2019-2020學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 第6、7節(jié) 電容器和電容 靜電的應(yīng)用及危害練習(xí)（含解析）教科版選修3-1

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1、第6、7節(jié)　電容器和電容　靜電的應(yīng)用及危害 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因，下列分析不正確的是(　　) A．云層中帶的電荷被避雷針通過(guò)導(dǎo)線導(dǎo)入大地 B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷 C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地 D．避雷針由尖銳的導(dǎo)體做成，利用的是尖端放電現(xiàn)象 解析：帶電荷的云層在避雷針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電，達(dá)到一定程度就會(huì)發(fā)生尖端放電，中和云層中的電荷，同時(shí)將云層中的電荷導(dǎo)入大地，避免了雷擊現(xiàn)象，A、B、D對(duì)，C錯(cuò)． 答案：C 2．某電容器上標(biāo)有“25 μF　450 V”字樣，下列對(duì)該電容器的說(shuō)法中正確

2、的是(　　) A．要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，所需電荷量為2.5×10－5 C B．要使該電容器帶電荷量為1 C，兩極板之間需加電壓為2.5×10－5 V C．該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5×10－5 C D．該電容器能夠承受的最大電壓為450 V 解析：由電容器電容的定義式C＝可得C＝，ΔQ＝CΔU，要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，即ΔU＝1 V，所需電荷量為ΔQ＝2.5×10－5 C，A正確；由C＝知，要使該電容器帶電荷量為1 C，兩極板之間需加電壓為4×104 V，B錯(cuò)誤；該電容器能夠容納的電荷量最多為Q＝CU＝2.5×10－5×450 C＝1.125×1

3、0－2 C，C錯(cuò)誤；電容器上所標(biāo)的450 V是電容器的額定電壓，是電容器正常工作時(shí)所能承受的電壓，低于擊穿電壓，故該電容器能夠承受的最大電壓大于450 V，D錯(cuò)誤． 答案：A 3．一個(gè)已充電的電容器，若使它的電荷量減少3×10－4 C，則其電壓減少為原來(lái)的，則(　　) A．電容器原來(lái)的帶電荷量為9×10－4 C B．電容器原來(lái)的帶電荷量為4.5×10－4 C C．電容器原來(lái)的電壓為1 V D．電容器的電容變?yōu)樵瓉?lái)的 解析：由C＝得ΔQ＝C(U－U)＝CU＝Q，Q＝ΔQ＝4.5×10－4 C，故A錯(cuò)誤，B正確．因電容器的電容不知，所以無(wú)法得出電容器原來(lái)的電壓，故C錯(cuò)誤．電容是由電容

4、器本身決定的，跟電壓和電荷量的變化無(wú)關(guān)，所以電容器的電容不變，故D錯(cuò)誤． 答案：B 4.在如圖所示實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平行板電容器的充、放電，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電 B．開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電 C．開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電 D．開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電 解析：開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，上極板與電源正極相連而帶正電，A對(duì)，B錯(cuò)；開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器放電，放電結(jié)束后上下極板均不帶電，C、D錯(cuò)． 答案：A 5．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為U

5、1，板間場(chǎng)強(qiáng)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(shí)兩極板間電勢(shì)差為U2，板間場(chǎng)強(qiáng)為E2.下列說(shuō)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：當(dāng)平行板電容器的其他條件不變，板間距離變?yōu)閐時(shí)，電容器的電容為C′＝＝2C，又知電容器的帶電荷量變?yōu)?Q，則得知U′＝＝U，即U2＝U1.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系式E＝得E2＝＝2E1，因此選項(xiàng)C正確，其他選項(xiàng)都錯(cuò)誤． 答案：C 二、多項(xiàng)選擇題 6．圖中有關(guān)固定電容器的電荷量Q、電壓U、電容

6、C的關(guān)系曲線正確的是(　　) 解析：電容器的電容反映的是電容器本身的屬性，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少無(wú)關(guān)． 答案：BD 7．如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連．開(kāi)始，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過(guò)玻璃管冒出．當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓，立即可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來(lái)了．過(guò)一會(huì)兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵，這是因?yàn)?　　) A．煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了負(fù)電 B．煙塵在高壓電場(chǎng)作用下帶上了正電 C．帶負(fù)電的煙塵吸附在線圈上，因此看不到有煙冒出 D．帶

7、正電的煙塵吸附在直導(dǎo)線上，因此看不到有煙冒出 解析：煙塵在直導(dǎo)線和管外線圈形成的高壓電場(chǎng)作用下，帶上了負(fù)電，帶負(fù)電的煙塵顆粒被吸附到了帶正電的線圈上，因此看不到有煙冒出，A、C項(xiàng)正確． 答案：AC 8．如圖所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U.現(xiàn)使B板帶電，則下列判斷正確的是(　　) A．增大兩極板之間的距離，指針張角變大 B．將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大 C．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大 D．若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱? 解析：指針張角的大小對(duì)應(yīng)于極板間電勢(shì)差，電容器上所帶電荷量一定，由公式C＝知，當(dāng)d變大時(shí)，C變

8、小，再由C＝得U變大．當(dāng)A板上移時(shí)，正對(duì)面積S變小，C也變小，U變大．當(dāng)插入玻璃板時(shí)，C變大，U變?。?dāng)將A板拿走時(shí)，相當(dāng)于使d變得更大，C更小，故U應(yīng)更大，故選A、B. 答案：AB 9．一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地．在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示電容器兩極板間的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器兩極板間的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能．若保持負(fù)極板不動(dòng)，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：當(dāng)平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)時(shí)，對(duì)有關(guān)物理量變化的

9、討論，要注意板間電場(chǎng)強(qiáng)度的一個(gè)特點(diǎn)：E＝＝＝·，即對(duì)于介質(zhì)介電常數(shù)為ε的平行板電容器而言，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度只與極板上單位面積的帶電荷量成正比．帶電荷量Q不變，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E保持不變，由于板間距離d減小，據(jù)U＝Ed可知，電容器兩極板間的電壓U變?。捎趫?chǎng)強(qiáng)E保持不變，因此，P點(diǎn)與接地的負(fù)極板間的電勢(shì)差保持不變，即P點(diǎn)的電勢(shì)保持不變，因此電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Ep保持不變，所在本題的正確選項(xiàng)是A、C. 答案：AC 10．如圖所示為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖．塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電，在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的．下列表述正確的是(　　) A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正

10、電荷 B．電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大 解析：在放電極附近，電場(chǎng)線呈輻射形散開(kāi)，且場(chǎng)強(qiáng)非常強(qiáng)．電子在電場(chǎng)中加速，附著在塵埃上向集塵極移動(dòng)，故遷移到集塵極的塵埃帶負(fù)電，A錯(cuò)誤．負(fù)電荷向集塵極移動(dòng)，電場(chǎng)方向從集塵極指向放電極，其受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故B正確，C錯(cuò)誤．由F電＝qE，可知，同一位置E一定，q越大，電場(chǎng)力越大，故D正確． 答案：BD 三、非選擇題 11.如圖所示，一平行板電容器接在U＝12 V的直流電源上，電容C＝3.0×10－10 F，兩極板間距離d＝1.20×10－3 m，

11、g取10 m/s2.求： (1)該電容器所帶電荷量； (2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量m＝2.0×10－3 kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則微粒帶電荷量為多少？帶何種電荷？ 解析：(1)由公式C＝得Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C. (2)若帶電微粒恰在極板間靜止， 則qE＝mg，而E＝， 則q＝＝ C＝2.0×10－6 C，微粒帶負(fù)電荷． 答案：(1)3.6×10－9 C　(2)2.0×10－6 C　負(fù)電荷 12.如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為30 V的恒壓電源上，兩極板間距為3 cm，電容器帶電荷量為6×10－9 C，A極板接

12、地．求： (1)平行板電容器的電容； (2)平行板電容器兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度； (3)距B板為2 cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)； (4)若將電容器與電源斷開(kāi)后，將B板向下移動(dòng)2 cm，B板的電勢(shì)． 解析：(1)由C＝，得C＝ F＝2×10－10 F. (2)由E＝，得E＝ V/m＝103 V/m. (3)A板接地，電勢(shì)φA＝0，由UAC＝EdAC＝φA－φC得φC＝－10 V. (4)保持電荷量不變，下移B板，電場(chǎng)強(qiáng)度不變． UAB＝EdAB＝φA－φB得φB＝－50 V. 答案：(1)2×10－10 F　(2)103 V/m　(3)－10 V (4)－50 V - 4 -