2020-2021學(xué)年高中物理 第十章 靜電場中的能量 4 電容器的電容課時檢測新人教版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第十章 靜電場中的能量 4 電容器的電容課時檢測新人教版必修32020-2021學(xué)年高中物理 第十章 靜電場中的能量 4 電容器的電容課時檢測新人教版必修3年級：姓名：- 9 -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差有關(guān)d.電容器兩極板間電勢差每增加1 v,電容器的帶電量即增加1 c【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

2、電量的絕對值,b錯誤;電容器的電容僅由本身性質(zhì)決定,與外界因素無關(guān),c錯誤;電容器兩極板間電勢差每增加1 v,電容器的帶電量增加值等于電容值,d錯誤?！炯庸逃?xùn)練】用6 v干電池對一個電容器充電時()a.只要電路不斷開,電容器的帶電量就會不斷增加b.電容器接電源正極的極板帶正電,接電源負極的極板帶負電c.電容器兩極板所帶電量之和叫作電容器的帶電量d.充電后電容器兩極板之間不存在電場【解析】選b。當電容器兩極板的電勢差為6 v時,電荷量不會再增加,a錯誤;跟電源正極相連的極板帶正電,跟負極相連的極板帶負電,b正確;電容器任一極板所帶的電量的絕對值等于電容器的帶電量,c錯誤;充電后電容器兩極板之間存

3、在勻強電場,d錯誤。 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關(guān),故a、b錯誤;根據(jù)電容的決定式c=知,增大正對面積,則電容增大,故c正確;根據(jù)電容的決定式c=知,增大兩極板間的距離,則電容減小,故d錯誤。3.a、b兩個電容器,a的電容大于b的電容()a.若它們的帶電量相同,則a的兩極板間的電勢差小于b的兩極板間的電勢差b.若它們兩極板間的電勢差相等,則a的帶電量小于b的帶電量c.a的帶電量總是大于b的帶電量d.a的兩極板間

4、的電勢差總是大于b的兩極板間的電勢差【解析】選a。由公式c=知q=cu。已知cacb,若q相等,則uaqb,b錯誤;電容大的電容器,帶電量不一定多,c錯誤;電容器兩極板間的電勢差與帶電量有關(guān),d錯誤。4.a、b兩平行金屬板相距為d,分別帶等量異種電荷。一電子從帶負電的b板附近從靜止開始運動,到達a板的時間為t?，F(xiàn)將兩板間的距離增大為原來的兩倍,保持每塊極板的帶電量不變,則電子從b板由靜止出發(fā)運動到a板的時間應(yīng)為()a.tb.2tc.2td.4t【解析】選a。電子從b板到a板做勻變速直線運動,則根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律:d=at2=t2,兩板間的距離增大為原來的兩倍,保持每塊極板的帶電量不變,根

5、據(jù)c=以及c=可知兩板間電場強度不變,則:2d=t2,整理可以得到:t=t,故選項a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)點向上運動b.電容變大,質(zhì)點向下運動c.電容變小,質(zhì)點保持靜止d.電容變小,質(zhì)點向下運動【解析】選d。因質(zhì)點處于靜止狀態(tài),則有eq=mg,且電場力向上;又由決定式:c=可知,當d增大時,c減小;電容器與電池相連,所以電容器兩板間的電勢差不變,因d增大,由e=可知,極板間的電場強度減小,電場力小于重力,質(zhì)點將向下運動,故d正確。6.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷

6、,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。以e表示兩板間的電場強度,表示靜電計指針的偏角。若保持上極板不動,將下極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,在這一過程中,下列說法正確的是()a.e不變b.電流計中有電流流過c.減小d.電容器的電容變大【解析】選a。電容器與電源斷開,故電荷量不變;下極板向下移動,兩板間的距離增大,根據(jù)c=可知,電容c減小,則根據(jù)c=可知,電壓u增大,故靜電計指針偏角增大;兩板間的電場強度e=,因此e與兩板間距無關(guān),故e不變,選項a正確,c、d錯誤。因為電容器帶電荷量不變,沒有電荷移動,所以電流計中沒有電流流過,選項b錯誤。二、非選擇題(本題共2小題,共24分

7、。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)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,當其帶電荷量為q時,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動。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間為多少?【解析】利用平衡條件得mg=qe=。根據(jù)運動學(xué)公式有=,由牛頓第二定律得,qe-mg=ma,又e=,解得t=。答案:8.(14分)如圖所示,有三塊大小相同平行導(dǎo)體板a、b、c,其中a與b間距是b與c間距的一半,且a、b兩板所構(gòu)成的電容器的電容為10-2 f,電池電壓為2 v,求a、b兩板上的電荷量分別為多少?【解析】試題分析

8、:根據(jù)c=可知:cbc=cab=10-2 f=510-3 f電容器ab的帶電量:q1=cabu=10-210-62 c=210-8 c其中a板帶負電,b板帶正電;電容器bc的帶電量:q2=cbcu=110-8 c。其中b板帶正電,c板帶負電。qa=-q1=-210-8 c,qb=q1+q2=310-8 c答案:-210-8 c310-8 c【補償訓(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間做勻速直線運動?(

9、2)能夠到達b板的液滴不會超過多少滴?【解析】(1)設(shè)第n滴恰在a、b間做勻速直線運動,則這時電容器的帶電量為(n-1)q,對第n滴液滴,根據(jù)它的受力平衡得:qe=mg,e=解得:n=+1。(2)當?shù)竭_b板的液滴增多時,電容器帶電量增大,兩板間電壓也增大;當某帶電液滴到達b板速度恰好為零時,該液滴將返回,在ob間往復(fù)運動。設(shè)能夠到達b板的液滴不會超過n,由動能定理有:qu=q=mg(h+d),解得:n=。答案:(1)+1(2)2.如圖所示,一平行板電容器接在u=12 v的直流電源上,電容c=3.010-10 f,兩極板間的距離d=1.2010-3 m,g取10 m/s2,求:(1)該電容器所帶

10、電量。(2)若板間有一帶電微粒,其質(zhì)量為m=2.010-3 kg,恰在板間處于靜止狀態(tài),則該微粒帶電量為多少?帶何種電荷?【解析】(1)由公式c=得q=cu=3.010-1012 c=3.610-9 c。(2)若帶電微粒恰在極板間靜止,則qe=mg,而e=解得q= c=2.010-6 c,微粒帶負電荷。答案:(1)3.610-9 c(2)2.010-6 c負電荷(15分鐘40分)9.(7分)根據(jù)電容器電容的定義式c=,可知()a.電容器所帶的電荷量q越多,它的電容就越大,c與q成正比b.電容器不帶電時,其電容為零c.電容器兩極板之間的電壓u越高,它的電容就越小,c與u成反比d.以上說法均不對【

11、解析】選d。電容器電容的大小與其本身因素有關(guān),與帶電量的多少、兩極板間電壓的大小無關(guān),a、b、c錯誤,d正確。10.(7分)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容c和兩極板間的電勢差u的變化情況是()a.c和u均增大b.c增大,u減小c.c減小,u增大d.c和u均減小【解析】選b。根據(jù)平行板電容器電容公式c=可知,在兩板間插入電介質(zhì)后,電容c增大,因電容器所帶電荷量q不變,由c=可知,u=減小,b正確。11.(7分)(多選)如圖,平行板電容器與電源連接,下極板接地。一帶電油滴位于電容器兩極板間的p點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將上極板豎直向上移動

12、一小段距離,則()a.p點的電勢將升高b.極板帶電荷量將增加c.帶電油滴的電勢能將減小d.帶電油滴將豎直向下運動【解析】選a、d。電容器兩極板間的電壓不變,根據(jù)e=知極板間場強減小,由u=ed知,p點與下極板間的電勢差減小,極板間場強方向向上,p點電勢比下極板低,則可知p點的電勢升高,選項a正確;極板間距離增大,電容c減小,而電壓u不變,由q=cu知電容器的電荷量q減小,選項b錯誤;由題意知油滴帶正電,由于p點的電勢升高,則帶電油滴的電勢能將增大,選項c錯誤;板間距離增大,電壓不變,根據(jù)e=知板間場強減小,油滴所受靜電力減小,則油滴將沿豎直方向向下運動,選項d正確。【補償訓(xùn)練】1.(多選)如圖

13、所示,兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電池相連,在距離兩板等距的m點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)。若將a板向下平移一小段距離,但仍在m點上方,穩(wěn)定后,下列說法中正確的是 ()a.液滴將向下加速運動b.m點電勢升高,液滴在m點的電勢能將減小c.m點的電場強度變小了d.在a板移動前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場力做功相同【解析】選b、d。當將a向下平移時,板間電場強度增大,則液滴所受電場力增大,液滴將向上加速運動,a、c錯誤;由于b板接地且b與m間距未變,由u=ed可知m點電勢將升高,液滴在m點的電勢能將減小,b正確。由于前后兩種情況a與b板間電勢差不變,所以將液滴從a板移到b板電

14、場力做功相同,d正確。2.如圖所示,先接通s使電容器充電,然后斷開s。當增大兩極板間距離時,電容器所帶電荷量q、電容c、兩極板間電勢差u、兩極板間電場強度e的變化情況是()a.q變小,c不變,u不變,e變小b.q變小,c變小,u不變,e不變c.q不變,c變小,u變大,e不變d.q不變,c變小,u變小,e變小【解析】選c。電容器充電后再斷開s,則電容器所帶的電荷量q不變,由c可知,d增大時,c變小;又u=,所以u變大;由于e=,u=,所以e=,故d增大時,e不變,c正確。12.(19分)如圖所示,平行板電容器的兩個極板a、b分別接在電壓為60 v的恒壓電源上,兩極板間距為3 cm,電容器帶電荷量為610-8 c,a極板接地。