2022-2023學(xué)年新教材高中物理第10章靜電場中的能量4電容器的電容夯基提能作業(yè)新人教版必修第三冊

1、 第十章4eq f( 合格考訓(xùn)練,25分鐘滿分60分 )一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1下列關(guān)于電容器的敘述正確的是(D)A電容器是儲存電荷的容器，只有帶電的容器才是電容器B任何兩個彼此絕緣且相距很近的物體，就組成了電容器C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D電容器充電過程是將其他形式的能轉(zhuǎn)變成電容器的電能并儲存起來，電容器的放電過程是將電容器儲存的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能解析：電容器是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的能力，A錯誤；任何兩個彼此絕緣而又相距很近的導(dǎo)體組成一個電容器，B錯誤；電容器所帶的電荷量指任一極板電荷量的絕對值，C錯誤；電容器的充

2、、放電伴隨能量轉(zhuǎn)化，D正確。2(2021陜西省南鄭中學(xué)高二上學(xué)期期中)下列關(guān)于電容器和電容的說法中，不正確的是(A)A根據(jù)Ceq f(Q,U)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比B對于確定的電容器，其所帶的電荷量與兩板間的電壓(小于擊穿電壓且不為零)成正比C無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零)，它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變D電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板上的電壓無關(guān)解析：電容的定義式Ceq f(Q,U)是比值法定義，反映電容器本身的性質(zhì)，C與U、Q無關(guān)，不能說電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比，故A錯誤；對于確

3、定的電容器，C一定，由QCU知，Q與U成正比，故B正確；電容器所帶的電荷量與電壓比值等于電容，電容與電荷量、電壓無關(guān)，所以無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零)，它所帶的電荷量與電壓比值恒定不變，故C正確；電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，由電容器本身決定，與板間電壓無關(guān)，故D正確。3傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域。如圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過改變電容器兩極板間距離而引起電容變化的是(C)解析：A選項(xiàng)改變的是電介質(zhì)，B、D選項(xiàng)改變的是正對面積，C選項(xiàng)改變的是兩板間的距離，故C正確。4一個電容器帶電

4、量為Q時，兩極板間的電壓為U，若使其帶電量增加4107C，電勢差增加20 V，則它的電容是(B)A1108 FB2108 FC4108 FD8108 F解析：已知電容器電量的增加量Q4107 C，板間電壓的增加量U20 V，則電容為Ceq f(Q,U)eq f(4107,20) F2108 F，故選B。5(2020浙江省紹興市諸暨中學(xué)高一下學(xué)期檢測)超級電容器又叫雙電層電容器，是一種新型儲能裝置，它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬等特點(diǎn)。如圖為一款超級電容器，其標(biāo)有“2.7 V,3 000 F”

5、，則可知(B)A該電容器充電時把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B該電容器充電時板間的電場強(qiáng)度增大C該電容器容納電荷的本領(lǐng)較3 000 pF的電容小D該電容器只有在2.7 V電壓下，電容才是3 000 F解析：由于是電容器，充電時把電能存儲在電容器中，沒有轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；電容器充電時板間的電壓增大，距離不變，根據(jù)Eeq f(U,d)可知，電場強(qiáng)度增大，故B正確； 電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與電壓和電量無關(guān)，故電容始終為3 000 F，比3 000 pF的電容大，故C錯誤，D錯誤。6(2021北京市昌平區(qū)高二上學(xué)期期末)圖中是一個平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電，現(xiàn)將

6、一個試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，如圖所示。A、B兩點(diǎn)間的距離為s，連線AB與極板間的夾角為30，則電場力對試探電荷q所做的功等于(C)Aeq f(qCs,Qd)Beq f(qQs,Cd)Ceq f(qQs,2Cd)Deq f(qCs,2Qd)解析：板間場強(qiáng)Eeq f(U,d)eq f(Q,Cd)，試探電荷q由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，電場力做功WqEssin 30eq f(qQs,2Cd)，故選C。7(多選)如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為，則下列說法正確的是(AB)A保持S閉合，將A板向B板

7、靠近，則變大B斷開S，將A板向B板靠近，則不變C保持S閉合，懸線燒斷，則小球在電場中將做自由落體運(yùn)動D斷開S，懸線燒斷，則小球在電場中將做變加速曲線運(yùn)動解析：保持S閉合，電容器兩端電壓不變，將A板向B板靠近，由EU/d可以判斷電場強(qiáng)度變大，增大，選項(xiàng)A正確；斷開S，電荷量Q不變，將A板向B板靠近，由UQ/C、EU/d和Ceq f(rS,4kd)可以判斷電場強(qiáng)度不變，則不變，選項(xiàng)B正確；懸線燒斷，小球?qū)⒀貞揖€拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動，C、D選項(xiàng)錯誤。8(多選)如圖所示為某一電容器中所帶電量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40 V降低到36 V，對電容器來說正確的是(BD)A

8、是充電過程B是放電過程C該電容器的電容為5.0102 FD電容器的電量變化量為0.02 C解析：由QCU知，U降低，Q減小，故為放電過程，A錯B對；由Ceq f(Q,U)eq f(0.2,40) F5103 F，可知C錯；QCU51034 C0.02 C，D正確。二、非選擇題(本題共1小題，共12分)9(12分)(2021河南省濮陽市高二上學(xué)期期末)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)處由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零。空氣阻力忽略不計(jì)，極板間電場可視為勻強(qiáng)電場，重力加速度為g。求：(1)

9、極板間電場強(qiáng)度的大??；(2)電容器所帶電荷量。答案：(1)Eeq f(mghd,qd)(2)Qeq f(mghdC,q)解析：(1)小液滴從開始下落到速度減為零的過程中，由動能定理有：mg(hd)qEd0，解得板間電場強(qiáng)度為：Eeq f(mghd,qd)。(2)兩極板間電壓為：UEd，電容器帶電量為：QCU聯(lián)立解得：Qeq f(mghdC,q)。eq f( 等級考訓(xùn)練,15分鐘滿分40分 )一、選擇題(本題共4小題，每題7分，共28分)1(2021江蘇揚(yáng)州中學(xué)高二上開學(xué)檢測)如圖所示，平行板電容器與電源連接，上極板A接地，一帶負(fù)電的油滴固定于電容器中的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下極板B豎直向下移

10、動一小段距離，則(B)A帶電油滴所受靜電力不變BP點(diǎn)的電勢將升高C帶電油滴在P點(diǎn)時的電勢能增大D電容器的電容減小，極板帶電荷量增大解析：將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)Eeq f(U,d)得知板間場強(qiáng)減小，油滴所受的靜電力減小，選項(xiàng)A錯誤；板間場強(qiáng)E減小，而P點(diǎn)與上極板間的距離不變，則由公式UEd分析可知，P點(diǎn)與上極板間電勢差將減小，而P點(diǎn)的電勢低于上極板的電勢，則知P點(diǎn)的電勢將升高，油滴帶負(fù)電，P點(diǎn)的電勢升高，則油滴在P點(diǎn)時的電勢能將減小，選項(xiàng)B正確，C錯誤；根據(jù)電容的定義式Ceq f(Q,U)，電容器與電源相連，則U不變，當(dāng)C減小時，則極板帶電荷

11、量Q也減小，選項(xiàng)D錯誤。2如圖所示，把一個平行板電容器接在電壓U10 V的電源上，現(xiàn)進(jìn)行下列四步操作：閉合S；在兩板中央插入厚為eq f(d,2)的金屬板；斷開S；抽出金屬板。則此時電容器兩板間的電勢差為(D)A0B10 VC5 VD20 V解析：每一步操作造成的影響如下：閉合S，電源對電容器充電，直至電壓為U。設(shè)電容為C，則帶電荷量Q1CU插入厚為eq f(d,2)的金屬板，相當(dāng)于極板間距減小了eq f(d,2)，此時電容器帶電量Q2CU2Q1斷開S，A、B兩極板的電荷量保持不變，即Q3Q22Q1抽出金屬板，電容器的電容仍為C，而電荷量為2Q1，所以兩板間電勢差為eq f(2Q1,C)2U2

12、0 V。故正確答案選D。3(2021黑龍江省龍東南七校高二上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，極板A接地，平行板電容器的極板B與一個靈敏的靜電計(jì)相接。將A極板向左移動，增大電容器兩極板間的距離時，電容器所帶的電量Q、電容C、兩極板間的電壓U，電容器兩極板間的場強(qiáng)E的變化情況是(C)AQ變小，C不變，U不變，E變小BQ變小，C變小，U不變，E不變CQ不變，C變小，U變大，E不變DQ不變，C變小，U變大，E變小解析：平行板電容器與靜電計(jì)并聯(lián)，電容器所帶電量不變。故A、B錯誤；增大電容器兩極板間的距離d時，由Ceq f(rS,4kd)知，電容C變小，Q不變，根據(jù)Ceq f(Q,U)知，U變大，而E

13、eq f(U,d)eq f(f(Q,C),d)eq f(4Qk,rS)，Q、k、S均不變，則E不變。故C正確，D錯誤。故選C。4(多選)(2021河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二上學(xué)期期期中)電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩個脈沖電流，如圖乙所示，即視為“闖紅燈”，電子眼拍照。則紅燈亮?xí)r(BD)A車輪停在感應(yīng)線上時電阻R上有恒定電流B車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電C車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流

14、一直增大D汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照解析：車輪停在感應(yīng)線上時，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過時電流先增大后減小，然后再反向增大減??；因電壓是在受壓時產(chǎn)生的，故說明電容器先充電后放電；故B正確，C錯誤；若汽車前輪越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照；故D正確；故選BD。二、非選擇題(本題共1小題，共12分)5(12分)如圖，一平行板電容器的兩個極板豎直放置，在兩極板間有一帶電小球，小球用一絕緣輕線懸掛于O點(diǎn)。先給電容器緩慢充電，使兩極板所帶電荷量分別為Q和Q，此時懸線與豎直方向的夾角為/6。再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到/3，且小球與兩極板不接觸。求第二次充電使電容器正極板增加的電荷量。答案：2Q解析：設(shè)電容器電容為C，第一次充電后兩極板之間的電壓為Ueq f(Q,C)兩極板之間電場的場