2024-2025學年高中物理第一章10第8節(jié)電容器的電容練習含解析新人教版選修3-1

PAGE6-電容器的電容(建議用時：40分鐘)【A組基礎鞏固】1．下列關于電容器及其電容的敘述正確的是()A．任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體，就組成了電容器，跟這兩個導體是否帶電無關B．電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和C．電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比D．一個固定電容器的電荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C時，兩板間電壓上升10V，則電容器的電容無法確定解析：選A.電容器既然是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的實力，A正確；電容器所帶的電荷量指任一極板電荷量的肯定值，B錯誤；電容器的電容由電容器結構確定，不隨帶電荷量的變更而變更，C錯誤；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(ΔQ,ΔU)可求電容器的電容，D錯誤．2．(多選)一個電容器的規(guī)格是“100μF、25V”，對這兩個數(shù)據(jù)的理解正確的是()A．這個電容器加上25V電壓時，電容才是100μFB．這個電容器最大電容是100μF，當帶電荷量較小時，電容小于100μFC．這個電容器所加電壓不能高于25VD．這個電容器所加電壓可以低于25V，但電容不變，總是100μF解析：選CD.100μF代表電容器的電容，與所帶電荷量和所加電壓無關，25V是指電容器耐壓值為25V，當其兩端電壓超過25V時，電容器將被擊穿．3.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5.0×10－2FD．該電容器所帶電荷量的變更量為0.20C解析：選B.由Q＝CU知，U降低，Q減小，故為放電過程，A錯，B對；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5×10－3F，可知C錯；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D錯．4．(多選)(2024·湖北羅田一中高二檢測)一平行板電容器充電后，把電源斷開，再用絕緣工具將兩板距離拉開一些，則()A．電容器的帶電荷量增加B．電容增大C．電容器電壓增加D．兩板間電場強度不變解析：選CD.平行板電容器充電后，把電源斷開，其電荷量不變，故A錯誤；依據(jù)電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知電容與板間距離成反比，當把兩金屬板拉開一些距離，電容減小，故B錯誤；Q不變，C減小，由電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，可知電容器電壓增加，故C正確；由電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，電場強度為：E＝eq\f(U,d)，聯(lián)立可得：E＝eq\f(4πkd,εrS)，可知E與d無關，所以板間電場強度不變，故D正確．5．(多選)(2024·福建三明高二期中)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處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將兩極板的間距變小，則()A．電荷帶正電B．電荷帶負電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BC.電荷q處于靜止狀態(tài)，受到重力與電場力而平衡，電容器上極板帶正電，電場方向向下，而電場力方向向上，故電荷帶負電，故A錯誤，B正確；將兩極板的間距變小，而電容器的電壓不變，依據(jù)電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容增大，電容器的電壓U不變，由電容的定義式C＝eq\f(Q,U)分析得知，電容器的電荷量增大，電容器充電，而電容器上極板帶正電，則電流表中將有從a到b的電流，故D錯誤，C正確．6．(多選)如圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是()A．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對面積減小一些C．斷開S后，使B板向右平移一些D．斷開S后，使A、B正對面積減小一些解析：選CD.靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高．當合上S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計指針張角不變；當斷開S后，板間距離增大，正對面積減小，都將使A、B兩板間的電容變小，而電容器所帶的電荷量不變，由C＝eq\f(Q,U)可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大，所以選項C、D正確．7.某位移式傳感器的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，平行金屬板A、B和介質P構成電容器，當可移動介質P向左勻速移出的過程中()A．電容器的電容變大B．電容器的電荷量保持不變C．M點的電勢比N點的電勢低D．流過電阻R的電流方向從M到N解析：選D.當可移動介質P向左勻速移出的過程中，介電常數(shù)減小，電容器電容變小，選項A錯誤；電容器的電壓等于電源電動勢不變，電荷量Q＝CU減小，選項B錯誤；電容器放電，電流方向M→R→N，M點的電勢比N點的電勢高，選項C錯誤，D正確．【B組素養(yǎng)提升】8．(多選)(2024·北京昌平高二期末)如圖所示為一種電容傳聲器．b是固定不動的金屬板，a是能在聲波驅動下沿水平方向振動的金屬膜片，a、b構成一個電容器．其工作原理是當聲波作用于金屬膜片時，膜片發(fā)生相應的振動，于是就變更了它與固定極板b間的距離，從而使電容發(fā)生變更，而電容的變更可以轉化為電路中電信號的變更．閉合開關K，若聲源S發(fā)出聲波使a向右運動時()A．電容器的電容減小B．a、b板之間的電場強度增大C．流過電流表的電流方向為自右向左D．流過電流表的電流方向為自左向右解析：選BD.依據(jù)電容的確定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，a向右運動時，d減小，所以C增大，故A錯誤；a、b板之間的電勢差不變，依據(jù)E＝eq\f(U,d)，d減小，所以E增大，故B正確；依據(jù)，U不變，C增大，所以Q變大，電容器充電，形成的充電電流方向為自左向右，故D正確，C錯誤．9．(多選)如圖所示，平行板電容器的兩個極板為A、B.B板接地，A板帶有電荷量＋Q，板間電場中有一固定點P，若將B板固定，A板下移一些，或者將A板固定，B板上移一些，在這兩種狀況下，下列說法正確的是()A．A板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢不變B．A板下移時，P點的電場強度不變，P點電勢上升C．B板上移時，P點的電場強度不變，P點電勢降低D．B板上移時，P點的電場強度變小，P點電勢降低解析：選AC.A板下移與B板上移，兩板間的距離均減小，但此平行板電容器為電荷量不變的電容器，變更兩板間的距離不能變更電場強度的大小及方向，即E不變．因此A板下移時，P點與B板間的電勢差不變，即P點電勢也不變；但B板上移時，由于P點與B板的距離減小，因此P、B間的電勢差減小，即P點電勢降低，選項A、C正確．10．(2024·高考江蘇卷)如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將B板右端向下移動一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢面，則該油滴()A．仍舊保持靜止 B．豎直向下運動C．向左下方運動 D．向右下方運動解析：選D.由于水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，兩極板之間的電勢差不變，將B板右端向下移動一小段距離，極板之間的電場強度將減小，油滴所受電場力減小，且電場力方向斜向右上方向，則油滴所受的合外力斜向右下方，所以該油滴向右下方運動，選項D正確．11．(多選)(2024·安徽長豐高二檢測)一帶電小球懸掛在平行板電容器內部，閉合電鍵S，電容器充電后，懸線與豎直方向夾角為φ，以下說法正確的是()A．保持電鍵S閉合，使兩極板靠近一些，φ將增大B．保持電鍵S閉合，使兩極板遠離一些，φ將增大C．斷開電鍵S，使兩極板靠近一些，φ將不變D．保持電鍵S閉合，使滑動變阻器滑片向右移動，將有電流從左向右流過滑動變阻器解析：選AC.保持電鍵S閉合時，電容器板間電壓不變，兩板靠近時，板間距離d減小，由E＝eq\f(U,d)分析得知，板間電場強度增大，小球所受電場力增大，則φ增大，反之，保持電鍵S閉合，使兩極板遠離一些，板間電場強度減小，小球所受電場力減小，則φ減小，故A正確，B錯誤；若斷開電鍵S，則兩極板所帶電荷量不變，依據(jù)公式，C＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，E＝eq\f(U,d)聯(lián)立可得E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，即兩極板間的電場強度與兩極板的距離無關，所以電場強度不變，小球受力不變，故φ不變，C正確；保持電鍵S閉合，使滑動變阻器滑片向右移動，兩極板間的電壓不變，仍等于電源電壓，所以電容器兩極板所帶電荷量不變，故不通放電，沒有電流通過滑動變阻器，D錯誤．12．(2024·河南周口高二檢測)如圖所示為探討確定平行板電容器電容因素的試驗裝置．兩塊相互靠近的等大正對平行金屬平板M、N組成電容器，板N固定在絕緣座上并通過導線與靜電計中心桿相接，板M和靜電計的金屬殼都通過導線接地，板M上裝有絕緣手柄，可以執(zhí)手柄限制板M的位置．給電容器充上肯定的電荷，靜電計指針張開肯定角度．(1)若僅將兩極板間的距離增大，則靜電計指針的偏角將________(選填“變大”“不變”或“變小”)；若僅將M沿平行板面方向移動一段距離以減小兩極板間的正對面積，則靜電計指針的偏角將________(選填“變大”“不變”或“變小”)；若在兩極板間插入云母片，且保持其他條件不變，則靜電計指針的偏角將________(選填“變大”“不變”或“變小”)；若在兩極板間插入一塊不與兩板接觸的厚金屬板P，且保持其他條件不變，則靜電計指針偏角將________(選填“變大”“不變”或“變小”)，插入后金屬板P內部的電場強度大小為________．(2)從(1)中操作可知本試驗探究所采納的科學探究方法是__________．A．志向試驗法 B．等效替代法C．限制變量法 D．建立物理模型法解析：(1)只將板間距離d增大，由電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，電容減小，電荷量Q不變，則由C＝eq\f(Q,U)分析得到板間電勢差U增大，靜電計指針張角變大．只將M沿平行板面方向移動一段距離以減小兩極板間的正對面積S，由電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，電容減小，電荷量Q不變，則由C＝eq\f(Q,U)分析得到板間電勢差U增大，靜電計指針張角變大．若在兩極板間插入云母片，且保持其他條件不變，由電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，電容增大，電荷量Q不變，則由C＝eq\f(Q,U)分析得到板間電勢差U減小，靜電計指針張角變?。粼趦蓸O板間插入一塊不與兩板接觸的厚金屬板P，且保持其他條件不變，相當于極板間距減小，由電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，電容增大，電荷量Q不變，則由C＝eq\f(Q,U)分析得到板間電勢差U減小，靜電計指針張角變?。迦牒蠼饘侔搴?，處于靜電平衡狀態(tài)，那么P內部的電場強度到處為零．(2)從(1)中操作可知本試驗探究所采納的科學探究方法是限制變量法，故選C.答案：(1)變大