2024-2025學(xué)年新教材高中物理第10章靜電場中的能量4電容器的電容練習(xí)含解析新人教版必修第三冊

PAGE6-電容器的電容課后訓(xùn)練鞏固提升雙基鞏固學(xué)考突破1.關(guān)于電容器,下列說法正確的是()A.在充電過程中電流恒定B.在放電過程中電容減小C.能儲(chǔ)存電荷,但不能儲(chǔ)存電能D.兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體可視為電容器答案:D解析:電容器在充電過程中,電流漸漸減小,A錯(cuò);電容是電容器儲(chǔ)存電荷的本事,不隨充、放電過程改變,B錯(cuò);電容器中的電場具有能的性質(zhì),所以C錯(cuò);兩個(gè)彼此絕緣又靠近的導(dǎo)體是可以儲(chǔ)存電荷的,可視為電容器,D對。2.某電容器上標(biāo)有“1.5μF9V”,則表示該電容器()A.只有在9V的電壓下它的電容才是1.5μFB.電容器的擊穿電壓為9VC.電容器的額定電壓為9VD.當(dāng)它的電壓為4.5V時(shí),它的電容變?yōu)?.75μF答案:C解析:電容器銘牌上的9V是指電容器的額定電壓,這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓低,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;不論電容器的工作電壓為多少,它的電容均為1.5μF,所以A、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.一個(gè)電容器帶電荷量為Q時(shí),兩極板間電壓為U,若使其帶電荷量增加4.0×10-7C時(shí),它兩極板間的電勢差增加20V,則它的電容為()A.1.0×10-8F B.2.0×10-8FC.4.0×10-8F D.8.0×10-8F答案:B解析:C=ΔQΔU=4.0×10-74.(多選)如圖所示,平行板電容器和恒定直流電源相連,箭頭表示電流方向。下列說法正確的有()A.電容器正在充電B.電容器正在放電C.電容器兩板間距離可能正在變大D.電容器兩板間距離可能正在變小答案:AD解析:平行板電容器和恒定直流電源相連,電容器兩端電壓不變,箭頭表示電流方向,則電容器正在充電,故A正確,B錯(cuò)誤;電容器正在充電,電容器兩板所帶電荷量增大,電容器的電容增大,所以電容器兩板間距離可能正在變小,故D正確,C錯(cuò)誤。5.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(jì),開關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度,下述做法可使靜電計(jì)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正對面積增大一些答案:C解析:靜電計(jì)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(dāng)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,靜電計(jì)指針張角不變;當(dāng)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=QU可知,板間電壓U6.如圖所示,電容器的兩極板分別與電源的正、負(fù)極相連,在電容器兩極板間的距離由d快速增大為2d的過程中,下列說法正確的是()A.電容器兩極板間的電壓始終不變B.電容器兩極板間的電壓瞬時(shí)上升后又復(fù)原原值C.依據(jù)Q=CU可知,電容器所帶電荷量先增大后減小D.電路中電流由A板經(jīng)電源流向B板答案:B解析:在將電容器兩極板間距離快速增大的過程中,電容器極板上的電荷量將來得及改變,即Q不變,則C=QU,又C=εrS4πkd,所以C變小,故U增大,但最終電壓U要與電源電壓相等,故選項(xiàng)B正確,A錯(cuò);因?yàn)镃=εrS4πkd,所以7.有一充電的平行板電容器,兩板間電壓為3V,現(xiàn)使它的電荷量削減3×10-4C,于是電容器兩板間的電壓降為原來的13答案:150μF4.5×10-4C150μF解析:電容器兩極板間電勢差的改變量為ΔU=1-13U=23由C=ΔQΔU,得C=3×10-42F=1.5設(shè)電容器原來所帶的電荷量為Q,則Q=CU=1.5×10-4×3C=4.5×10-4C。電容器的電容是由電容器本身確定的,與是否帶電無關(guān),所以電容器放掉全部電荷后,電容仍舊是150μF。選考奠基素養(yǎng)提升1.某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線如圖所示,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改變量為0.20C答案:B解析:由Q=CU知,U降低,Q減小,故為放電過程,A錯(cuò)誤,B正確;由C=QU=0.240F=5.0×10-3F,可知C錯(cuò)誤;ΔQ=CΔU=5.0×10-32.如圖所示,水平放置的平行板電容器,閉合開關(guān)與穩(wěn)壓直流電源連接,下板固定,當(dāng)上板在AB位置時(shí),一個(gè)帶電油滴剛好靜止在電容器的中點(diǎn),現(xiàn)在斷開開關(guān),使上板在AB位置與A'B'位置之間上下往復(fù)移動(dòng),以下關(guān)于帶電油滴的運(yùn)動(dòng)描述正確的是()A.油滴在電容器兩極板間上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)B.油滴始終向下極板運(yùn)動(dòng)最終到達(dá)下極板C.油滴始終處于靜止?fàn)顟B(tài)D.上板向上移動(dòng)時(shí),油滴做加速運(yùn)動(dòng);上板向下移動(dòng)時(shí),油滴做減速運(yùn)動(dòng)答案:C解析:帶電油滴剛好懸浮靜止在電容器的中點(diǎn),說明油滴所受重力和靜電力等大反向,即qE=mg。當(dāng)上板在AB位置與A'B'位置之間上下往復(fù)移動(dòng)時(shí),不管上板在哪個(gè)位置(除AB位置外),兩極板的電荷量Q為定值,板間的電場強(qiáng)度為E=Ud=4πkQε3.如圖所示,平行板電容器與一個(gè)恒壓直流電源連接,下極板通過A點(diǎn)接地,一帶正電小球被固定于P點(diǎn),現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則()A.平行板電容器的電容將變大B.靜電計(jì)指針張角變小C.電容器的電荷量不變D.帶電小球的電勢能將增大答案:D解析:依據(jù)C=εrS4πkd知,下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,即d增大,則電容減小,故A錯(cuò)誤。靜電計(jì)測量的是電容器兩端的電勢差,因?yàn)殡娙萜魇冀K與電源相連,則電勢差不變,所以靜電計(jì)指針張角不變,故B錯(cuò)誤。下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,電容減小,依據(jù)電容的定義式C=QU,電容器與電源保持相連,則U不變,當(dāng)C減小,則Q也減小,故C錯(cuò)誤。電勢差不變,d增大,則由公式E=Ud分析得知板間電場強(qiáng)度減小,4.(多選)如圖所示,C為中間插有電介質(zhì)的電容器,A和B為其兩極板,A板接地;P和Q為兩豎直放置的平行金屬板,在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球;P板與B板用導(dǎo)線相連,Q板接地。起先時(shí)懸線靜止在豎直方向,在B板帶電后,懸線偏轉(zhuǎn)了角度α,在以下方法中,能使懸線的偏角α變大的是()A.縮小A、B間的距離B.加大A、B間的距離C.取出A、B兩極板間的電介質(zhì)D.換一塊形態(tài)大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)答案:BC解析:A板與Q板電勢恒定為零,B板和P板電勢總相同,故兩個(gè)電容器的電壓相等,且兩板電荷量q視為不變。要使懸線的偏角增大,則應(yīng)使電壓U增大,即減小電容器的電容C。對電容器,由公式C=εrS4πkd,可以通過增大板間距d、減小介電常數(shù)εr、減小極板的正對面積5.如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓電源上,兩極板間距為3cm,電容器電荷量為6×10-8C,A極板接地。求:(1)平行板電容器的電容;(2)平行板電容器兩板之間的電場強(qiáng)度;(3)距B板2cm的M點(diǎn)處的電勢。答案:(1)1×10-9F(2)2×103V/m,方向豎直向下(3)-20V解析:(1)平行板電容器的電容C=QU=6×10-860F(2)兩板之間為勻強(qiáng)電場,則E=Ud=603×10-2(3)M點(diǎn)距A板距離為dAM=d-dBM=1cmA與M間電勢差UAM=EdAM=20V又UAM=φA-φM,φA=0可得φM=-20V。6.如圖所示,水平放置的平行金屬板A、B的距離為d,起先兩板都不帶電,現(xiàn)將電荷量為+q、質(zhì)量為m的液滴從小孔正上方h處無初速度滴下,通過小孔落向B板并把電荷全部傳給B板。(1)若第N滴在AB間恰好做勻速運(yùn)動(dòng),求電容器的電容。(2)能到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過多少滴?答案:(1)(N-1)q2解析:本題考查電容器的實(shí)際應(yīng)用,激發(fā)學(xué)習(xí)愛好,培育