電容器的電容課后檢測(cè)Word版含解析

電容器的電容(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.關(guān)于電容器和電容,以下說(shuō)法正確的是()A.電容器充電后,兩極板帶等量異種電荷B.電容器的帶電量是兩極板帶電量之和C.電容器電容的大小與其帶電量及兩極板間電勢(shì)差有關(guān)D.電容器兩極板間電勢(shì)差每增加1V,電容器的帶電量即增加1C【解析】選A。電容器充電后兩板帶等量異種電荷,A正確;電容器的帶電量等于任一極板帶電量的絕對(duì)值,B錯(cuò)誤;電容器的電容僅由本身性質(zhì)決定,與外界因素?zé)o關(guān),C錯(cuò)誤;電容器兩極板間電勢(shì)差每增加1V,電容器的帶電量增加值等于電容值,D錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練】下列關(guān)于電容器和電容的說(shuō)法中,不正確的是()A.根據(jù)C=QUOTE可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,跟兩極板間的電壓成反比B.對(duì)于確定的電容器,其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比C.對(duì)于確定的電容器,無(wú)論其兩板間的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零),它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變D.電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量,其大小與加在兩板間的電壓無(wú)關(guān)【解析】選A。電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量,一個(gè)確定的電容器對(duì)應(yīng)唯一的電容值,由電容的定義式知,確定的電容器所帶電荷量與電壓的比值恒定不變,不能說(shuō)電容器的電容與其所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比,因此A錯(cuò)誤,C、D正確。對(duì)于確定的電容器,由于電容是定值,由Q=CU知,其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比,故B正確。2.要使平行板電容器的電容增大,下列方法可行的是()A.增大電容器的帶電量B.增大電容器兩極間的電壓C.增大電容器兩極板的正對(duì)面積D.增大電容器兩極板的距離【解析】選C。電容器的電容與電荷量以及電容器兩端的電壓無(wú)關(guān),故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)電容的決定式C=QUOTE知,增大正對(duì)面積,則電容增大,故C正確;根據(jù)電容的決定式C=QUOTE知,增大兩極板間的距離,則電容減小,故D錯(cuò)誤。3.有一充電的電容器,兩極板間的電壓為3V,所帶電荷量為×10-4C,此電容器的電容是()F FF F【解析】選B。已知當(dāng)電壓為3V時(shí),電荷量為×10-4C,故由C=QUOTE可知C=QUOTEF=×10-4F,選項(xiàng)B正確。4.某電容器充電后的電壓為8V,然后利用傳感器得到放電時(shí)電路中電流隨時(shí)間變化的I-t曲線(如圖)。則放電過(guò)程中()A.電容器儲(chǔ)存的電能不變B.電路中的電流不變C.電容器兩極板間的電壓不變D.電容器的電容不變【解析】選D。電容器放電,則電容器儲(chǔ)存的電能逐漸減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由題圖可知,電路中的電流逐漸減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)Q=CU可知,電容器兩極板間的電壓逐漸減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電容器的電容由電容器本身決定,則電容保持不變,選項(xiàng)D正確。5.水平放置的平行板電容器與一電池相連。在電容器的兩板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止平衡狀態(tài)。現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大,則()A.電容變大,質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)B.電容變大,質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)C.電容變小,質(zhì)點(diǎn)保持靜止D.電容變小,質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)【解析】選D。因質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),則有Eq=mg,且電場(chǎng)力向上;又由決定式:C=QUOTE可知,當(dāng)d增大時(shí),C減小;電容器與電池相連,所以電容器兩板間的電勢(shì)差不變,因d增大,由E=QUOTE可知,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,電場(chǎng)力小于重力,質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動(dòng),故D正確。6.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(zhì)P構(gòu)成電容器,在可移動(dòng)介質(zhì)P向左勻速移出的過(guò)程中()A.電容器的電容大小不受影響B(tài).電容器所帶的電荷量增大C.電容器兩極板間的電壓增大D.流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镸→N【解析】選D。在介質(zhì)P向左勻速移出的過(guò)程中,根據(jù)電容的決定式C=QUOTE,可知電容變小,電容器始終與電源相連,故電壓不變,由Q=CU可知電容器所帶的電荷量減小,電容器處于放電狀態(tài),則流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腗到N,選項(xiàng)D正確。二、非選擇題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(10分)水平放置的平行板電容器的電容為C,板間距離為d,極板足夠長(zhǎng),當(dāng)其帶電荷量為Q時(shí),沿兩板中央水平射入的帶電荷量為q的微粒恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若使電容器電量增大一倍,則該帶電微粒落到某一極板上所需時(shí)間為多少?【解析】利用平衡條件得mg=qE=QUOTE。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有QUOTE=QUOTE,由牛頓第二定律得,qE'-mg=ma,又E'=QUOTE,解得t=QUOTE。答案:QUOTE8.(14分)如圖所示,一平行板電容器接在U=12V的直流電源上,電容C=×10-10F,兩極板間距離d=×10-3m,g取10m/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)量為m=×10-3kg,恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài),則該微粒帶電荷量為多少?帶何種電荷?【解析】(1)根據(jù)公式C=QUOTE可得Q=CU=×10-10×12C=×10-9C。(2)對(duì)于平行板電容器的電場(chǎng)有E=QUOTE,微粒在電場(chǎng)中受到豎直向下的重力和豎直向上的靜電力,所以微粒帶負(fù)電,根據(jù)二力平衡,有mg=qE,聯(lián)立可得q=QUOTE=QUOTEC=×10-6C答案:(1)×10-9C(2)×10-6C負(fù)電【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,水平放置的兩平行金屬板A、B相距d,電容為C,開(kāi)始兩板均不帶電,A板接地且中央有孔,現(xiàn)將帶電量q、質(zhì)量為m的帶電液體一滴一滴地從小孔正上方h高處無(wú)初速度地滴下,落向B板后電荷全部傳給B板。(1)第幾滴液滴在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)?(2)能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過(guò)多少滴?【解析】(1)設(shè)第n滴恰在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng),則這時(shí)電容器的帶電量為(n-1)q,對(duì)第n滴液滴,根據(jù)它的受力平衡得:qE=mg,E=QUOTE=QUOTE=QUOTE解得:n=QUOTE+1。(2)當(dāng)?shù)竭_(dá)B板的液滴增多時(shí),電容器帶電量增大,兩板間電壓也增大;當(dāng)某帶電液滴到達(dá)B板速度恰好為零時(shí),該液滴將返回,在OB間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。設(shè)能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過(guò)n',由動(dòng)能定理有:qU'=qQUOTE=mg(h+d),解得:n'=QUOTE。答案:(1)QUOTE+1(2)QUOTE2.如圖所示,豎直平面內(nèi)一平行板電容器的電容為C,帶電量為Q,極板長(zhǎng)為L(zhǎng),極板間距為d,極板與水平面間夾角為α,P、M兩點(diǎn)恰好處于電容器的邊緣,兩極板正對(duì)區(qū)域均看成勻強(qiáng)電場(chǎng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電液滴由兩極板的中央P點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿與極板平行的直線運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn),此過(guò)程中克服空氣阻力做功W,重力加速度大小為g。求:(1)液滴的電荷量;(2)液滴開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。(3)液滴到達(dá)M點(diǎn)的速度大小?！窘馕觥?1)兩板間電壓U=QUOTE,電場(chǎng)強(qiáng)度E=QUOTE,對(duì)液滴分析受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可得qE=mgcosα,聯(lián)立各式可得q=QUOTE(2)釋放瞬間,分析液滴受力結(jié)合牛頓第二定律可得mgsinα=ma,解得a=gsinα(3)對(duì)從P點(diǎn)到M點(diǎn)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可得mgLsinα-W=QUOTEmv2液滴到達(dá)M點(diǎn)的速度v=QUOTE答案:(1)QUOTE(2)gsinα(3)QUOTE(15分鐘40分)9.(7分)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持上極板不動(dòng),將下極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,在這一過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()不變 B.電流計(jì)中有電流流過(guò)C.θ減小 D.電容器的電容變大【解析】選A。電容器與電源斷開(kāi),故電荷量不變;下極板向下移動(dòng),兩板間的距離增大,根據(jù)C=QUOTE可知,電容C減小,則根據(jù)C=QUOTE可知,電壓U增大,故靜電計(jì)指針偏角θ增大;兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=QUOTE=QUOTE=QUOTE,因此E與兩板間距無(wú)關(guān),故E不變,選項(xiàng)A正確,C、D錯(cuò)誤。因?yàn)殡娙萜鲙щ姾闪坎蛔?沒(méi)有電荷移動(dòng),所以電流計(jì)中沒(méi)有電流流過(guò),選項(xiàng)B錯(cuò)誤。10.(7分)測(cè)定壓力變化的電容式傳感器如圖所示,A為固定電極,B為可動(dòng)電極,組成一個(gè)電容大小可變的電容器?？蓜?dòng)電極兩端固定,當(dāng)待測(cè)壓力施加在可動(dòng)電極上時(shí),可動(dòng)電極發(fā)生形變,從而改變了電容器的電容?，F(xiàn)將此電容式傳感器連接到如圖所示的電路中,則()A.當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí),電容器的電容將增大B.當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí),電阻R中有從a流向b的電流C.當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí),電阻R中沒(méi)有電流D.待電路穩(wěn)定后,電容器兩端的電壓增大【解析】選A。壓力增大時(shí),電容器兩極板間的距離減小,由電容的決定式C=QUOTE可知電容器的電容增大,選項(xiàng)A正確;電容器直接與電源相連,因此電容器兩端電壓不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;電容器的電容增大,兩端電壓不變,由Q=CU可知電容器的帶電荷量增加,電容器充電,因此電阻R中有從b流向a的電流,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。11.(7分)(多選)如圖所示,平行板電容器兩個(gè)極板為A、B,B板接地,A板帶電荷量+Q,板間電場(chǎng)內(nèi)有一固定點(diǎn)P。若將B板固定,A板下移一些,或者將A板固定,B板上移一些,在這兩種情況下,以下說(shuō)法正確的是()板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)不變板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)升高板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)降低板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢(shì)降低【解析】選A、C。A板下移,電容器所帶電荷量不變,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,又因P點(diǎn)與B板距離不變,由UP=Ed知P點(diǎn)電勢(shì)不變,A對(duì),B錯(cuò),B板上移,電場(chǎng)強(qiáng)度同樣不變,但P點(diǎn)與B板距離減小,故P點(diǎn)電勢(shì)降低,C對(duì),D錯(cuò)?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)如圖所示,兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連,在距離兩板等距的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將a板向下平移一小段距離,但仍在M點(diǎn)上方,穩(wěn)定后,下列說(shuō)法中正確的是()A.液滴將向下加速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電勢(shì)升高,液滴在M點(diǎn)的電勢(shì)能將減小點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了D.在a板移動(dòng)前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場(chǎng)力做功相同【解析】選B、D。當(dāng)將a向下平移時(shí),板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大,則液滴所受電場(chǎng)力增大,液滴將向上加速運(yùn)動(dòng),A、C錯(cuò)誤;由于b板接地且b與M間距未變,由U=Ed可知M點(diǎn)電勢(shì)將升高,液滴在M點(diǎn)的電勢(shì)能將減小,B正確。由于前后兩種情況a與b板間電勢(shì)差不變,所以將液滴從a板移到b板電場(chǎng)力做功相同,D正確。2.如圖是測(cè)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(jì),A為固定的導(dǎo)體芯,B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì),C為導(dǎo)電液體。已知靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為:電流從右邊接線柱流進(jìn)電流計(jì),指針向右偏。如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時(shí)觀察到指針向右偏轉(zhuǎn),則()A.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加,液體的深度h在增大B.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減少,液體的深度h在增大C.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加,液體的深度h在減小D.導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減少,液體的深度h在減小【解析】選A。電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),說(shuō)明流過(guò)電流計(jì)的電流由右→左,則導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加,電容器兩端的電勢(shì)差不變,由Q=CU可知,導(dǎo)體芯A與導(dǎo)電液體形成的電容器的電容增大,根據(jù)C=QUOTE知,正對(duì)面積增大,則液體的深度h在增大,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。12.(19分)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60V的恒壓電源上,兩極板間距為3cm,電容器帶電荷量為6×10-8C,A極板接地。求:(1)平