2016-2017学年高二物理人教版选修3-1（第1-8 电容器的电容 同步测试卷） 9页

全*品*高*考*网， 用后离不了！绝密★启用前 高二上人教版选修3-1‎ 第1章 静电场 8.电容器的电容 第Ⅰ部分 选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1．（★☆☆）（电容器与电容）根据电容的定义式C＝知(　　)‎ A．电容器的电容越大，则电容器所带电荷量应越多 B．电容器两极板间电压越大，电容越大 C．电容器与电荷量成正比，与电压成反比 D．电容器的电容不随带电荷量及两极板间电压的变化而变化 ‎2．（★☆☆）（电容器与电容）如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线。若将该电容器两端的电压从40V降低到36V，对电容器来说正确的是(　　)‎ A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为5.0×10－2F D．电容器的电量变化量为0.20C ‎3．（★☆☆）（常见电容器的构造）如图为可调电容器结构图，下述有关说法错误的是（　　）‎ A．动片完全旋出时电容最小，完全旋入时电容最大 B．利用该电容器可制作测量角度的电容式传感器 C．为增大该电容器的电容，可在动片与定片之间充入某种非导电物质作为电介质 D．可调电容器的定片必须接电源的正极，动片必须接电源的负极 ‎4．（★★☆）（电容器与电容）有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3×10－6 C，则其电压降为原来的，则(　　)‎ A．电容器原来带的电荷量是9×10－6 C B．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 C C．电容器原来的电压可能是5 V D．电容器原来的电压可能是5×10－7 V ‎5．（★★★）（平行板电容器的电容）如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，D为导电液体。已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏。如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则(　　)‎ A．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大 B．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大 C．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小 D．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小 ‎6．（★☆☆）（平行板电容器动态问题）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。如图所示：两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)‎ A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变 ‎7．（★★★）（电容器的综合问题）如图所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是(　　)‎ A．带电液滴可能带正电 B．增大两极板距离的过程中，电阻R中有从a到b的电流，电容器中负电荷通过电容器从B运动到A C．断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降 D．断开S，减小两极板距离的过程中，液滴静止不动 ‎8．（★★★）（电容器的综合问题）如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了α角度。在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是(　　)‎ A．缩小a、b间的距离 B．加大a、b间的距离 C．取出a、b两极板间的电介质 D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 第Ⅱ部分 非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9．（★☆☆）（电容器与电容）平行板电容器两板距离为4cm，带电 5.4×10﹣8C，板间电场强度为 4.5×104N/C，则其电容为　　pF，若保持其他条件不变而使两板正对面积增为原来的2倍，则其电容变为　　pF。‎ ‎10．（★★☆）（平行板电容器的动态分析）如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P刚好静止在极板正中间，现将B板匀速向下移动到虚线位置，其他条件不变，则在B板移动的过程中油滴将向　　（填“向下”或“向上”）运动，极板带的电荷量　　（填“增加”或减少”），电流计的电流方向　　。‎ ‎11．（★★★）（电容器综合应用）如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止。若将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态如何变化？若先将S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？‎ ‎12．（★★★）（电容器综合应用）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点。先给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。‎ 高二上人教版选修3-1‎ 第1章 静电场 8.电容器的电容 参考答案及解析 ‎1. 【答案】D ‎【解析】认识到电容器的电容是由电容器本身决定，与所带电荷量、两极板间的电压无关。公式C＝是定义式，它可以适用于任何电容器，但绝不能说C与Q成正比，或C与U成反比，ABC错误，D正确。‎ ‎2. 【答案】B ‎【解析】由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错误，B正确；由C＝‎ ‎＝F＝5×10－3F，可知C错误；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D错误。‎ ‎3. 【答案】D ‎【解析】由图可知，动片完全旋出时，正对面积最小，则由C=可知，此时电容最小，完全旋入时正对面积最大，电容最大，故A正确；因旋出与角度有关，根据旋出面积可求出电容，故可以用其制作测量角度的电容式传感器，故B正确；由决定式可知，加入介质时可以增大电容，故C正确；平行板电容器不区分正负极，故不需要将定片接正极，故D错误。‎ ‎4. 【答案】BC ‎【解析】由题意知＝，解得Q＝4.5×10－6 C，A错误，B正确；当U1＝5 V时，C1＝＝F＝0.9 μF；当U2＝5×10－7 V时，C2＝＝F＝9 F，电线线路上电器的电容不可能达到(F)数量级，故原电压值不可能是5×10－7V，C正确，D错误。‎ ‎5. 【答案】D ‎【解析】指针左偏，说明电源在为电容器充电，即电容器原来放电了，电荷量减小，由C＝，知U不变，故C减小。由C＝，S减小，即h减小，故选项D正确。‎ ‎6. 【答案】A ‎【解析】静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小。电容器电荷量Q保持不变，根据C＝＝，保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A 正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，偏角θ也增大，故选项C、D均错。‎ ‎7. 【答案】D ‎【解析】带电液滴受电场力和重力作用，可知电场力方向竖直向上，液滴带负电，A错误；增大两极板间距离的过程中，U不变，由C＝知C减小，又根据Q＝CU知Q减小，是放电过程，R中的电流从a到b，但负电荷不会通过电容器从B到A，B错误；断开S，减小极板间距的过程中，E===，E∝，E与d无关，E不变，液滴将静止不动，D正确；S减小，E增大，液滴将加速上升，C错误。‎ ‎8. 【答案】BC ‎【解析】题中两电容器并联，电势差相同，根据力的平衡可得小球受到的电场力要增大，即需两极板间的电势差增大，由于Q不变，根据CU＝Q，只有C减小才能使U增大。根据C＝，电介质减小、正对面积减小、极板距离增大都能使电容减小，故选项B、C正确。‎ ‎9. 【答案】30 60‎ ‎【解析】板间电压为U=Ed=4.5×104×0.04V=1.8×103V 则电容为C==F=3×10﹣11F=30pF 若保持其他条件不变而使两板正对面积增为原来的2倍，根据电容的决定式C=，可知电容为原来的2倍，为 60pF。‎ ‎10. 【答案】向下 减少 从a经过电流计到b ‎【解析】将B极板匀速向下移动时，两极板间的距离增大，由于电势差U不变，则根据E=可知，极板间的电场强度减小，油滴P所受的电场力减小，则油滴向下加速运动。根据C=，电容器板间距离增大，则电容C减小，而板间电压U不变，则由C=可知，电容器所带电荷量减少，开始放电，由于上极板带正电，则知电流计中电流从a经过电流计到b。‎ ‎11. 【答案】液滴将向下做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动 静止状态 ‎【解析】带电液滴静止时，所受的电场力和重力平衡，液滴带负电，即mg＝Eq ‎(1)S闭合时，U不变，d↑，E↓，即E′＝＝＝‎ 合外力F＝mg－Eq＝mg＝ma 即a＝，方向向下。‎ 液滴将向下做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动。‎ ‎(2)S断开，电容器的电荷量保持不变，当d′＝2d时，由公式E∝可知，E不变，E′＝E，因此，液滴受力情况不变，仍处于静止状态。‎ ‎12. 【答案】2Q ‎【解析】设电容器电容为C，第一次充电后两极板之间的电压为：U＝‎ 两极板之间电场的场强为：E＝，式中d为两极板间的距离 按题意，当小球偏转角θ1＝时，小球处于平衡位置。设小球质量为m，所带电荷量为q，则有FTcosθ1＝mg ，FTsinθ1＝qE 式中FT为此时悬线的张力。‎ 联立以上各式得tanθ1＝‎ 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ，此时小球偏转角θ2＝，则 tanθ2＝‎ 由以上两式得： ‎ 代入数据解得ΔQ＝2Q