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2019-2020学年高中物理 第1章 静电场 第8节 电容器的电容同步作业(含解析)新人教版选修3-1.doc

1、第8节 电容器的电容基础训练1下列关于电容器的说法正确的是()A如果甲电容器的电容是乙电容器电容的2倍,那么甲电容器的带电量一定是乙电容器带电量的2倍B如果甲电容器的带电量是乙电容器带电量的2倍,那么甲电容器的电容一定是乙电容器电容的2倍C如果一个电容器其两端的电压为10 V时,其电荷量为109 C,那么该电容器的电容为1010 FD以上说法均不正确C解析 电容器的电容与带电量无关,选项B错误;由QCU可知,电量还与电压有关,选项A错误;由C可计算出C1010 F,选项C正确,D错误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4.0107 C时,它两极板间的电势差增加20

2、V,则它的电容为()A1.0108 FB2.0108 FC4.0108 FD8.0108 FB解析 C F2.0108 F,故选项B正确3一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()AC和U均增大BC增大,U减小CC减小,U增大DC和U均减小B解析 由平行板电容器决定式C知,当插入电介质后,r变大,则在S、d不变的情况下,C增大;由电容定义式C得U,又因为电荷量Q不变,故两极板间的电势差U减小,故选项B正确4(多选)如图所示,平行板电容器的两个极板为A、B.B板接地,A板带有电荷量Q,板间电场中有一固定点P,

3、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,下列说法正确的是()AA板下移时,P点的电场强度不变,P点电势不变BA板下移时,P点的电场强度不变,P点电势升高CB板上移时,P点的电场强度不变,P点电势降低DB板上移时,P点的电场强度变小,P点电势降低AC解析 A板下移与B板上移,两板间的距离均减小,但此平行板电容器为电荷量不变的电容器,改变两板间的距离不能改变电场强度的大小及方向,即E不变,因此A板下移时,P点与B板间的电势差不变,即P点电势也不变;但B板上移时,由于P点与B板的距离减小,因此P、B间的电势差减小,即P点电势降低,选项A、C正确5(多选)将平行板电容

4、器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示下列说法正确的是()A保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半B保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半D保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半AD解析 由UEd知,选项A正确,B错误;由U知,d不变,C不变,Q增大为原来的两倍,U也增大为原来的两倍,选项C错误;d不变,C不变,Q减为原来的一半,U也减为原来的一半,E知,E也减为原来的一半,选项D正确6所图所示,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

5、板都接地在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A增大,E增大B增大,Ep不变C减小,Ep增大D减小,E不变D解析 极板移动过程中带电荷量Q保持不变,静电计指针张角变化反映板间电势差U的变化,由C和C可知,极板下移,d减小,C增大,U减小,减小,又E,则E不变,Ep不变,综合上述,选项D正确7如图所示,两平行的带电金属板水平放置,若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45,再由a点从静止释放一同样

6、的微粒,该微粒将()A保持静止状态B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀加速运动D解析 金属板水平放置时,微粒恰好静止,说明电场力竖直向上且与重力相等,当两板绕a点的轴逆时针旋转45,电场强度大小不变,方向逆时针旋转45,故电场力逆时针旋转45,大小仍然为mg,且与重力夹角为135,故合力向左下,则带电微粒向左下方做匀加速运动,选项D正确8如图所示,电源A的电压为6 V,电源B的电压为8 V,当开关S从A扳到B时,通过电流计的电荷量为1.2105 C,则电容器的电容约为()A2105 FB1.5106 FC6106 FD8.6107 FD解析 当开关S接A时,电容器上极板为

7、正极板,所带电荷量QCUA,当开关S扳到B时,电容器上极板为负极板,所带电荷量QCUB,该过程中通过电流计的电荷量QQQC(UAUB)1.2105 C,解得电容C8.6107 F,选项D正确能力提升9一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势,Ep表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象正确的是()C解析 由平行板电容器的电容C可知d减小时,C变大,但不是一次函数,选项A错误;在电容器两极板所带电荷量一定的情况下

8、,U,E,与x无关,选项B错误;在负极板接地的情况下,设P点最初的电势为0,则平移后P点的电势为0Ex0,选项C正确;正电荷在P点的电势能Epqq(0Ex0),选项D错误10两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置,构成一个平行板电容器,将两金属板分别与电源两极相连接,如图所示闭合开关S达到稳定后,在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态(下极板接地,图中未画出),则下列判断错误的是()A保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴向上运动B保持开关S闭合,减小两板间的距离,电路中瞬间会产生逆时针方向的电流C断开开关S,上板稍向下平移,下板不动,P点的电势不变D断开开关S,上板稍向下平移,下板不动,

9、液滴向下运动D解析 保持开关S闭合,则两极板间的电压不变,若减小两板间的距离,两板间的电场强度变大,所以电场力大于重力,则液滴向上运动,故选项A正确;保持开关S闭合,则两极板间的电压不变,若减小两板间的距离,则平行板电容器的电容增大,导致电容器带的电荷量增大,电容器充电,产生充电电流,所以电路中瞬间产生逆时针方向的电流,故选项B正确;断开开关S,则两极板带的电荷量不变,上板稍向下平移,下板不动,两板间的距离减小,则平行板电容器的电容增大,两极板间电场强度E,两板间的电场强度仍不变,因此电场力仍等于重力,则液滴仍处于静止状态,P点与下极板间的电势差不变,即P点的电势不变,故选项C正确,D错误11

10、如图所示,一平行板电容器接在U12 V的直流电源上,电容C3.01010 F,两极板间距离d1.2103 m,g取10 m/s2,求:(1)该电容器所带电量;(2)若板间有一带电微粒,其质量为m2.0103 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒所带电荷量为多少?带何种电荷?解析 (1)由题意可得U12 V,C3.01010 F,根据公式C可得QCU3.0101012 C3.6109 C(2)对于平行板电容器的电场有E,粒子在电场中受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力,所以微粒带负电荷,根据二力平衡,有mgqE,联立可得q C2.0106 C答案 (1)3.6109 C(2)2.0106 C负电

11、荷12如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰好为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落到下落至下极板处所用的时间解析 (1)设小球到达小孔处的速度为v,由运动学公式,有v22gh,解得v.(2)设极板间电压为U,由题意可知,电场力做负功,小球从上极板运动到下极板的过程中,由动能定理,有mgdqU0mv2,结合式,解得 U,板间电场为匀强电场,所以有E,解得E,电容器所带电荷量QCU,结合式,解得Q.(3)设小球自由下落的时间t1,在电场中运动的时间为t2,加速度大小为a,则有vgt1,0vat2,a,tt1t2,联立,解得t.答案 (1)(2)(3)

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