2022-2023學年高中物理 第一章 靜電場 第8節(jié) 電容器的電容課時作業(yè) 新人教版選修3-1

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1、2022-2023學年高中物理 第一章 靜電場 第8節(jié) 電容器的電容課時作業(yè) 新人教版選修3-1 1．下列關于電容器及其電容的敘述正確的是(　　) A．任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體，就組成了電容器，跟這兩個導體是否帶電無關 B．電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和 C．電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比 D．一個固定電容器的電荷量增加ΔQ＝1．0×10－6 C時，兩板間電壓升高10 V，則電容器的電容無法確定 解析：選A．電容器既然是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的能力，A正確；電容器所帶的電荷量指任一極板電荷量的絕對值，B錯誤；電容器的電容由電

2、容器結構決定，不隨帶電荷量的變化而變化，C錯誤；由C＝＝可求電容器的電容，D錯誤． 2． 某位移式傳感器的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，平行金屬板A、B和介質P構成電容器，當可移動介質P向左勻速移出的過程中(　　) A．電容器的電容變大 B．電容器的電荷量保持不變 C．M點的電勢比N點的電勢低 D．流過電阻R的電流方向從M到N 解析：選D．當可移動介質P向左勻速移出的過程中，介電常數(shù)減小，電容器電容變小，選項A錯誤；電容器的電壓等于電源電動勢不變，電荷量Q＝CU減小，選項B錯誤；電容器放電，電流方向M→R→N，M點的電勢比N點的電勢高，選項C錯誤，D正確． 3．

3、 (2018·江西臨川一中質檢)如圖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，A為固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，C為導電液體．已知靈敏電流計指針偏轉方向與電流方向的關系為電流從左邊接線柱流進電流計，指針向左偏．如果在導電液體的深度h發(fā)生變化時觀察到指針正向左偏轉，則(　　) A．導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大 B．導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大 C．導體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小 D．導體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小 解析：選D．電流計指針向左偏轉，說明流過電流計G的電流由左→右，則導體

4、芯A所帶電荷量在減小，由Q＝CU可知，導體芯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．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間電勢差為U1，板間電場強度為E1．現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間電場強度為E2，下列說法正確的是(　　) A．U2＝U1，E2＝E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1 C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1 解析：選C．由公式E＝、C＝和C∝可得E∝，所以Q加倍，E也加倍，再由U＝Ed可得U相等，C正確． [課時作業(yè)] [學生用書P123(單

5、獨成冊)] 一、單項選擇題 1． 如圖所示，為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40 V降低到36 V，對電容器來說正確的是(　　) A．是充電過程 B．是放電過程 C．該電容器的電容為5．0×10－2 F D．該電容器所帶電荷量的變化量為0．20 C 解析：選B．由Q＝CU知，U降低，Q減小，故為放電過程，A錯，B對；由C＝＝ F＝5×10－3 F，可知C錯；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0．02 C，D錯． 2．一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，其電容C和兩極板間的電勢差U

6、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 解析：選B．由公式C＝知，在兩極板間插入一電介質，其電容C增大，由公式C＝知，電荷量不變時U減小，B正確． 3．一個空氣平行板電容器，極板間距離為d，正對面積為S，充上電荷量Q后，兩極板間電壓為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是(　　) A．將電壓變?yōu)? B．將帶電荷量變?yōu)?Q C．將極板正對面積變?yōu)? D．將兩極板間距離變?yōu)? 解析：選D．電容器的電容與電容器極板上的電荷量、極板間電壓無關，故選項A、B錯誤；由電容的決定式C＝可知選項D正確，C錯誤． 4． 如圖

7、所示是一只利用電容器電容(C)測量角度(θ)的電容式傳感器的示意圖，當動片和定片之間的角度(θ)發(fā)生變化時，電容(C)便發(fā)生變化，于是通過知道電容(C)的變化情況就可以知道角度(θ)的變化情況．下列圖象中，最能正確反映角度(θ)與電容(C)之間關系的是(　　) 解析：選B．兩極板正對面積S＝(π－θ)R2，則S∝(π－θ)，又因為C∝S，所以C∝(π－θ)，令C＝k(π－θ)，解得θ＝π－(k為常數(shù))，所以B正確． 5． 如圖所示，將平行板電容器接在電池組兩極間，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止狀態(tài)．若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則(　　) A．電容器帶電荷量不變 B．電

8、源中將有電流從正極流出 C．塵埃仍靜止 D．電流計中將有電流，電流方向b→a 解析：選C．電容器與電池組連接，其電壓不變，帶電塵埃靜止，靜電力與重力平衡，qE＝mg，兩極板錯開時電場強度不變，故C正確；因電容減小，由Q＝CU知電荷量Q減小，電容器放電，電流方向a→b，A、B、D錯誤． 6． 如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B接于電源兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內部，閉合S，電容器充電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為θ，下列說法中正確的是(　　) A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大 B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變 C．斷開S，將A板向B板靠近，則θ增大

9、 D．斷開S，將A板向B板靠近，則θ減小 解析：選A．保持S閉合，則電容器兩極板間的電壓不變，由E＝可知，當A板向B板靠近時，E增大，θ增大，選項A正確，B錯誤；斷開S，則兩極板帶的電荷量不變，由Q＝CU＝＝E可知，將A板向B板靠近，并不改變極板間的電場強度，故θ不變，選項C、D錯誤． 7． 如圖，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．當把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P開始運動．重力加速度為g．粒子運動的加速度為(　　) A．g B．g C．g D．g 解析：

10、選A．帶電粒子在電容器兩極板間時受到重力和電場力的作用，最初處于靜止狀態(tài)，由二力平衡條件可得：mg＝q；當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，引起電場強度發(fā)生了變化，從而電場力也發(fā)生了變化，粒子受力不再平衡，產生了加速度，根據牛頓第二定律ma＝mg－q，兩式聯(lián)立可得a＝g． 二、多項選擇題 8．一個電容器的規(guī)格是“100 μF、25 V”，對這兩個數(shù)據的理解正確的是(　　) A．這個電容器加上25 V電壓時，電容才是100 μF B．這個電容器最大電容是100 μF，當帶電荷量較小時，電容小于100 μF C．這個電容器所加電壓不能高

11、于25 V D．這個電容器所加電壓可以低于25 V，但電容不變，總是100 μF 解析：選CD．100 μF代表電容器的電容，與所帶電荷量和所加電壓無關，25 V是指電容器耐壓值為25 V，當其兩端電壓超過25 V時，電容器將被擊穿． 9．連接在電源兩極上的平行板電容器，當兩極板間距離減小時(　　) A．電容器的電容C變大 B．電容器極板的帶電荷量變大 C．電容器兩極板間的電勢差U變大 D．電容器兩極板間的電場強度E變大 解析：選ABD．電容器兩極板間距離減小，由C∝得其電容變大，所以A正確；因為電容器連在電源上，所以兩極板間的電壓保持不變，故C錯誤；由Q＝CU得電容器所帶電荷

12、量變大，所以B正確；由E＝知，兩極板間的場強變大，所以D正確． 10． 一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點，如圖所示，以E表示兩極板間的電場強度，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點的電勢能，若保持負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則(　　) A．U變小，E不變 B．E變大，Ep變大 C．U變小，Ep不變 D．U不變，Ep不變 解析：選AC．電容器充電后與電源斷開，說明電容器帶的電荷量不變．由C∝，U＝，推出U∝d，因此正極板向負極板接近，即d變小時，U變??；又由E＝，U∝d，故E不變，選項A正確，選項B、D

13、錯誤．負極板接地即以負極板作為零電勢點，電場強度E不變，P點的電勢不變，正電荷在P點的電勢能也不變，選項C正確． 三、非選擇題 11． 如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為U＝60 V的恒壓電源上，兩極板間距為d＝3 cm，電容器帶電荷量為Q＝6×10－8 C，A極板接地．求： (1)平行板電容器的電容C； (2)平行板電容器兩板之間的電場強度E； (3)距B板為2 cm的P點處的電勢φP． 解析：(1)由電容定義知 C＝＝F＝1×10－9F． (2)兩板之間為勻強電場，電場強度大小為 E＝＝ V/m＝2×103 V/m，方向豎直向下． (3)P點距A

14、板間距離為 dAP＝d－dBP＝1 cm A與P間電勢差UAP＝EdAP＝20 V 又因為UAP＝φA－φP，φA＝0 可得φP＝－20 V． 答案：(1)1×10－9F　(2)2×103 V/m，方向豎直向下　(3)－20 V 12．如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B，板間距離d＝0．04 m，兩板間的電壓U＝400 V，板間電場可視為勻強電場．在A、B兩板上端連線的中點Q的正上方，距Q為h＝1．25 m的P點處有一帶正電的小球，已知小球的質量m＝5×10－6 kg，電荷量q＝5×10－8 C．設A、B板足夠長，g取10 m/s2．試求： (1)帶正電的小球從P點開始

15、由靜止下落，經多長時間和金屬板相碰； (2)相碰時，離金屬板上端的距離多大． 解析：(1)設小球從P到Q需時間t1，由h＝gt得 t1＝ ＝ s＝0．5 s， 小球進入電場后其飛行時間取決于靜電力產生的加速度a，設小球在電場中的運動時間為t2，則有 qE＝ma，E＝，＝at， 以上三式聯(lián)立，得 t2＝d＝0．04× s＝0．02 s， 運動總時間t＝t1＋t2＝0．5 s＋0．02 s＝0．52 s． (2)小球由P點開始由靜止下落，在豎直方向上始終做自由落體運動，在時間t內的位移為 y＝gt2＝×10×(0．52)2 m＝1．352 m． 相碰時，與金屬板上端的距離為 s＝y(tǒng)－h(huán)＝1．352 m－1．25 m＝0．102 m． 答案：(1)0．52 s　(2)0．102 m