2020高中物理 第一章 靜電場 第、7節(jié) 電容器和電容 靜電的應用及危害練習（含解析）教科版-1

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE7-學必求其心得，業(yè)必貴于專精第6、7節(jié)電容器和電容靜電的應用及危害一、單項選擇題1．關于避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因,下列分析不正確的是（）A．云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導入大地D．避雷針由尖銳的導體做成，利用的是尖端放電現(xiàn)象解析：帶電荷的云層在避雷針尖端感應出與云層相反的靜電，達到一定程度就會發(fā)生尖端放電，中和云層中的電荷，同時將云層中的電荷導入大地，避免了雷擊現(xiàn)象，A、B、D對，C錯．答案：C2．某電容器上標有“25μF450V”字樣，下列對該電容器的說法中正確的是()A．要使該電容器兩極板之間電壓增加1V,所需電荷量為2。5×10－5B．要使該電容器帶電荷量為1C，兩極板之間需加電壓為2。5×10－5VC．該電容器能夠容納的電荷量最多為2。5×10－5D．該電容器能夠承受的最大電壓為450V解析：由電容器電容的定義式C＝eq\f（Q,U）可得C＝eq\f(ΔQ，ΔU），ΔQ＝CΔU,要使該電容器兩極板之間電壓增加1V,即ΔU＝1V，所需電荷量為ΔQ＝2.5×10－5C，A正確；由C＝eq\f（Q,U）知，要使該電容器帶電荷量為1C，兩極板之間需加電壓為4×104V，B錯誤；該電容器能夠容納的電荷量最多為Q＝CU＝2。5×10－5×450C＝1.125×10－2C，C錯誤;電容器上所標的450V是電容器的額定電壓，是電容器正常工作時所能承受的電壓，低于擊穿電壓,故該電容器能夠承受的最大電壓大于450V，D錯誤．答案:A3．一個已充電的電容器，若使它的電荷量減少3×10－4C，則其電壓減少為原來的eq\f（1,3）,則()A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4B．電容器原來的帶電荷量為4。5×10－4C．電容器原來的電壓為1VD．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼膃q\f（1,3)解析：由C＝eq\f（ΔQ,ΔU)得ΔQ＝C(U－eq\f（1,3)U)＝eq\f（2，3)CU＝eq\f（2,3）Q，Q＝eq\f（3,2)ΔQ＝4。5×10－4C，故A錯誤，B正確．因電容器的電容不知,所以無法得出電容器原來的電壓，故C錯誤．電容是由電容器本身決定的，跟電壓和電荷量的變化無關，所以電容器的電容不變，故D錯誤．答案：B4。在如圖所示實驗中，關于平行板電容器的充、放電,下列說法正確的是()A．開關接1時，平行板電容器充電，且上極板帶正電B．開關接1時，平行板電容器充電,且上極板帶負電C．開關接2時，平行板電容器充電,且上極板帶正電D．開關接2時，平行板電容器充電，且上極板帶負電解析：開關接1時,平行板電容器充電，上極板與電源正極相連而帶正電，A對，B錯；開關接2時，平行板電容器放電，放電結(jié)束后上下極板均不帶電，C、D錯．答案：A5．板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間電勢差為U1，板間場強為E1,現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閑q\f（1,2)d，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2,板間場強為E2.下列說法正確的是(）A．U2＝U1，E2＝E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1解析:當平行板電容器的其他條件不變，板間距離變?yōu)閑q\f（1，2)d時，電容器的電容為C′＝eq\f（εS,4πk\f(d，2))＝2C，又知電容器的帶電荷量變?yōu)?Q,則得知U′＝eq\f(2Q，2C)＝U,即U2＝U1。根據(jù)勻強電場中電勢差與場強之間的關系式E＝eq\f(U,d）得E2＝eq\f（U2,\f(1,2)d)＝2E1，因此選項C正確，其他選項都錯誤．答案:C二、多項選擇題6．圖中有關固定電容器的電荷量Q、電壓U、電容C的關系曲線正確的是（)解析：電容器的電容反映的是電容器本身的屬性，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少無關．答案:BD7．如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導線，玻璃管外繞有線圈，直導線的一端和線圈的一端分別跟感應圈的兩放電柱相連．開始，感應圈未接通電源,點燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出．當感應圈電源接通時，玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓，立即可以看到不再有煙從玻璃管中冒出來了．過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵，這是因為(）A．煙塵在高壓電場作用下帶上了負電B．煙塵在高壓電場作用下帶上了正電C．帶負電的煙塵吸附在線圈上，因此看不到有煙冒出D．帶正電的煙塵吸附在直導線上,因此看不到有煙冒出解析：煙塵在直導線和管外線圈形成的高壓電場作用下，帶上了負電，帶負電的煙塵顆粒被吸附到了帶正電的線圈上,因此看不到有煙冒出，A、C項正確．答案：AC8．如圖所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢差U?，F(xiàn)使B板帶電，則下列判斷正確的是（)A．增大兩極板之間的距離，指針張角變大B．將A板稍微上移，靜電計指針張角將變大C．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大D．若將A板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱憬馕觯褐羔槒埥堑拇笮跇O板間電勢差，電容器上所帶電荷量一定，由公式C＝eq\f(εS,4πkd）知，當d變大時，C變小，再由C＝eq\f（Q，U)得U變大．當A板上移時，正對面積S變小，C也變小，U變大．當插入玻璃板時，C變大，U變小．當將A板拿走時，相當于使d變得更大，C更小，故U應更大，故選A、B.答案:AB9．一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地．在兩極板間有一正電荷（電荷量很?。┕潭ㄔ赑點，如圖所示，以E表示電容器兩極板間的電場場強,U表示電容器兩極板間的電壓,Ep表示正電荷在P點的電勢能．若保持負極板不動,將正極板移到圖中虛線所示的位置,則（）A．U變小,E不變 B．E變大，Ep變大C．U變小，Ep不變 D．U不變，Ep不變解析:當平行板電容器充電后與電源斷開時，對有關物理量變化的討論，要注意板間電場強度的一個特點:E＝eq\f(U，d）＝eq\f（Q,Cd)＝eq\f(4πk,ε）·eq\f（Q,S)，即對于介質(zhì)介電常數(shù)為ε的平行板電容器而言，兩板間的電場強度只與極板上單位面積的帶電荷量成正比．帶電荷量Q不變，兩板間的電場強度E保持不變，由于板間距離d減小，據(jù)U＝Ed可知，電容器兩極板間的電壓U變小．由于場強E保持不變，因此，P點與接地的負極板間的電勢差保持不變，即P點的電勢保持不變,因此電荷在P點的電勢能Ep保持不變，所在本題的正確選項是A、C。答案：AC10．如圖所示為靜電除塵器除塵機理的示意圖．塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵目的．下列表述正確的是(）A．到達集塵極的塵埃帶正電荷B．電場方向由集塵極指向放電極C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大解析：在放電極附近，電場線呈輻射形散開,且場強非常強．電子在電場中加速,附著在塵埃上向集塵極移動，故遷移到集塵極的塵埃帶負電，A錯誤．負電荷向集塵極移動，電場方向從集塵極指向放電極，其受電場力的方向與場強方向相反，故B正確，C錯誤．由F電＝qE，可知，同一位置E一定，q越大，電場力越大，故D正確．答案:BD三、非選擇題11.如圖所示,一平行板電容器接在U＝12V的直流電源上，電容C＝3.0×10－10F，兩極板間距離d＝1.20×10－3m，g取10m/s2(1）該電容器所帶電荷量；（2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量m＝2.0×10－3kg解析：（1）由公式C＝eq\f（Q，U)得Q＝CU＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C.(2)若帶電微粒恰在極板間靜止,則qE＝mg，而E＝eq\f（U，d)，則q＝eq\f（mgd，U）＝eq\f（2.0×10－3×10×1.20×10－3，12)C＝2。0×10－6C，微粒帶負電荷．答案:（1）3。6×10－9C（2）2。0×10－612。如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為30V的恒壓電源上,兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10－9C，A極板接地．求:（1)平行板電容器的電容；(2)平行板電容器兩板之間的電場強度；(3）距B板為2cm的C點處的電勢；(4）若將電容器與電源斷開后,將B板向下移動2cm，B板的電勢．解析：(1)由C＝eq\f（Q，U)，得C＝eq\f（6