新教材粵教版高中物理課時(shí)作業(yè)2-1電容器與電容

課時(shí)分層作業(yè)(八)(建議用時(shí)：25分鐘)考點(diǎn)1對電容器、電容的理解1．電容器是一種常用的電子元件。對電容器認(rèn)識正確的是()A．電容器的電容與它所帶的電荷量成正比B．電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比C．在相同電壓作用下，帶電荷量多的電容器的電容比較大D．電容的常用單位有μF和pF,1μF＝103pFC[電容是表示電容器儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量。電容的大小是由電容器本身結(jié)構(gòu)決定的，與兩極板間電壓及電容器所帶電荷量無關(guān)，A、B錯(cuò)誤；由C＝eq\f(Q,U)知，U一定時(shí)，Q越大的電容器，C越大，C正確；單位μF與pF的換算關(guān)系為1μF＝106pF，D錯(cuò)誤。]2．如圖所示是一個(gè)超級電容器(2.7V,3000F)，下列關(guān)于該電容器的說法中正確的是()A．電容器可以儲存電荷，能儲存的電荷越多電容越大B．電容器兩端的電壓低于2.7V時(shí)就不能正常工作C．電容器兩端的電壓為1.35V時(shí)，它的電容是1500FD．電容器兩端電壓每增加1V，它的帶電量將增加3000CD[由比值定義法定義電容C＝eq\f(Q,U)，可知電容C反映的是電容器儲存電荷的本領(lǐng)，與電荷量Q，電壓U無關(guān)，則電容器可以儲存電荷，能儲存的電荷越多電容不變，故A錯(cuò)誤；電壓2.7V指的是額定電壓(正常工作時(shí)允許的最大電壓)，實(shí)際工作的電壓可以低于2.7V，故B錯(cuò)誤；電容C反映的是電容器儲存電荷的本領(lǐng)，與電荷量Q，電壓U無關(guān)，實(shí)物圖可讀出電容器的電容C＝3000F，則電容器兩端的電壓變?yōu)?.35V時(shí)，它的電容還是3000F，故C錯(cuò)誤；由定義式C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝3000F，表示電容器兩極板間的電壓每改變1V，電荷量改變3000C，故D正確。]3．一個(gè)電容器帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電壓為U，若使其帶電荷量增加4.0×10－7C時(shí)，它兩極板間的電勢差增加20V，A．1.0×10－8F B．2.0×10－C．4.0×10－8F D．8.0×10－B[C＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝eq\f(4.0×10－7,20)F＝2.0×10－8F，故選B。]4．如圖所示為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40V降低到36V，對電容器來說，下列說法正確的是()A．是充電過程B．是放電過程C．該電容器的電容為5×10－2D．該電容器的電量變化量為0.2CB[由Q＝CU知，U降低，Q減小，故為放電過程，A錯(cuò)，B對；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5×10－3F，C錯(cuò)；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D錯(cuò)。]考點(diǎn)2關(guān)于平行板電容器的動態(tài)分析5．如圖所示，一帶電油滴懸浮在平行板電容器兩極板A、B之間的P點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將極板A向下平移一小段距離，但仍在P點(diǎn)上方，其他條件不變。下列說法中正確的是()A．液滴將向下運(yùn)動 B．液滴將向上運(yùn)動C．電容器電容減小 D．極板帶電荷量將減小B[將極板A向下平移一小段距離，電容器極板間的電壓保持不變，根據(jù)E＝eq\f(U,d)分析得知，板間場強(qiáng)增大，油滴所受電場力增大，油滴將向上運(yùn)動，故A錯(cuò)誤，B正確。將極板A向下平移一小段距離時(shí)，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)得知電容C增大，而電容器的電壓U不變，由Q＝CU知，極板帶電荷量將增大，故C、D錯(cuò)誤。]6．(多選)如圖所示為“研究影響平行板電容器電容的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，以下說法正確的是()甲乙丙A．A板與靜電計(jì)的指針帶的是異種電荷B．甲圖中將B板上移，靜電計(jì)的指針偏角增大C．乙圖中將B板左移，靜電計(jì)的指針偏角不變D．丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間，靜電計(jì)的指針偏角減小BD[靜電計(jì)指針與A板連為一個(gè)導(dǎo)體，帶電性質(zhì)相同，A錯(cuò)誤；根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，B板上移，S減小，C減小，Q不變，U增大，B正確；B板左移，d增大，C減小，U增大，C錯(cuò)誤；插入電介質(zhì)，εr增大，電容C增大，U減小，D正確。]7．研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大A[當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在b板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容器帶電，故選項(xiàng)A正確；根據(jù)電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，將電容器b板向上平移，即正對面積S減小，則電容C減小，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電量Q不變，則電壓U增大，則靜電計(jì)指針的張角變大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則介電系數(shù)ε增大，則電容C增大，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電量Q不變，則電壓U減小，則靜電計(jì)指針的張角減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)電容決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容C變化與電量并無關(guān)系，因此電量的改變并不會導(dǎo)致電容的變化，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]8．平行板電容器充電后斷開電源，將其中一塊金屬板沿遠(yuǎn)離另一極板的方向平移一小段距離。下列表示此過程中電容器兩極板間電場強(qiáng)度E隨兩極板間距離d的變化關(guān)系圖像正確的是()ABCDC[由于平行板電容器充電后斷開電源，電容器所帶電荷量保持不變，兩極板間電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4kπQ,εrS)，E不隨兩極板間距離d的變化而變化，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]9．(多選)如圖所示，豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細(xì)線將帶電小球q懸掛在極板間，閉合開關(guān)S后細(xì)線與豎直方向夾角為θ。則有()A．保持開關(guān)S閉合，將A板向右平移，θ不變B．保持開關(guān)S閉合，將A板向左平移，θ變小C．?dāng)嚅_開關(guān)S，將A板向右平移，θ不變D．?dāng)嚅_開關(guān)S，將A板向右平移，θ變小BC[保持開關(guān)S閉合，電容器兩端的電勢差不變，將A板向右平移，d減小，則電場強(qiáng)度增大，帶電小球所受電場力增大，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知，θ角變大，反之向左平移A板，θ角變小，A錯(cuò)誤，B正確；斷開開關(guān)S，電荷量不變，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，E＝eq\f(U,d)，C＝eq\f(Q,U)，聯(lián)立解得E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，故電場強(qiáng)度大小與兩極板間的距離無關(guān)，故電場強(qiáng)度不變，所以移動A板，θ角不變，C正確，D錯(cuò)誤。]10．(多選)如圖所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b分別與電池兩極相連，開始時(shí)開關(guān)S閉合，發(fā)現(xiàn)在距兩板距離相等的P點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，然后斷開開關(guān)，并將b板向下平移一小段距離，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是()A．液滴將加速向下運(yùn)動B．液滴將保持不動C．P點(diǎn)電勢升高，液滴在P點(diǎn)時(shí)電勢能減小D．P點(diǎn)電勢升高，液滴在P點(diǎn)時(shí)電勢能增大BC[斷開S后，電容器Q不變，由E＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)知E不變，B正確，A錯(cuò)誤；由φP＝UPb＝EdPb知，因dPb增大，所以φP升高，液滴帶負(fù)電，故液滴在P點(diǎn)的電勢能減小，C正確，D錯(cuò)誤。](建議用時(shí)：15分鐘)11．一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，兩板間有一個(gè)正檢驗(yàn)電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能，若正極板保持不動，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0的過程中，下列關(guān)于各物理量與負(fù)極板移動距離x的關(guān)系圖象中正確的是()C[電容器的電容C＝eq\f(εrS,4πkd)，兩板間距隨負(fù)極板向右平移而逐漸減小，電容C與d成反比，A錯(cuò)誤；電容器與電源斷開后，電荷量不變，根據(jù)E＝eq\f(U,d)，U＝eq\f(Q,C)，C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知E＝eq\f(4πkQ,εrS)保持不變，B錯(cuò)誤；負(fù)極板接地，電勢為零，P點(diǎn)的電勢φ等于P點(diǎn)到負(fù)極板的電勢差，即φ＝El，E不變，l減小，φ線性減小，C正確；由Ep＝qφ可知，Ep隨φ的變化而變化，即Ep隨l的變化而變化，D錯(cuò)誤。]12．(多選)如圖所示，平行板電容器與直流電源連接，上極板接地。一帶負(fù)電的油滴位于容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將下極板豎直向下緩慢地移動一小段距離，則()A．帶電油滴將豎直向下運(yùn)動B．帶電油滴的機(jī)械能將增加C．P點(diǎn)的電勢將升高D．電容器的電容增加，極板帶電量增加AC[下極板豎直向下緩慢地移動一小段距離，d增加，根據(jù)公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可得電容器電容減小，因?yàn)閮蓸O板和電源相連，所以電壓不變，根據(jù)公式C＝eq\f(Q,U)可得電荷量減小，D錯(cuò)誤；根據(jù)公式E＝eq\f(U,d)可得兩極板間的電場強(qiáng)度減小，所以受到的電場力減小，故重力大于電場力，所以帶電油滴將向下運(yùn)動，A正確；因?yàn)樯蠘O板接地，電勢為零，而U＝Ed，P到上極板的電勢差減小，因?yàn)槭秦?fù)電勢差，所以P點(diǎn)的電勢增大，C正確；因?yàn)橄蛳逻\(yùn)動過程中電場力做負(fù)功，需要克服電場力做功，機(jī)械能減小，故B錯(cuò)誤。]13．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓電源上，兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10－8C，A極板接地。(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(qiáng)度；(3)距B板為2cm的C點(diǎn)處的電勢。[解析](1)由電容定義式C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(6×10－8,60)F＝1×10－9F。(2)兩板之間為勻強(qiáng)電場E＝eq\f(U,d)＝eq\f(60,3×10－2)V/m＝2×103V/m，方向豎直向下。(3)C點(diǎn)距A板間距離為dAC＝d－dBC＝1cmA與C間電勢差UAC＝EdAC＝20V又UAC＝φA－φC，φA＝0可得φC＝－20V。[答案](1)1×10－9F(2)2×103V/m，14．如圖所示，一平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置，在兩極板間有一帶電小球，小球用一絕緣輕線懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)給電容器緩慢充電，使兩極板所帶電荷量分別為＋Q和－Q，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為π/6。再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到π/3，且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量。[解析]設(shè)電容器電容為C，第一次充電后兩極板之間的電壓為U＝eq\f(Q,C) ①兩極板之間電場的場強(qiáng)為E＝eq\f(U,d) ②式中d為兩極板間的距離。按題意，當(dāng)小球偏轉(zhuǎn)角θ1＝e