2024-2025學(xué)年高中物理第2章電勢能與電勢差第4節(jié)電容器電容課時(shí)作業(yè)含解析魯科版選修3-1

PAGE4-第4節(jié)電容器電容一、選擇題1．關(guān)于電容器的電容C、電壓U和所帶電荷量Q之間的關(guān)系，以下說法正確的是()A．C由U確定B．C由Q確定C．C肯定時(shí)，Q與U成正比D．C肯定時(shí)，Q與U成反比解析：電容器的電容由電容器本身的構(gòu)造確定，與電壓U、電量Q無關(guān)，故A、B錯(cuò)．若電容C肯定，則Q與U成正比，C對(duì)D錯(cuò)．答案：C2．(多選)如圖所示是一種通過測量電容器電容的改變，檢測液面凹凸的儀器原理圖，電容器的兩個(gè)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)于該儀器的說法中，正確的有()A．該儀器中電容器的兩個(gè)電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體B．芯柱外套的電介質(zhì)越厚，該電容器的電容越大C．假如指示器顯示出電容增大了，則說明液面上升了D．假如指示器顯示出電容減小了，則說明液面上升了解析：該裝置的結(jié)構(gòu)類似于平行板電容器：芯柱和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個(gè)電極，電介質(zhì)的厚度d相當(dāng)于兩平行板間的距離，h越大，則正對(duì)面積S越大；所以其他條件不變，d越大時(shí)C就越小，若C增大就表明h增大了，故選A、C.答案：AC3．用兩節(jié)相同的電池給兩個(gè)電容器C1和C2充電，已知C1<C2，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電容器兩極板間的電勢差分別是U1和U2，則()A．U1＞U2 B．U1＝U2C．U1＜U2 D．無法確定解析：因?yàn)殡娙萜鞒潆娡戤吅?，兩極板間電勢差和電源兩極電壓相等，故穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)有U1＝U2，B項(xiàng)正確．答案：B4．(多選)平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平衡后，兩極板間的電壓是U，極板帶電荷量為Q，兩極板間場強(qiáng)為E，電容為C.現(xiàn)將兩極板間距離減小，則引起的改變是()A．Q變大 B．C變大C．E不變 D．U變小解析：由電容C跟板間距離成反比知，C將增大，B項(xiàng)對(duì)，由于U不變，知選項(xiàng)D錯(cuò)誤，依據(jù)公式Q＝CU得電荷量增大，A項(xiàng)正確，再由E＝U/d知，E增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．答案：AB5．(多選)如圖所示，當(dāng)待測物體左右移動(dòng)時(shí)，電介質(zhì)隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)．假如測出了電容的改變，就能知道物體位移的改變．若電容器的電容變大，則物體的位移可能的改變是()A．加速向右移動(dòng) B．加速向左移動(dòng)C．減速向右移動(dòng) D．減速向左移動(dòng)解析：電介質(zhì)插入電容器板間的部分越多，相對(duì)介電常數(shù)εr越大，電容C越大，依據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當(dāng)電容C變大時(shí)，εr應(yīng)當(dāng)增大，電介質(zhì)板應(yīng)向左移動(dòng)，所以選項(xiàng)B、D正確．答案：BD6．如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離()A．帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B．P點(diǎn)的電勢將降低C．帶電油滴的電勢能將削減D．若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大解析：電容器兩極板與電源始終相連，極板間電勢差U不變，據(jù)E＝eq\f(U,d)知增大極板間距離，場強(qiáng)E減小，油滴所受電場力減小，油滴沿重力方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；P距下極板距離未變，P與下板間電勢差減小，即P點(diǎn)電勢降低，B對(duì)；油滴向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場力做負(fù)功，電勢能增加，C錯(cuò)；兩極板距離增大，電容器電容減小，據(jù)Q＝CU知電容器極板帶電量削減，D錯(cuò)．答案：B7．如圖，平行板電容器的極板A與一靈敏靜電計(jì)相接，靜電計(jì)指針如圖．極板B和靜電計(jì)外殼接地．若極板間插入有機(jī)玻璃板，視察到靜電計(jì)指針張角變小，作出平行板電容器電容變大的結(jié)論的依據(jù)是()A．兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B．兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C．極板的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小D．極板的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大解析：本試驗(yàn)平行板電容器和靜電計(jì)所帶總電荷量應(yīng)不變，由于靜電計(jì)所帶電荷量極少，故忽視靜電計(jì)帶電荷量的改變，平行板電容器極板帶電荷量應(yīng)視為幾乎不變．再依據(jù)靜電計(jì)指針張角變小，知兩板間的電壓變小，所以電容變大．正確的選項(xiàng)是C.答案：C8．(多選)如圖，平行板電容器的兩個(gè)極板分別為A和B，A接地，B板帶有電荷量－Q，板間電場有一固定點(diǎn)，若將B板固定，A板下移一些，或?qū)板固定，B板上移一些，在這兩種狀況下，以下說法正確的是()A．A板下移時(shí)，平行板電容器的電容將增大B．B板上移時(shí)，平行板電容器的電容將削減C．A板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢降低D．B板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢降低解析：不管A板下移還是B板上移，兩板間的距離都減小，由C＝εS/4πkd可得電容C增大，故A正確，B錯(cuò)；因Q不變，由U＝eq\f(Q,C)得U削減；若A板下移時(shí)，由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(\f(Q,C),d)＝eq\f(4πkQ,εS)知E與d無關(guān)，故E不變，φP＝EdPA，所以P點(diǎn)電勢降低，C正確；若B板上移時(shí)，同理E不變，dPA不變，由φP＝EdPA，故P點(diǎn)電勢不變，故D錯(cuò)．答案：AC二、非選擇題9．在如圖所示的試驗(yàn)裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地．(1)若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，則將視察到靜電計(jì)指針偏角________(填“變大”或“變小”)，此試驗(yàn)說明平行板電容器的電容隨正對(duì)面積的減小而________(填“增大”或“減小”)；(2)若極板B稍向左移動(dòng)一點(diǎn)，則將視察到靜電計(jì)指針偏角________(填“變大”或“變小”)，此試驗(yàn)說明平行板電容器的電容隨極板間距離增大而________(填“增大”或“減小”)．解析：(1)充電后的平行板電容器的帶電量Q不變，若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，將視察到靜電計(jì)指針偏角增大，說明當(dāng)電容器的正對(duì)面積減小時(shí)，電壓U增大，由U＝Q/C得，電容C減?。?2)若極板B稍向左移動(dòng)一點(diǎn)，則將視察到靜電計(jì)指針偏角增大，說明當(dāng)增大兩板間的距離時(shí)，電壓U增大，由C＝Q/U得，電容C減小．答案：(1)變大減小(2)變大減小10．如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止起先下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽視不計(jì)，重力加速度為g)．求：(1)小球到達(dá)小孔處的速度；(2)極板間電場強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從起先下落到運(yùn)動(dòng)到下極板處所用的時(shí)間．解析：(1)由v2＝2gh得v＝eq\r(2gh)(2)在極板間帶電小球受重力和電場力作用，有qE－mg＝ma且v2－0＝2ad，得E＝eq\f(mg（h＋d）,qd)由U＝Ed、Q＝CU得Q＝Ceq\f(mg（h＋d）,q)(3)由題意得h＝eq\f(1,2)gteq