- 742.00 KB
- 2021-05-26 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
第一章 8 电容器的电容
基础夯实
一、选择题(1~3 题为单选题,4~6 题为多选题)
1.关于平行板电容器的电容,下列说法正确的是 ( D )
A.电容器不带电时,其电容为零
B.电容器带电荷量越多,其电容越大
C.电容器两极板间电压越低,其电容越小
D.电容器的电容只由它本身的性质决定
解析:电容器的电容与电容器是否带电、带电荷量多少以及两板间有无电压均无关,只与两极板间距、
正对面积以及电介质有关,也就是说电容器的电容只由它本身的性质决定,故选项 A、B、C 错误,D 正确。
2.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件,已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭
生活等各种领域。如图所示为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极板间距离而引起电容变化的是
( C )
解析:A 选项改变的是介质,B、D 选项改变的是正对面积,C 选项改变的是两板间的距离,故 C 正确。
3.(2016·黑龙江佳木斯二中高二上学期期中) 一个电容器带电量为 Q 时,两极板间的电压为 U,若
使其带电量增加 4×10-7C,电势差增加 20V,则它的电容是 ( B )
A.1×10-8F B.2×10-8F C.4×10-8F D.8×10-8F
解析:已知电容器电量的增加量ΔQ=4×10-7C,板间电压的增加量ΔU=20V,则电容为 C=ΔQ
ΔU
=
4×10-7
20
F=2×10-8F,故选 B。
4.(2017·北京市昌平区高二上学期期末) 如图所示,由 M、N 两块相互靠近的平行金属板组成的平
行板电容器,极板 M 与静电计的金属球相接,极板 N 和静电计的外壳均接地。给电容器充电,静电计指针
张开一定角度。实验过程中,电容器所带电荷量不变。下面操作能使静电计指针张角变大的是 ( AB )
A.将 N 板向上平移
B.将 N 板向左平移远离 M 板
C.将 N 板向右平移靠近 M 板
D.在 M、N 之间插入有机玻璃板
解析:将 N 板向上平移,正对面积减小,根据 C= εrS
4πkd
,电容减小,根据 U=Q
C
,Q 不变,则电势差增
大,张角变大,选项 A 正确;将 N 板向左平移远离 M 板,d 变大,根据 C= εrS
4πkd
,电容变小,根据 U=Q
C
,
Q 不变,则电势差增大,张角变大,选项 B 正确;将 N 板向右平移靠近 M 板,d 变小,根据 C= εrS
4πkd
,电
容变大,根据 U=Q
C
,Q 不变,则电势差减小,张角变小,选项 C 错误;在 M、N 之间插入有机玻璃板,根
据 C= εrS
4πkd
,电容变大,根据 U=Q
C
,Q 不变,则电势差减小,张角变小,选项 D 错误。
5.如图所示,平行板电容器的两极板 A、B 接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合
开关 S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,则 下列说法正确的是 ( AB )
A.保持 S 闭合,将 A 板向 B 板靠近,则θ变大
B.断开 S,将 A 板向 B 板靠近,则θ不变
C.保持 S 闭合,悬线烧断,则小球在电场中将做自由落体运动
D.断开 S,悬线烧断,则小球在电场中将作变加速曲线运动
解析:保持 S 闭合,电容器两端电压不变,将 A 板向 B 板靠近,由 E=U/d 可以判断电场强度变大,
θ增大,选项 A 正确;断开 S,电荷量 Q 不变,将 A 板向 B 板靠近,由 U=Q/C、E=U/d 和 C= εrS
4πkd
可以
判断电场强度不变,则θ不变,选项 B 正确。悬线烧断,小球将沿悬线拉力的反方向做匀加速直线运动,
C、D 选项错误。
6.(2016·福建龙岩一中高二上学期期中) 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 ( BD )
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 0.02C
解析:由 Q=CU 知,U 降低,Q 减小,故为放电过程,A 错 B 对;由 C=Q
U
=0.2
40
F=5×10-3F,可知 C 错;
ΔQ=CΔU=5×10-3×4C=0.02C,D 正确。
二、非选择题
7.如图所示,一平行板电容器接在 U=12V 的直流电源上,电容 C=3.0×10-10F,两极板间距离 d=
1.20×10-3m,取 g=10m/s2,求:
(1) 该电容器所带电荷量。
(2) 若板间有一带电微粒,其质量为 m=2.0×10-3kg,恰在板间处于静止状态,则微粒带电荷量为多
少?带何种电荷?
答案:(1) 3.6×10-9C (2) 2.0×10-6C 负电荷
解析:(1) 由公式 C=Q
U
得:,Q=CU=3.0×10-10×12C,=3.6×10-9C。
(2) 若带电微粒恰在极板间静止,,则 qE=mg,
而 E=U
d
,则 q=mgd
U
=2.0×10-3×10×1.20×10-3
12
C=2.0×10-6C,微粒带负电荷。
能力提升
一、选择题(1~3 题为单选题,4 题为多选题)
1.(2016·江苏南通中学高二上学期期末) 静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小
来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示,A、B 是平行板电容器的两个金属板,G 为静电
计。开始时开关 S 闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列采取的措施可行
的是 ( A )
A.断开开关 S 后,将 A、B 两极板分开些
B.保持开关 S 闭合,将 A、B 两极板分开些
C.保持开关 S 闭合,将 A、B 两极板靠近些
D.保持开关 S 闭合,将变阻器滑动触头向右移动
解析:要使静电计的指针张开角度增大些,必须使静电计金属球和外壳之间的电势差增大,断开开关
S 后,将 A、B 两极板分开些,电容器的带电量不变,电容减小,电势差增大,A 正确;保持开关 S 闭合,
将 A、B 两极板分开或靠近些,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,B、C 错误;保持开关 S 闭合,将
滑动变阻器滑动触头向右或向左移动,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,D 错误。
2.如图所示,平行板电容器中悬浮一带电微粒 P,今把 A、B 两半方形金属盒相对插入,当 A、B 合拢
时,对微粒运动情况的判断正确的是 ( B )
A.向上运动 B.向下运动
C.仍保持静止 D.条件不足,无法判断
解析:带电微粒在匀强电场中悬浮,说明重力与静电力平衡,若两个金属盒相对插入,当它们合拢时,
金属盒有静电屏蔽的作用,其内部场强将变为零,所以带电微粒将不受静电力作用,在重力作用下做自由
落体运动,故 B 正确。
3.如图所示,把一个平行板电容器接在电压 U=10V 的电源上,现进行下列四步操作:①闭合 S;②
在两板中央插入厚为d
2
的金属板;③断开 S;④抽出金属板。则此时电容器两板间的电势差为 ( D )
A.0 B.10V C.5V D.20V
解析:每一步操作造成的影响如下:
①闭合 S,电源对电容器充电,直至电压为 U。设电容为 C,则带电荷量 Q1=CU
②插入厚为d
2
的金属板,相当于极板间距减小了d
2
,此时电容器带电量 Q2=C′U=2Q1,③断开 S,A、B
两极板的电荷量保持不变,即 Q3=Q2=2Q1,④抽出金属板,电容器的电容仍为 C,而电荷量为 2Q1,所以两
板间电势差为2Q1
C
=2U=20V。故正确答案选 D。
4.利用传感电容器可检测矿井渗水,从而发出安全警报,避免事故的发生。如图所示是一种通过测
量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图,电容器的两个电极分别用导线接到指示器上,指示器
可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法中,正确的有
( AC )
A.该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体
B.芯柱外套的绝缘层越厚,该电容器的电容越大
C.如果指示器显示电容增大,则容器中液面升高
D.如果指示器显示电容减小,则容器中液面升高
解析:类似于平行板电容器的结构,导线芯和液体构成电容器的两块电极,导线芯的绝缘层就是极间
的电介质,其厚度 d 相当于两平行板间的距离,进入液体深度 h 相当于两平行板的相对面积(且 h 越大,
则 S 越大);所以 d 大时 C 就小,若 C 大时就表明 h 大。
二、非选择题
5.(2016·福建福州八中高二上学期期中)如图所示,M、N 为水平放置、互相平行的两大块金属板,
间距 d=35cm,已知 N 板电势高,两板间电压 U=3.5×104V。现有一质量 m=7.0×10-6kg,电荷量 q=6.0×10
-10C 的带负电的油滴,由下板 N 下方距 N 为 h=15cm 的 O 处竖直上抛,经 N 板中间的 P 进入电场,欲使油
滴到达上板 Q 点时速度恰为零,问油滴上抛的初速度 v0 为多大?
答案:4m/s
解析:对于油滴运动全程,由动能定理得:-mg(d+h) -qU=0-1
2
mv2
0
解得:v0= 2g d+h +2qU
m
= 2×10× 0.35+0.15 +2×6×10-10×3.5×104
7×10-6
=4m/s。
6.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π/6。
再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,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。
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=Q
C
①
两极板之间电场的场强为 E=U
d
②
式中 d 为两极板间的距离。
按题意,当小球偏转角θ1=π
6
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 ③
FTsinθ1=qE ④
式中 FT 为此时悬线的张力。
联立①②③④式得
tanθ1= qQ
mgCd
⑤
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=π
3
,则
tanθ2=q(Q+ΔQ)
mgCd
⑥
联立⑤⑥式得
tanθ1
tanθ2
= Q
Q+ΔQ
⑦
代入数据解得ΔQ=2Q。
相关文档
- 【物理】2020届一轮复习人教版第七2021-05-269页
- 【物理】2019届一轮复习人教版电容2021-05-2619页
- 【物理】2020届信阳一高一轮复习人2021-05-2612页
- 【物理】2020届一轮复习人教版第七2021-05-2619页
- 【物理】2020届一轮复习人教版电容2021-05-266页
- 【物理】2018届一轮复习人教版电容2021-05-2618页
- 2020-2021学年高中物理人教版选修32021-05-265页
- 2019-2020学年高中物理第一章静电2021-05-267页
- 人教版物理选修3-1习题:第1章 8 电2021-05-257页
- 甘肃省永昌县第一中学高中物理 第12021-05-255页