學(xué)高中物理 1-10 電容器的電容題組訓(xùn)練 新人教版選修3-1

第10講電容器的電容(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)電容器與電容的理解1．(多選)關(guān)于電容器和電容的概念，下列說法正確的是()A．任何兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成是一個(gè)電容器B．用電源對(duì)平行板電容器充電后，兩極板一定帶有等量異種電荷C．某一電容器帶電荷量越多，它的電容就越大D．某一電容器兩板間的電壓越高，它的電容就越大答案AB解析電容器是盛電的容器，電容是描述電容器盛電本領(lǐng)大小的物理量．電容的大小與電容器帶電多少及兩極間電壓大小都無關(guān)．2．(多選)下列關(guān)于電容器和電容的說法中，正確的是()A．根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比B．對(duì)于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比C．無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零)，它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板間的電壓無關(guān)答案BCD解析由于電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是電容器的一種特性．一個(gè)電容器對(duì)應(yīng)唯一的電容值，不能說電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比．因此A錯(cuò)誤，C、D正確；由于電容是定值，由Q＝CU知，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比，故B正確．3．如圖1－10－6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()圖1－10－6A．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)，平行極電容器充電，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)電答案A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)．4．如圖1－10－7所示，為某一電容器中所帶電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()圖1－10－7A．是充電過程 B．是放電過程C．該電容器的電容為5.0×10－2F D．該電容器的電量變化量為0.20C答案B解析由Q＝CU知，U降低，Q減小，故為放電過程，A錯(cuò)B對(duì)；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5×10－3F，可知C錯(cuò)；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D錯(cuò)．5．有兩個(gè)平行板電容器，它們的電容之比為5∶4，它們的帶電荷量之比為5∶1，兩極板間距離之比為4∶3，則兩極板間電壓之比和電場(chǎng)強(qiáng)度之比分別為()A．4∶11∶3 B．1∶43∶1C．4∶13∶1 D．4∶14∶3答案C解析由U＝eq\f(Q,C)得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(Q1C2,Q2C1)＝eq\f(5×4,5)＝eq\f(4,1)，又由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)得：eq\f(E1,E2)＝eq\f(Q1C2d2,Q2C1d1)＝eq\f(5×4×3,5×4)＝eq\f(3,1)，所以選項(xiàng)C正確．題組二平行板電容器的兩類典型問題6．(多選)連接在電源兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間距離減小時(shí)()A．電容器的電容C變大B．電容器極板的帶電荷量變大C．電容器兩極板間的電勢(shì)差U變大D．電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E變大答案ABD解析電容器兩極板間距離減小，由C∝eq\f(εrS,d)得其電容變大，所以A正確；因?yàn)殡娙萜鬟B在電源上，所以兩極板間的電壓保持不變，故C錯(cuò)誤；由Q＝CU得電容器所帶電荷量變大，所以B正確；由E＝eq\f(U,d)知，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)變大，所以D正確．7．(·瑞安中學(xué)高二上學(xué)期期中)兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放置，構(gòu)成平行板電容器，與它相連接的電路如圖1－10－8所示．閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后()圖1－10－8A．若減小兩板間的距離，則兩板間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)將減小B．若在兩板間插入一塊介質(zhì)，則極板所帶電荷量將增大C．若斷開S后，在兩板間插入一塊介質(zhì)，則兩板間的電勢(shì)差將增大D．若斷開S后，減小兩板間的距離，則兩板間的電勢(shì)差將增大答案B解析開關(guān)S閉合時(shí)，兩板間電壓恒定，減小兩板間的距離，兩板間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝eq\f(U,d)增大，A錯(cuò)；在兩板間插入一塊介質(zhì)，電容變大，根據(jù)Q＝CU可知極板所帶電荷量將增大，B正確；斷開S后，極板所帶電荷量不變，兩板間插入一塊介質(zhì)、減小兩板間的距離都會(huì)使電容增大，所以U＝eq\f(Q,C)變小，C、D錯(cuò)誤．8．(多選)如圖1－10－9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()圖1－10－9A．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)的指針偏角減小答案BD解析靜電計(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．9．(多選)如圖1－10－10所示，平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為θ，則()圖1－10－10A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變C．?dāng)嚅_S，將A板向B板靠近，則θ增大D．?dāng)嚅_S，將A板向B板靠近，則θ不變答案AD解析保持開關(guān)S閉合，電容器兩端間的電勢(shì)差不變，帶正電的A板向B板靠近，極板間距離減小，電場(chǎng)強(qiáng)度E增大，小球所受的電場(chǎng)力變大，θ增大；故A正確，B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，電容器所帶的電量不變，C＝eq\f(εrS,4πkd)，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS).知d變化，E不變，電場(chǎng)力不變，θ不變．故C錯(cuò)誤，D正確．題組三電容器的綜合應(yīng)用10.(·湖北八校聯(lián)考)如圖1－10－11所示，兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對(duì)著水平放置，構(gòu)成一個(gè)平行板電容器．將兩金屬板分別與電源兩極相連，閉合開關(guān)S達(dá)到穩(wěn)定后，在兩板間有一帶電液滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列判斷正確的是()圖1－10－11A．保持開關(guān)S閉合，減小兩極間的距離，液滴向上運(yùn)動(dòng)B．保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動(dòng)C．?dāng)嚅_開關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴向上運(yùn)動(dòng)D．?dāng)嚅_開關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動(dòng)答案A解析由液滴靜止得mg＝Eq，保持開關(guān)S閉合，E＝eq\f(U,d)，U一定，減小d，合力向上，故A正確，B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4kπQ,εrS)，Q一定，減小d，E不變，合力仍為零，故C、D錯(cuò)誤．11．如圖1－10－12所示是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電荷量為Q，上極板帶正電荷．現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為l，連線AB與極板間的夾角為30°，則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q所做的功等于()圖1－10－12A.eq\f(qCl,Qd) B.eq\f(qQl,Cd)C.eq\f(qQl,2Cd) D.eq\f(qCl,2Qd)答案C解析根據(jù)U＝eq\f(Q,C)，E＝eq\f(U,d)可得E＝eq\f(Q,Cd)，所以，A→B電場(chǎng)力做功，W＝qElsin30°＝eq\f(qQl,2Cd).12．如圖1－10－13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(shì)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：圖1－10－13(1)每一板的帶電荷量；(2)一個(gè)電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能；(3)一個(gè)電子從B板出發(fā)到A板獲得的動(dòng)能；(4)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度．答案(1)3.6×10－4C(2)－90eV(3)120eV(4)3×104N/C解析(1)由Q＝UC得Q＝120×3×10－6C＝3.6×10－4C.(2)EP＝－eφP＝－eeq\f(UAB,d)dPB＝－90eV.(3)因?yàn)殡娮訌腂板出發(fā)到A板的過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，所以由動(dòng)能定理得Ek－0＝－eUBA，Ek＝120eV.(4)E＝eq\f(U,d)＝3×104N/C.13．(·臺(tái)州高二月考)如圖1－10－14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，取g＝10m/s2，求：圖1－10－14(1)該電容器所帶電量．(2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量為m＝2.0×10－3kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該微粒帶電量為多少？帶何