新教材高中物理第十章靜電場中的能量4電容器的電容課后習(xí)題（含解析）新人教版必修

電容器的電容課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.如圖所示實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于平行板電容器的充、放電,下列說法正確的是()A.開關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶正電B.開關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶負(fù)電C.開關(guān)接2時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶正電D.開關(guān)接2時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶負(fù)電解析開關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,上極板與電源正極相連而帶正電,A對(duì),B錯(cuò);開關(guān)接2時(shí),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(cuò)誤。答案A2.將電容器兩極板的電荷量減半,間距變?yōu)樵瓉淼?倍,則電容器極板間()A.電壓加倍,電場強(qiáng)度減半B.電壓加倍,電場強(qiáng)度加倍C.電壓減半,電場強(qiáng)度減半D.電壓加倍,電場強(qiáng)度不變解析由題意,兩板上的帶電荷量減半;且間距增加到4d,則C減小為原來的14,由公式U=QC可知電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則電場強(qiáng)度E=Ud答案A3.如圖所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,這時(shí)電容器的電荷量為Q,P是電容器內(nèi)一點(diǎn),電容器的上極板與大地相連,下列說法正確的是()A.若將電容器的上極板左移一點(diǎn),則兩板間電場強(qiáng)度減小B.若將電容器的下極板上移一點(diǎn),則P點(diǎn)的電勢升高C.若將電容器的下極板上移一點(diǎn),則兩板間電勢差增大D.若將電容器的下極板上移一點(diǎn),則兩板間電勢差減小解析由E=Ud、U=QC、C=εrS4πkd,可知E=4πkQεrS,S減小,E增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由E=4πkQεrS答案D4.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(duì)電容器來說正確的是()×10-2F.2C解析由Q=CU知,U降低,Q減小,故為放電過程,A錯(cuò)誤,B正確;由C=QU=0ΔQ=CΔU=5×10-3×4C=0.02C,D錯(cuò)誤。答案B5.平行板電容器充電后斷開電源,現(xiàn)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。下圖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,正確的是()解析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=Ud=QCd=答案C6.當(dāng)病人發(fā)生心室纖顫時(shí),必須要用除顫器及時(shí)進(jìn)行搶救,除顫器工作時(shí)的供電裝置是一個(gè)C=70μF的電容器,它在工作時(shí),一般是讓100~300J的電能在2ms的時(shí)間內(nèi)通過病人的心臟部位。問題:已知充電后電容器儲(chǔ)存的電能為E=12CU2(1)除顫器工作時(shí)的電功率在什么范圍?(2)要使除顫器的電容器儲(chǔ)存140J的電能,充電電壓需達(dá)到多大?解析(1)根據(jù)電功率P=WtP1=1002×10-3W=5×10P2=3002×10-3W=1.5×10即電功率的范圍為50~150kW。(2)根據(jù)電容器儲(chǔ)存的電能為E=12CU2知U=2EC=答案(1)50~150kW(2)2000V能力提升1.如圖所示是電容式話筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器,話筒的振動(dòng)膜前面有薄薄的金屬層,膜后距離膜幾十微米處有一金屬板,振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一個(gè)電壓U,人對(duì)著話筒說話時(shí),振動(dòng)膜前后振動(dòng),使電容發(fā)生變化,使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào),其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩極板間的()解析金屬層和金屬板之間電介質(zhì)是空氣,沒有變化,不會(huì)導(dǎo)致電容變化,故A錯(cuò)誤;振動(dòng)膜前后振動(dòng),金屬層和金屬板正對(duì)面積沒有變化,不會(huì)導(dǎo)致電容變化,故B錯(cuò)誤;振動(dòng)膜前后振動(dòng),金屬層和金屬板之間的距離發(fā)生變化,導(dǎo)致電容變化,故C正確;電容與電壓無關(guān),電壓的變化不會(huì)導(dǎo)致電容變化,故D錯(cuò)誤。答案C2.(多選)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是()U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?則E變?yōu)樵瓉淼囊话隕不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖不變,將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?則U變?yōu)樵瓉淼囊话隒、d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?則E變?yōu)樵瓉淼囊话虢馕鲇蒃=Ud知,當(dāng)U不變,d變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí),E變?yōu)樵瓉淼囊话?A項(xiàng)正確;當(dāng)E不變,d變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí),U變?yōu)樵瓉淼囊话?B項(xiàng)錯(cuò)誤;C不變,由C=QU知,當(dāng)Q變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí),U變?yōu)樵瓉淼膬杀?C項(xiàng)錯(cuò)誤;C不變,Q變?yōu)樵瓉淼囊话?U變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí),d不變,則答案AD3.(多選)如圖所示是電容器充、放電電路。配合電流傳感器,可以捕捉瞬間的電流變化,并通過計(jì)算機(jī)畫出電流隨時(shí)間變化的圖像。實(shí)驗(yàn)中選用直流8V電壓,電容器選用電解電容器。先使單刀雙擲開關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,這個(gè)過程可瞬間完成。然后把單刀雙擲開關(guān)S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī),圖像上顯示出放電電流隨時(shí)間變化的I-t曲線。以下說法正確的是已知電流I=qt()A.電解電容器用氧化膜做電介質(zhì),由于氧化膜很薄,所以電容較小B.隨著放電過程的進(jìn)行,該電容器兩極板間電壓逐漸減小解析因氧化膜很薄,板間距離很小,所以電容很大,A錯(cuò);由U=QC可知,因電容器電容不變,放電過程中電容器所帶電荷量逐漸減小,所以電容器兩端電壓逐漸減小,B對(duì);由I=qt,再結(jié)合放電電流隨時(shí)間變化的I-t曲線可知C對(duì);根據(jù)I-t曲線可求出放電過程中通過電容器的放電電荷量,再由電容器放電瞬間電壓與電源電壓相等,根據(jù)U=答案BCD4.如圖所示,已知平行板電容器兩極板間距離d=4mm,充電后兩極板電勢差為120V。A板帶正電,若它的電容為3μF,且P到A板距離為1mm。求:(1)每個(gè)極板的帶電荷量。(2)一個(gè)電子在P點(diǎn)具有的電勢能。(3)一個(gè)電子從B板出發(fā)到A板獲得的動(dòng)能。(4)兩極板間的電場強(qiáng)度。解析(1)由Q=UC得Q=120×3×10-6C=3.6×10-4C。(2)EP=-eφP=-eUABdd