2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場8電容器的電容課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE5課時作業(yè)8電容器的電容時間：45分鐘一、單項選擇題1．依據(jù)大量科學(xué)測試可知，地球本身就是一個電容器．通常大地帶有50萬庫侖左右的負電荷，而地球上空存在一個帶正電的電離層，這兩者之間便形成一個已充電的電容器，它們之間的電壓為300kV左右，則地球的電容約為(B)A．0.17F B．1.7FC．17F D．170F解析：依據(jù)題意可得Q＝5×105C，U＝3×105V，依據(jù)C＝eq\f(Q,U)可得C＝eq\f(5×105C,3×105V)≈1.7F，B正確．2.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θ(B)A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大C．?dāng)嚅_S，將A板向B板靠近，則θ減小D．?dāng)嚅_S，將A板向B板靠近，則θ增大解析：保持S閉合，電容器兩端電壓不變，將A板向B板靠近，由E＝U/d可以推斷電場強度變大，θ增大，選項A錯誤，B正確；斷開S，電荷量Q不變，將A板向B板靠近，由U＝Q/C、E＝U/d和C＝εrS/4πkd可以推斷電場強度不變，則θ不變，選項C、D錯誤．3．傳感器是自動限制設(shè)備中不行缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境愛護、交通運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，其中通過變更電容器兩板間距離而引起電容變更的是(C)解析：A選項變更的是介質(zhì)，B、D選項變更的是正對面積，C選項變更的是兩板間的距離，故C正確．4．目前，電容式觸摸屏技術(shù)已廣泛應(yīng)用于一些手機和觸摸屏上．一層透亮的薄膜導(dǎo)體層夾在兩層絕緣玻璃層的中間，這就形成了觸摸屏．在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個較弱的溝通電場．如圖所示，在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與導(dǎo)體層之間被玻璃絕緣層隔開，形成一個電容器，在四邊電極與觸點間會有電流流過，而電流大小與手指到電極的距離成比例，位于觸摸屏幕后的限制器便會計算電流的大小，精確算出觸摸點的位置．關(guān)于電容式觸摸屏，下列說法中正確的是(B)A．電容式觸摸屏須要用力觸摸才能產(chǎn)生信號B．電容式觸摸屏的兩極分別是導(dǎo)體層和手指C．手指與屏的接觸面積越大，電容越大，精確度越高D．假如手指上戴了棉線手套，仍可使觸摸屏有效工作解析：由題意可知，在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與導(dǎo)體層之間被玻璃絕緣層隔開，形成一個電容器，故不須要用力就可以形成一個電容器，選項A錯誤，選項B正確；手與屏的接觸面積越大，則觸摸點的位置越不簡單確定，選項C錯誤；假如手指上戴了棉線手套，就不是導(dǎo)體了，故觸摸屏也就不能與導(dǎo)體層形成電容器了，選項D錯誤．5．某電容器的電容是30μF，額定電壓為200V，擊穿電壓為400V，對于該電容器，下列說法中正確的是(A)A．為使它的兩極板間的電壓增加1V，所須要的電荷量是3×10－5CB．給電容器1C的電荷量，兩極板間的電壓為3×10－5VC．該電容器能容納的電荷量最多為6×10－3CD．該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200V解析：由ΔQ＝C·ΔU＝30×10－6×1C＝3×10－5C，A對；由U＝Q/C＝1/(30×10－6)V≈3.3×104V，電容器被擊穿，B錯；擊穿電壓為400V表示能承受的最大電壓為400V，最大電荷量Q＝CU＝3×10－5×400C＝1.2×10－2C，C、D錯．二、多項選擇題6．如圖所示為“探討影響平行板電容器電容的因素”的試驗裝置，以下說法正確的是(BD)A．A板與靜電計的指針帶的是異種電荷B．甲圖中將B板上移，靜電計的指針偏角增大C．乙圖中將B板左移，靜電計的指針偏角不變D．丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間，靜電計的指針偏角減小解析：靜電計指針與A板連為一個導(dǎo)體，帶電性質(zhì)相同，A錯誤．依據(jù)C＝εrS/4πkd，C＝Q/U，B板上移，S減小，C減小，Q不變，U增大，B正確．B板左移，d增大，C減小，U增大，C錯誤．插入電介質(zhì)，εr增大，電容C增大，U減小，D正確．7．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極上時，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變更，將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么(BC)A．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將減小B．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將增大C．若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變更D．若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變更解析：當(dāng)壓力向上時，膜片電極將向上彎曲，使電容器兩個極之間距離減小，電容增大，故A選項錯誤，B選項正確．當(dāng)壓力F發(fā)生變更時，電容器的電容發(fā)生變更，電容器會不斷地充放電，所以電流計有示數(shù)，當(dāng)壓力不變時，因為電壓恒定，電容器帶電量不會發(fā)生變更，電流計無示數(shù)，故C選項正確，D選項錯誤．三、非選擇題8.如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓電源上，兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為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度；(3)距B板為2cm的C點處的電勢．答案：(1)1×10－9F(2)2×103V/m方向豎直向下(3)－20V解析：(1)由電容定義C＝Q/U＝6×10－8/60F＝1×10－9F(2)兩板之間為勻強電場E＝U/d＝60/(3×10－2)V/m＝2×103V/m方向豎直向下．(3)C點距A板間距離為dAC＝d－dBC＝1cmA與C間電勢差UAC＝EdAC＝20V又UAC＝φA－φC，φA＝0可得φC＝－20V.9．把一個3pF的平行板電容器接在9V的電池上．(1)保持與電池的連接，兩極板的距離減半，極板上的電荷增加還是削減？電荷變更了多少？(2)移去電池后兩極板的距離減半，極板間的電勢差增大還是減??？電勢差變更了多少？答案：見解析解析：①當(dāng)電源與電容器始終連接時，電容器兩極間電壓保持不變，但其上的電荷量和極板間場強可以變更．②當(dāng)斷開電源后，電容器所帶電荷量不變更，但其間電壓可以發(fā)生變更．(1)電容器原來帶電荷量Q＝UC＝9×3×10－12C＝2.7×10－11C，當(dāng)兩極板的距離減半時，C′＝2C＝6×10－12F，電容器后來帶電荷量Q′＝UC′＝5.4×10－11C