1、 - 1 - 4.电容器的电容 课后篇课后篇巩固提升 基础巩固 1.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是( ) A.开关接 1 时,平行板电容器充电,且上极板带正电 B.开关接 1 时,平行板电容器充电,且上极板带负电 C.开关接 2 时,平行板电容器充电,且上极板带正电 D.开关接 2 时,平行板电容器充电,且上极板带负电 解析开关接 1 时,平行板电容器充电,上极板与电源正极相连而带正电,A 对,B 错;开关接 2 时,平 行板电容器放电,放电结束后上、下极板均不带电,C、D 错。 答案 A 2.有一已充电的电容器,若使它的电荷量减少 310-4 C,则其电压减小为
2、原来的 ,由此可知( ) A.电容器原来带的电荷量为 910-4 C B.电容器原来带的电荷量为 4.510-4 C C.电容器原来的电压为 1 V D.电容器的电容变为原来的 解析电容器的电荷量减少 Q=310-4 C,电压减小为原来的 ,即减少了原来的 ,则根据 C= 知, 电容器原来带的电荷量 Q=4.510-4 C,A 错误,B 正确;由已知条件无法求电压,C 错误;电容反映 电容器本身的特性,电容器极板上的电荷量减少,电容器的电容不变,D 错误。 答案 B 3.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P是电容器内一点,电 容器的上极板与大地相连,下列说法正确
3、的是( ) A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间电场强度减小 B.若将电容器的下极板上移一点,则 P 点的电势升高 C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大 D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小 解析由 E= 、U= 、C= ,可知 E= ,S 减小,E 增大,A 项错误;由 E= 可知 d 变化,E 不 变,P不变,B 项错误;U=Ed,d 减小,U 减小,C 项错误,D 项正确。 答案 D - 2 - 4.如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压 从 40 V 降低到 36 V,对电容器来说正确的是( ) A.是充电过程
4、 B.是放电过程 C.该电容器的电容为 510-2 F D.该电容器的电荷量变化量为 0.2 C 解析由 Q=CU 知,U 降低,Q 减小,故为放电过程,A 错,B 对; 由 C= F=5 10 -3 F,可知 C 错; Q=CU=510-34 C=0.02 C,D 错。 答案 B 5.平行板电容器充电后断开电源,现将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距 离。下图表示此过程中电容器两极板间电场强度 E 随两极板间距离 d 的变化关系,正确的是 ( ) 解析由于平行板电容器充电后断开电源,电容器所带电荷量保持不变,两极板间电场强度 E= ,E 随两极板间距离 d 的增大保持不变,C 正
5、确,A、B、D 错误。 答案 C 6. 如图所示,平行板电容器的两个极板 A、B 分别接在电压为 60 V 的恒压电源上,两极板间距为 3 cm,电容器带电荷量为 610-8 C,A 极板接地。求: (1)平行板电容器的电容。 (2)平行板电容器两板之间的电场强度。 (3)距 B 板 2 cm 的 M 点处的电势。 解析(1)平行板电容器的电容 C= - F=1 10-9 F。 (2)两板之间为匀强电场,E= - V/m=210 3 V/m,方向竖直向下。 (3)M 点距 A 板间距离为 dAM=d-dBM=1 cm A 与 M 间电势差 UAM=EdAM=20 V 又 UAM=A-M,A=0
6、 可得 M=-20 V。 答案(1)110-9 F (2)2103 V/m,方向竖直向下 (3)-20 V - 3 - 能力提升 甲 1.如图甲所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图。当动极板和定极板之间的 距离 d 变化时,电容C 便发生变化,通过测量电容C 的变化就可知道两极板之间的距离 d的变化 情况。在图乙中能正确反映 C 与 d 之间变化规律的图像是( ) 乙 解析根据电容的决定式 C= ,电容 C 与两极板间距离 d 成反比,根据数学知识可知,C-d 图像 是双曲线的一支,故 A 正确。 答案 A 2.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所
7、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 C 不变,将 Q 变为原来的两倍,则 U 变为原来的一半 D.保持 C、d 不变,将 Q 变为原来的一半,则 E 变为原来的一半 解析由 E= 知,当 U 不变,d 变为原来的两倍时,E 变为原来的一半,A 项正确;当 E 不变,d 变为原 来的一半时,U 变为原来的一半,B 项错误;C 不变,由 C= 知,当 Q 变为原来的两倍时,U 变为原来 的两倍,C项错误;C不变,Q变为原来
8、的一半,U变为原来的一半时,d不变,则E变为原来的一半,D 项正确。 答案 AD 甲 3.用电流传感器观察电容器的放电过程,传感器与计算机相连,还能显示出电流随时间变化的 I-t 图像。按照图甲所示连接电路。电源用直流 8 V 左右,电容器可选几十微法的电解电容器。 先使开关 S 与 1 端相连,电源向电容器充电,这个过程可在短时间内完成。然后把开关 S 掷向 2 端,电容器通过电阻 R 放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 图像(图乙)。 - 4 - 乙 一位同学得到的 I-t 图像如图丙所示,电源电压是 8 V 已知电流 I= 。 丙 (1)在图丙中画一个
9、竖立的狭长矩形(在图丙的最左边),它的面积的物理意义是什么? (2)怎样根据 I-t 图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量?试着算一算。 丁 (3)如果要测绘充电时的 I-t 图像,请把图丁中电路图补充完整;得到的 I-t 图像可能是什么形状 的? 解析(1)矩形的面积表示在 0.2 s 内电容器放出的电荷量。 (2)用数方格的方法估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量,方法是数小方格的个数, 不足半个舍去,半个以上记一个。图中每个小方格表示 810-5 C,曲线与坐标轴围成的面积中有 43 个小方格,电容器释放的全部电荷量约为 810-543 C=3.4410-3 C。 (3)充电时的 I-t 图像的电路图如图甲所示。 甲 乙 把电源 E、开关 S、电容器连成电路,闭合开关 S,电源给电容器充电,传感器将电流信息传 入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 图像(图乙)。 答案见解析
