《4電容器的電容》提升練習(xí)【含答案解析】

《4電容器的電容》提升練習(xí)參考答案與試題解析一．選擇題1.如圖所示，平行板電容器A、B極板上的O、O'接點(diǎn)與直流電源連接，下極板B接地，開(kāi)關(guān)S閉合，一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)恰處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，A極板上移一小段距離，P點(diǎn)電勢(shì)將升高 B．當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，B極板下移一小段距離，油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng) C．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，A、B極板分別以O(shè)點(diǎn)、O'點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸在紙面內(nèi)逆時(shí)針快速轉(zhuǎn)動(dòng)α角，油滴將水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，B極板上移一小段距離，油滴的電勢(shì)能保持不變解析：保持開(kāi)關(guān)閉合，則電壓恒定不變，A、當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，A極板上移一小段距離，根據(jù)E＝，可知電場(chǎng)強(qiáng)度減小，根據(jù)U＝Ed可知，P點(diǎn)與下極板的距離不變，但E減小，故P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差減小，下極板帶負(fù)電，故P點(diǎn)的電勢(shì)降低，故A錯(cuò)誤。B、當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，B極板下移一小段距離，則電荷量Q不變，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度E＝＝＝，可知，電場(chǎng)強(qiáng)度恒定不變，則電場(chǎng)力不變，故帶電油滴仍靜止不動(dòng)，故B錯(cuò)誤。C、當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，A、B極板分別以O(shè)點(diǎn)、O'點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸在紙面內(nèi)逆時(shí)針快速轉(zhuǎn)動(dòng)α角，初狀態(tài)根據(jù)平衡條件，則有：q＝mg，轉(zhuǎn)動(dòng)后板間電壓不變，板間距離為d′，則有：電場(chǎng)力F＝q，根據(jù)幾何關(guān)系，d′＝dcosα，電場(chǎng)力的豎直分力Fy＝Fcosα，仍與重力平衡，電場(chǎng)力的水平分力即為油滴的合力，所以油滴將水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；D、當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，B極板上移一小段距離，由于板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴所處P點(diǎn)到B極板的距離變小，故P點(diǎn)的電勢(shì)降低，而根據(jù)平衡條件，可知，油滴帶負(fù)電，所以油滴電勢(shì)能增加，故D錯(cuò)誤。答案：C2.如圖所示，正對(duì)的平行板（矩形）電容器充電結(jié)束后保持與電源連接，電源電壓恒為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，帶電油滴在極板間靜止?，F(xiàn)設(shè)法先使油滴保持不動(dòng)，上極板固定，將下極板向上移動(dòng)了L后再由靜止釋放油滴，則（）A．電容器的電容變小 B．電容器所帶電荷量增大 C．極板間的場(chǎng)強(qiáng)不變 D．油滴仍保持靜止解析：A、將下極板向上移動(dòng)了L，根據(jù)電容的決定式：C＝可知將板間距變小些，電容增大，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)電容定義式：C＝可知極板間電壓不變，因電容增大，那么電容器所帶的電荷量增大，故B正確；CD、電容器一直與電源相連，則極板兩端的電壓不變；當(dāng)板間距變小時(shí)，由U＝Ed可得，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴將向上運(yùn)動(dòng)，不會(huì)保持靜止，故CD錯(cuò)誤。答案：B3.如圖所示，M和N為兩平行金屬板，板間電壓為U，在N板附近由靜止釋放一質(zhì)子（不計(jì)重力）。下列說(shuō)法正確的是（）A．若僅增大兩板間距離，則質(zhì)子受到的電場(chǎng)力變大 B．若僅減小兩板的正對(duì)面積，則金屬板所帶的電荷量變少 C．若僅減小兩板間距離，則回路中會(huì)出現(xiàn)逆時(shí)針?lè)较虻乃矔r(shí)電流 D．若僅將兩板間的電壓變?yōu)?U，則質(zhì)子到達(dá)M板時(shí)的速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍解析：A、M和N為兩平行金屬板，板間電壓總為U，若增大兩板間距離，根據(jù)E＝，則極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，那么質(zhì)子受到的電場(chǎng)力變小，故A錯(cuò)誤。B、若減小兩板的正對(duì)面積，電容的決定式C＝，可知電容減小，再由電容的定義式C＝，可知金屬板所帶的電荷量變少，故B正確。C、若減小兩板間距離，電容增大，根據(jù)Q＝CU可知，電荷量增加，電容器充電，回路產(chǎn)生順時(shí)針的瞬時(shí)電流，故C錯(cuò)誤。D、由動(dòng)能定理，qU＝，當(dāng)兩板間的電壓變?yōu)?U，則質(zhì)子到達(dá)M板時(shí)的速度變?yōu)樵瓉?lái)的倍，故D錯(cuò)誤。答案：B4.某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過(guò)程，他按如圖甲所示連接電路。先使開(kāi)關(guān)S接1，電容器很快充電完畢。然后將開(kāi)關(guān)擲向2，電容器通過(guò)R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I﹣t曲線如圖乙所示。緊接著他進(jìn)一步研究滑動(dòng)變阻器的阻值對(duì)放電過(guò)程的影響，下列判斷正確的是（）將滑片P向右移動(dòng)一段距離，重復(fù)以上操作，所得曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將增大將滑片P向左移動(dòng)一段距離，重復(fù)以上操作，所得曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將減小將滑片P向右移動(dòng)一段距離，重復(fù)以上操作，所得曲線與橫軸交點(diǎn)的位置將向右移動(dòng)D．將滑片P向左移動(dòng)一段距離，重復(fù)以上操作，所得曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)解析：AB．I﹣t圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示電容器放電的電荷量，而電容器的帶電量：Q＝CU；因?yàn)镃和U都不變，故Q沒(méi)有變化，所以曲線與坐標(biāo)軸所圍面積不變，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；C．將滑片P向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，由閉合電路歐姆定律知，將開(kāi)關(guān)擲向2時(shí)電容器開(kāi)始放電的電流減小，則曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)，由于曲線與坐標(biāo)軸所圍面積不變，所以曲線與橫軸交點(diǎn)的位置將向右移動(dòng)，故C正確；D．將滑片P向左移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，將開(kāi)關(guān)擲向2時(shí)電容器開(kāi)始放電的電流增加，則曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向上移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。答案：C5.如圖所示的電路，A、B為兩塊平行放置的金屬板，G為一靈敏電流表，E為一恒壓電源。現(xiàn)把金屬板A緩慢向上平移一小段距離，則在移動(dòng)金屬板的過(guò)程中，以下判斷正確的是（）A．金屬板B所帶的電荷量逐漸增大 B．金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變 C．G表中有b→a方向的電流通過(guò) D．G表中沒(méi)有電流通過(guò)解析：AB、A板上移，板間距d增大，據(jù)電容決定式知電容C減小，據(jù)電容定義式結(jié)合電壓U不變知電荷量Q變?。桓鶕?jù)場(chǎng)強(qiáng)定義式知場(chǎng)強(qiáng)E減小，故AB錯(cuò)誤；CD、根據(jù)上述分析，電容器電荷量減少，電容器對(duì)外放電，放電電流方向從b到a，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：C二．多選題6.如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板R0為定值電阻R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部，閉合開(kāi)關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F．調(diào)節(jié)R1、R2，下列說(shuō)法正確的是（）A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，電容器的電容增大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小 C．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大解析：A、根據(jù)電容器的決定式C＝，可知，電容C與電阻R2無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤。BC、保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，由于R0和R2串聯(lián)，總電流減小，R0兩端的電壓減小，即平行板電容器的兩個(gè)極板的電壓U減小，帶電小球受到的電場(chǎng)力F電＝qE＝q?，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，懸線的拉力為F＝將減小，故BC正確。D、保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，由于在含容支路中的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，所以R0兩端的電壓不變，F(xiàn)電不變，懸線的拉力為F不變，故D錯(cuò)誤。答案：BC7.如圖所示，A、B為平行板電容器的兩極板，一帶電絕緣小球懸掛在電容器內(nèi)部。閉合開(kāi)關(guān)K，電容器充電，小球靜止時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ．則下述說(shuō)法正確的是（）A．保持開(kāi)關(guān)K閉合，A板向下平移一小段距離，則θ增大 B．保持開(kāi)關(guān)K閉合，A板向右平移一小段距離，則θ增大 C．將開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，A板向下平移一小段距離，則θ不變 D．將開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，A板向右平移一小段距離，則θ不變解析：A、保持開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，電容器板間電壓不變，若A板向下平移一小段距離，即正對(duì)面積減小，而板間距離d不變，由E＝分析得知，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，小球所受電場(chǎng)力也不變，則θ不變，故A錯(cuò)誤；B、保持開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，電容器板間電壓不變，A板向右平移一小段距離時(shí)，即板間距離d減小，由E＝分析得知，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，小球所受電場(chǎng)力增大，則θ增大，故B正確；C、保持開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，當(dāng)A板向下平移一小段距離，即正對(duì)面積減小，根據(jù)推論E＝＝＝可知，板間場(chǎng)強(qiáng)變大，小球所受電場(chǎng)力變大，則θ增大，故C錯(cuò)誤；D、保持開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，當(dāng)A板向右平移一小段距離，即板間距離減小，根據(jù)推論E＝＝＝可知，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，小球所受電場(chǎng)力不變，則θ不變，故D正確。答案：BD8.如圖所示，圖中兩平行板電容器電源都完全相同，先閉合開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)定后將甲圖中的開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，乙圖中開(kāi)關(guān)S保持閉合，當(dāng)將兩圖中的下極板向上移動(dòng)少許，則（）A．甲圖中電容器的電容增大，乙圖中電容器的電容不變 B．甲圖中電容器所帶電荷量不變，乙圖中電容器所帶電荷量增大 C．甲圖中電容器兩端的電勢(shì)差增大，乙圖中電容器兩端的電勢(shì)差不變 D．甲圖中兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，乙圖中兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大解析：A、甲圖中的開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，則是電容器所帶電荷量保持不變，當(dāng)下極板向上移動(dòng)少許時(shí)，根據(jù)可知兩個(gè)電容器的電容增大，故A錯(cuò)誤；B、因?yàn)榧讏D中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所以甲圖電容器所帶電荷量不變。乙圖開(kāi)關(guān)閉合，所以乙圖的板間電壓不變，根據(jù)可知，乙圖中的電容器所帶電荷量增大，故B正確；C、甲圖電荷量不變，電容變大，所以甲圖中電容器兩端電壓變小，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)可以推導(dǎo)出，所以甲圖中板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變；乙圖中開(kāi)關(guān)保持閉合，則電容器兩板間電壓保持不變，有知電場(chǎng)強(qiáng)度變大，D正確。答案：BD三．實(shí)驗(yàn)題9.如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可用來(lái)探究影響平行板電容器電容的因素。其中電容器的左側(cè)極板與電源負(fù)極相連并接地；右側(cè)極板與電源正極相連并連接靜電計(jì)金屬球，靜電計(jì)外殼接地；一帶正電小球懸掛與兩極板之間。（1）該實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)的作用是測(cè)量電容的電壓（選填電容、電壓、電荷量）（2）若電容充滿電后，保持電源與電容連接，減小極板間的距離，可觀察到：小球的偏轉(zhuǎn)角度變大，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度不變（均選填變大，變小或不變）；（3）若電容充滿電后，斷開(kāi)電源與電容連接，上移左極板?？捎^察到，小球的偏轉(zhuǎn)角度變大，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角變大（均選填變大，變小或不變）；解析：（1）該實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)的作用是測(cè)量電容的電壓（電勢(shì)差）；（2）若電容充滿電后，保持電源與電容連接，則U不變；減小極板間的距離d，則可知，場(chǎng)強(qiáng)E變大，則小球的偏轉(zhuǎn)角度變大；因U不變，則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度不變；（3）若電容充滿電后，斷開(kāi)電源與電容連接，則Q不變；上移左極板，則S減小，根據(jù)可知C減小，根據(jù)Q＝CU可知U變大，則靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角變大；根據(jù)可知，場(chǎng)強(qiáng)E變大，小球的偏轉(zhuǎn)角度變大；答案：（1）電壓；（2）變大，不變；（3）變大，變大；四．計(jì)算題10.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36V的恒壓電源上，兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為3.6×10﹣8C，A極板接地（電勢(shì)為零）。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2cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)。解析：（