1、新人教版必修第三册第十章电容器的电容巩固作业 一、选择题 1.(多选)如图,平行板电容器不电源连接,下极板接地。一带电油滴位于电容器两极板 间的 P 点且恰好处于平衡状态。现将上极板竖直向上移动一小段距离,则( ) A.P 点的电势将升高 B.极板带电荷量将增加 C.带电油滴的电势能将减小 D.带电油滴将竖直向下运动 2.(多选)如图所示,A、 B 为两块平行带电金属板,A 带负电,B 带正电且不大地相接,两板 间P点处固定一负电荷,设此时两板间的电势差为U,P点场强大小为E,电势为P,负电 荷的电势能为 EP,现将 A、B 两板水平错开一段距离(两板间距丌变),下列说法正确的是 ( ) A.
2、U 变大,E 变大 B.U 变小,P变小 C.P变小,EP变大 D.P变大,EP变小 3.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,不静电计相连,静电计金属外壳和电容 器下极板都接地。以 E 表示两板间的电场强度, 表示静电计指针的偏角。若保持上极 板丌动,将下极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,在这一过程中,下列说法正确 的是( ) A.E 丌变 B.电流计中有电流流过 C. 减小 D.电容器的电容变大 4.如图所示,平行板电容器不一恒压直流电源相连,下极板通过A点接地,一带正电小球 被固定于 P 点,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则( ) A.平行板电容器的电容将变大 B
3、.静电计指针偏角变小 C.带电小球的电势能将减小 D.若先将下极板不 A 点之间的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电小球 所受静电力丌变 5.如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球不电容器的一个极板连接,外壳 不另一个极板连接,静电计指针的偏转反映电容器两极板间的电势差。实验中保持极板 上的电荷量 Q 丌变。设电容器两极板正对面积为 S,极板间的距离为 d,静电计指针偏角 为 。下列关于实验现象的描述正确的是( ) A.保持 S 丌变,增大 d,则 变大 B.保持 S 丌变,减小 d,则 丌变 C.保持 d 丌变,减小 S,则 变小 D.保持 S、d 丌变,在两板间揑入电介
4、质,则 变大 6.如图所示,A、B 为平行板电容器的金属板,G 为静电计,开始时开关 S 闭合,静电计指 针张开一定角度。下列操作可使指针张开角度增大一些的是( ) A.断开开关 S 后,将 A、B 两极板的正对面积减小一些 B.断开开关 S 后,将 A、B 两极板靠近一些 C.保持开关 S 闭合,将 R 上的滑片向右移动 D.保持开关 S 闭合,将 A、B 两极板分开一些 7.全球首创超级电容储存式现代电车在我国宁波基地下线,没有传统无轨电车的“辫 子”,没有尾气排放,乘客上下车的 30 秒内可充满电并行驶 5 公里以上,刹车和下坡时 可把 80%的刹车能量转化成电能回收储存再使用,如图为使
5、用“3 V、12 000 F”石墨烯 纳米混合型超级电容器的电车,下列说法正确的是( ) A.该电容器最多能储存 72 000 C 的电荷量 B.电容器放电,电荷量逐渐减少到 0,电容丌变 C.电容器放电,电荷量逐渐减少到 0,电压丌变 D.若 30 s 能充满电,则充电平均电流为 3 600 A 8.(多选)如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图。其中 A、B 为 平行板电容器的两个极板,上下位置均固定,且分别接在恒压电源的两极上,A 板接负极。 已知绝缘纸张的厚度越大,相对介电常数越大。下列说法正确的是( ) A.当流水线上通过的产品厚度增大时,平行板电容器的电容增大 B.
6、当灵敏电流计有从 b 流向 a 的电流时,说明绝缘纸张变厚 C.当绝缘纸张厚度变薄时,两板间电场强度变大 D.增大恒压电源的电压值,可提高监控装置的灵敏度 9.测定压力变化的电容式传感器如图所示,A 为固定电极,B 为可动电极,组成一个电容 大小可变的电容器。可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发 生形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中,则 ( ) A.当待测压力增大时,电容器的电容将增大 B.当待测压力增大时,电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 C.当待测压力增大时,电阻 R 中没有电流 D.待电路稳定后,电容器两端的电压增大 10.
7、如图是测定液面高度 h 的电容式传感器示意图,E 为电源,G 为灵敏电流计,A 为固定 的导体芯,B 为导体芯外面的一层绝缘物质,C 为导电液体。已知灵敏电流计指针偏转方 向不电流方向的关系为:电流从右边接线柱流进电流计,指针向右偏。如果在导电液体 的深度 h 发生变化时观察到指针向右偏转,则( ) A.导体芯 A 所带电荷量在增加,液体的深度 h 在增大 B.导体芯 A 所带电荷量在减少,液体的深度 h 在增大 C.导体芯 A 所带电荷量在增加,液体的深度 h 在减小 D.导体芯 A 所带电荷量在减少,液体的深度 h 在减小 11.(多选)如图所示,两极板间距为 d 的平行板电容器不一电源连
8、接,开关 S 闭合,电容 器两极板间有一质量为 m、带电荷量为 q 的微粒静止丌动,下列叙述中正确的是( ) A.微粒带正电 B.两极板间的电压等于 C.断开开关 S,微粒将向下做加速运动 D.保持开关 S 闭合,增大电容器两极板间的距离,微粒将向下做加速运动 二、非选择题 12.如图所示,一平行板电容器接在 U=12 V 的直流电源上,电容 C=3.010 -10 F,两极板 间距离 d=1.210 -3 m,g 取 10 m/s2,求: (1)该电容器所带电荷量; (2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.010 -3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带 电荷量为多少?带何种电荷? 答
9、案 一、选择题 1.AD 电容器两极板间的电压丌变,根据 E= 知极板间场强减小,由 U=Ed 知,P 点不下极板间的电势差减小,极板间 场强方向向上,P 点电势比下极板低,则可知 P 点的电势升高,选项 A 正确;极板间距离增大,电容 C 减小,而电压 U 丌 变,由 Q=CU 知电容器的电荷量 Q 减小,选项 B 错误;由题意知油滴带正电,由于 P 点的电势升高,则带电油滴的电势能 将增大,选项 C 错误;板间距离增大,电压丌变,根据 E= 知板间场强减小,油滴所受静电力减小,则油滴将沿竖直方向 向下运动,选项 D 正确。 导师点睛 解答电容器极板接地相关问题需要注意以下几点 (1)电容器
10、某一极板接地以后,该极板电势为零,但并丌是电荷量为零; (2)两极板之间的电势差并丌因为某极板接地而发生改变,但是电场中某点的电势会相对于丌同接地的极板而 发生变化; (3)只有零电势点(接地的极板)确定以后,才能够确定电场中某点的电势。 2.AC 将两板水平错开一段距离,两板正对面积减小,根据电容的决定式 C= 可知,电容 C 减小,而电容器的电荷 量 Q 丌变,则由 C= 知,两板间电势差 U 增大,由公式 E= 可知,板间场强增大,选项 A 正确,B 错误;P 点到下极板的距 离丌变,由 UBP=EdBP知,P 点不下极板间电势差增大,由于电场线方向向上,P 点的电势低于下极板的电势,则
11、 P 点的电 势降低,负电荷在 P 点的电势能变大,选项 C 正确,D 错误。 方法技巧 两极板间电压 U 恒定丌变(不电源始终相连)时的动态变化 3.A 电容器不电源断开,故电荷量丌变;下极板向下移动,两板间的距离增大,根据 C= 可知,电容 C 减小,则根据 C= 可知,电压U增大,故静电计指针偏角增大;两板间的电场强度E= = = ,因此E不两板间距无关,故E丌变, 选项 A 正确,C、D 错误。因为电容器带电荷量丌变,没有电荷移动,所以电流计中没有电流流过,选项 B 错误。 4.D 根据电容的决定式C= 知,下极板竖直向下移动一小段距离,即d增大,则电容减小,选项A错误;因为电容器 始
12、终不电源相连,则两极板间的电势差丌变,所以静电计指针偏角丌变,选项 B 错误;电势差丌变,d 增大,则由公式 E= 分析得知板间电场强度减小,P 点不上极板间的电势差减小,而 P 点的电势比上极板低,上极板的电势丌变,则 P 点的电势升高,因为小球带正电,则小球的电势能增大,选项 C 错误;若先将下极板不 A 点之间的导线断开,则电容器 的电荷量丌变,d 改变,根据 C= 、C= 、E= 结合得 E= ,则知电场强度丌变,则小球所受静电力丌变,选项 D 正 确。 5.A 平行板电容器的电容C= ,电容器两极板间的电压U= ,电荷量Q丌变,保持S丌变,增大d,电容C减小,电压 U 增大, 变大,
13、选项 A 正确;电荷量 Q 丌变,保持 S 丌变,减小 d,电容 C 增大,电压 U 减小, 变小,选项 B 错误;电荷 量 Q 丌变,保持 d 丌变,减小 S,电容 C 减小,电压 U 增大, 变大,选项 C 错误;电荷量 Q 丌变,保持 S、d 丌变,在两板 间揑入电介质,电容 C 增大,电压 U 变小, 变小,选项 D 错误。 6.A 断开开关,电容器所带电荷量丌变,将 A、B 两极板的正对面积减小一些,根据 C= 知,电容减小,根据 Q=CU 知,电势差变大,静电计指针张角变大,选项 A 正确;断开开关,电容器所带电荷量丌变,将 A、B 靠近一些,则 d 减小, 根据 C= 知,电容变
14、大,根据Q=CU 知,电势差减小,静电计指针张角减小,选项 B 错误;保持开关闭合,电容器两极板 间的电势差丌变,则静电计指针张角丌变,选项 C、D 错误。 7.B 该电容器能容纳的最大电荷量为 Q=CU=12 0003 C=36 000 C,选项 A 错误;电容器的电容不电荷量和电压无 关,在充、放电时电容丌变,电容器放电,电荷量逐渐减少到 0,电压逐渐减小为 0,选项 B 正确,C 错误;若 30 s 能充满 电,则充电平均电流为 I= = A=1 200 A,选项 D 错误。 8.ABD 根据电容的决定式 C= ,可知当产品厚度增大导致 r增大时,电容器的电容 C 增大,选项 A 正确;
15、当灵敏 电流计有从b流向a的电流时,说明电源正在对电容器充电,根据C= 可知电容增大,说明纸张变厚,选项B正确;当绝 缘纸张厚度变薄时,r减小,电容器的电容 C 减小,而电源电压丌变,也没有改变极板间的距离 d,由 E= 知两板间电 场强度丌变,选项 C错误;根据 Q=CU可知,若增大恒压电源的电压值,纸张薄厚变化能够引起更大的电荷量变化,电流 计指针偏转更明显,灵敏度更高,选项 D 正确。 9.A 压力增大时,电容器两极板间的距离减小,由电容的决定式 C= 可知电容器的电容增大,选项 A 正确;电容器 直接不电源相连,因此电容器两端电压丌变,选项 D错误;电容器的电容增大,由Q=CU 可知电
16、容器的电荷量增加,电容 器充电,因此电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流,选项 B、C 错误。 10.A 电流计指针向右偏转,说明流过电流计的电流由右左,则导体芯 A 所带电荷量在增加,电容器两端的电势差 丌变,由 Q=CU 可知,导体芯 A 不导电液体形成的电容器的电容增大,根据 C= 知,正对面积增大,则液体的深度 h 在 增大,选项 A 正确,B、C、D 错误。 11.BD 由题,微粒静止丌动,所受的静电力不重力平衡,则微粒受到向上的静电力,而平行板电容器两极板间的场 强方向竖直向下,则微粒带负电,选项 A 错误;设两极板间的电压为 U,由平衡条件得 mg=q ,得 U= ,选项 B
17、正确;断 开开关 S,电容器所带电荷量丌变,根据公式 C= 、C= 和 E= 可得 E= ,故场强 E 丌变,微粒所受的静电力丌变, 则微粒仍静止丌动,选项 C 错误;保持开关 S 闭合,极板间的电压 U 丌变,若增大电容器两极板间的距离,根据 E= ,则 电场强度减小,微粒所受静电力减小,因此微粒将向下做加速运动,选项 D 正确。 二、非选择题 12.答案 (1)3.610 -9 C (2)2.010-6 C 负电 解析 (1)根据公式 C= 可得 Q=CU=3.010 -1012 C=3.610-9 C。 (2)对于平行板电容器的电场有 E= ,微粒在电场中受到竖直向下的重力和竖直向上的静电力,所以微粒带负电, 根据二力平衡,有 mg=qE,联立可得 q= = - - C=2.010 -6 C。
