2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場8電容器的電容課時作業(yè)含解析新人教版選修3-11

PAGE7-電容器的電容(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.某電容器的電容是30μF,額定電壓為200V,擊穿電壓為400V,對于該電容器,下列說法中正確的是 ()A.為使它的兩極板間的電壓增加1V,所須要的電荷量是3×10-5B.給電容器1C的電荷量,兩極板間的電壓為3×10-5C.該電容器能容納的電荷量最多為6×10-3D.該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200V【解析】選A。由ΔQ=C·ΔU=30×10-6×1C=3×10-5C,A對;由U==V=3.3×104V,電容器被擊穿,B錯;擊穿電壓為400V表示能承受的最大電壓為400V,最大電荷量Q=CU=3×10-5×400C=1.2×10-2C2.如圖所示,平行板電容器的電容為C,極板帶電荷量為Q,極板間距為d。今在兩板間正中心放一帶電荷量為q的點電荷,則它所受到的電場力大小為 ()A.k B.kC. D.【解析】選C。平行板電容器極板間電場為勻強電場,其電場強度為E=,因此點電荷q在其中所受到的電場力為F=Eq=。3.(多選)如圖所示,用電池對電容器充電,電路a、b之間接有一靈敏電流表,兩極板之間有一個電荷q處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將兩極板的間距變大,則 ()A.電荷將向上加速運動B.電荷將向下加速運動C.電流表中將有從a到b的電流D.電流表中將有從b到a的電流【解析】選B、D。板距增大,由于板間電壓不變,則E=變小,所以電場力變小,電荷向下加速,A錯B對;由平行板電容公式可知,板間距增大C變小,則Q=CU變小,電容器放電,C錯D對。4.(多選)如圖所示是一種通過測量電容器電容的改變來檢測液面凹凸的儀器的原理圖。電容器的兩個電極分別用導(dǎo)線接到指示器上,指示器可顯示出電容的大小。下列關(guān)于該儀器的說法正確的是 ()A.該儀器中電容器的電極分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體B.金屬芯柱外套的絕緣層越厚,該電容器的電容越大C.假如指示器顯示電容增大了,則說明電容器中的液面上升了D.假如指示器顯示電容減小了,則說明電容器中的液面上升了【解析】選A、C。類似于平行板電容器的結(jié)構(gòu),金屬芯柱和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩電極,金屬芯柱的絕緣層就是兩極間的電介質(zhì),其厚度d相當(dāng)于兩平板間的距離,所以厚度d越大,電容器的電容越小。導(dǎo)電液體深度h越大,則S越大,C越大,C增大時就表明h變大。故A、C正確。5.如圖所示是一只利用電容器電容(C)測量角度(θ)的電容式傳感器的示意圖。當(dāng)動片和定片之間的角度(θ)發(fā)生改變時,電容(C)便發(fā)生改變,于是通過知道電容(C)的改變狀況就可以知道角度(θ)的改變狀況。下列圖象中,最能正確反映角度(θ)與電容(C)之間關(guān)系的是 ()【解析】選B。兩極板正對面積S=(π-θ)R2,則S∝(π-θ)又因為C∝S,所以C∝(π-θ)令C=k(π-θ),所以θ=π-(k為常數(shù))所以B正確。6.某電容器上標有“1.5μF,9V”的字樣,則 ()A.該電容器所帶電荷量不能超過1.5×10-6B.該電容器所加電壓不能超過9VC.該電容器擊穿電壓為9VD.當(dāng)給該電容器加4.5V的電壓時,它的電容值變?yōu)?.75μF【解析】選B。該標示值為電容器電容和能允許加的最大電壓。加在該電容器上的電壓超過9V就會擊穿它。能夠給它充的最大電荷量為Q=CU=1.5×10-6×9C=1.35×10-5C。電容器電容與所加電壓無關(guān),因此當(dāng)給電容器加4.5V的電壓時,其電容值仍為1.5μF二、非選擇題(14分。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.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(dāng)其帶電荷量為Q時,沿兩板中心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=。依據(jù)運動學(xué)公式有=,由牛頓其次定律得,qE′-mg=ma,又E′=,解得t=。答案:(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.依據(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【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、兩極板電壓的大小無關(guān),A、B、C錯誤,D正確。2.一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的改變狀況是 ()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。依據(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。3.如圖,平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負極相連,一帶電小球經(jīng)絕緣輕繩懸掛于兩極板之間,處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)保持右極板不動,將左極板向左緩慢移動。關(guān)于小球所受的電場力大小F和繩子的拉力大小T,下列推斷正確的是()A.F漸漸減小,T漸漸減小B.F漸漸增大,T漸漸減小C.F漸漸減小,T漸漸增大D.F漸漸增大,T漸漸增大【解析】選A。左極板緩慢向左移動,板間距離增大,電容減小,板間電壓不變,由E=,可知E減小,因此F減小,繩上拉力T減小,A正確。4.(多選)如圖所示,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?fàn)顟B(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點電勢上升,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板移動前后兩種狀況下,若將液滴從a板移到b板,電場力做功相同【解析】選B、D。當(dāng)將a向下平移時,板間場強增大,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點電勢將上升,液滴的電勢能將減小,B正確。由于前后兩種狀況a與b板間電勢差不變,所以將液滴從a板移到b板電場力做功相同,D正確。5.(多選)如圖所示,電源E對電容器C充電,當(dāng)C兩端電壓達到80V時,閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光,C放電。放電后,閃光燈斷開并熄滅,電源再次對C充電。這樣不斷地充電和放電,閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路 ()A.充電時,通過R的電流不變B.若R增大,則充電時間變長C.若C增大,則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D.若E減小為85V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變【解析】選B、C、D。電容器充電時,電壓不斷增大,電源與電容器極板之間電勢差不斷減小,因此電容器的充電電流減小,A錯;當(dāng)電阻R增大時,充電電流減小,因此充電時間變長,B正確;C增大,電容器的帶電量增大,因此C正確;當(dāng)E減為85V時,電源給電容器充電仍能達到閃光燈導(dǎo)通電壓80V,所以一次通過的電荷量不變,D正確。6.如圖所示,先接通S使電容器充電,然后斷開S。當(dāng)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、兩極板間場強E的改變狀況是 ()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。二、非選擇題(14分。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.如圖所示,平行板電容器的兩個極板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6×10-8(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