
D .若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零
答案:AB
解析:电容器上所带电量一定,由公式C =εr S 4πkd ,当d 变大时,C 变小.再由C =Q U
得U 变大.当A 板上移时,正对面积S 变小,C 也变小,U 变大,当插入玻璃板时,C 变大,U 变小,当将A 板拿走时,相当于使d 变得更大,C 更小,故U 应更大,故选A 、B.
6.(2009·河南宝丰一中高二检测)一平行板电容器电容为C ,两极板水平放置,两极板间距为d ,接到电压为U 的电源上,两极板间一个质量为m 的带电液滴处于静止,此液滴的电量q =________,若将两个极板之间的距离变为d /2,带电液滴将向________运动,(填“上、下、左或右”),电容器的电容将________.(填“变大、变小、或不变”)
答案:mg d U
向上 变大 7.如图所示,平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60V 的恒定电源上,两
板间距为3cm ,电容器带电荷量为6×10-8C ,A 极板接地.求:
(1)平行板电容器的电容;
(2)平行板两板间的电场强度;
(3)距B 板2cm 的C 点的电势.
答案:(1)1×10-9F (2)2×103V/m (3)-20V
解析:(1)C =Q U =6×10-860
F =1.0×10-9F (2)E =U d =60V 0.03m
=2×103V/m (3)φ=Ed ′=2×103×0.01V =20V
1.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置.由于电容器的电容C 取决于极板正对面积S 、极板间距离d 以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的值,如图是四种电容式传感
器的示意图,关于这四种传感器的作用下列说法不正确的是()
A.甲图的传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器可以用来测量速度
答案:D
解析:丁图的传感器是位移传感器.
2.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是()
A.液滴将加速向下运动
B.M点电势升高,液滴在M点的电势能将减小
C.M点的电场强度变小了
D.在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同
答案:BD
解析:当将a向下平移时,板间场强增大,则液滴所受电场力增大,液滴将向上加速运动,A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变,由U=Ed可知M点电势将升高,液滴的电势能将减小,B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变,所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同,D正确.
3.如图所示,为一只电容式传感器部分构件的示意图.当动片(实线圈)和定片(虚线圈)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时,电容C便发生变化,于是通过测量电容C的变化情况就可以知道θ的变化情况.那么,在图中,能正确反映C和θ间函数关系的是()
答案:D
4.如图所示,平行金属板AB间的距离为6cm,电势差是300V.将一块3cm厚的矩形空腔导体放入AB两板之间,它的左侧面P与A板平行,且距A板1cm.C是A、B两板正中央的一点,则C点的电势是________V.
答案:200
解析:E =U d =300(6-3)×10-2
V/m =10000V/m.C 点电势即CB 间电势差,即:U ′=Ed ′=10000×2×10-2V =200V .
5.如图所示,水平放置面积相同的两金属板A 、B .A 板挂在天平的一端,B 板用绝缘支架固定,当天平平衡时,两极板间的距离为5mm ,若在两板间加400V 电压后,在天平右端要增加4g 砝码,天平才能恢复平衡,可见金属板A 所带的电荷量为________C.
答案:5×10-7 解析:在AB 间加上电压后,A 板受到电场力EQ =U d
·Q =Δmg 所以Q =Δmg ·d /U =4×10-3×10×5×10-3/400C =5×10-7C
6.如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8cm ,两板间的电势差为300V ,如果两板间电势差减小到60V ,则带电小球运动到极板上需多长时间?
答案:4.5×10-2s.
解析:取带电小球为研究对象,设它带电荷量为q ,则带电小球受重力mg 和电场力qE 的作用.
当U 1=300V 时,小球平衡:mg =q U 1d
① 当U 2=60V 时,带电小球向下板做匀加速直线运动:
mg -q U 2d
=ma ② 又h =12
at 2③ 由①②③得:
t =2U 1h (U 1-U 2)g =2×0.8×10-2×300(300-60)×10
s =4.5×10-2s. 7.如图所示,两块水平放置的平行金属板a 、b ,相距为d ,组成一个电容为C 的平行板电容器,a 板接地,a 板的正中央有一小孔B .从B 孔正上方h 处的A 点,一滴一滴地由静止滴下质量为m 、电量为q 的带电油滴,油滴穿过B 孔后落到b 板,把全部电量传给b 板,若不计空气阻力及板外电场.问:
(1)第几滴油滴将在a 、b 板间作匀速直线运动?
(2)能达到b 板的液滴不会超过多少滴?
答案:mgdC q 2+1,mgC (h +d )q 2
+1. 解析:理解液滴在板间作匀速运动的条件、到达b 板液滴不会超过多少滴的含义.
(1)当液滴在a 、b 间作匀速运动时,Eq =mg .设这时已有n 滴液滴落在b 板,板间场强为E =U d =nq dC ,n =mgdC q 2.作匀速运动的应是第mgdC q 2+1滴; (2)设第N 滴正好到达b 板,则它到达b 板的速度正好为零.此时b 板的带电量Q ′=
(N -1)q ,a 、b 间的电压U =(N -1)q C .根据动能定理:mg (h +d )-qU =0,N =mgC (h +d )q 2
+1.能够到达b 板的液滴不会超过mgC (h +d )q 2
+1滴. a。