【課堂設(shè)計】2014-2021學(xué)年高中物理知能檢測：1-6-電容器和電容(教科版選修3-1)

一、單項選擇題1．下列說法正確的是()A．平行板電容器一極板帶電荷量＋Q，另一極板帶電荷量－Q，則此電容器不帶電B．由公式C＝eq\f(Q,U)可知，電容器的電容隨電荷量Q的增加而增大C．平行板電容器保持帶電荷量不變而增大兩極板間距離時，兩板間電壓減小D．電容器的帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比答案：D2．一個電容器帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U，若使其帶電荷量增加4×10－7C，電勢差則增加20V，則它的電容是()A．1×10－8F B．2×10－8FC．4×10－8F D．8×10－8F答案：B3．電容器是一種常用的電子元件．對電容器生疏正確的是()A．電容器的電容表示其儲存電荷力量B．電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C．電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D．電容的常用單位有μF和pF,1μF＝103pF解析：電容是表示電容器容納電荷本事的物理量，A項正確．電容是電容器本身的性質(zhì)，只與正對面積、極板間的距離和電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與電容器的帶電荷量和兩極板間的電壓無關(guān)，B、C兩項不正確．電容器的常用單位的換算關(guān)系是1μF＝106pF，D項不正確．答案：A4．對于給定的電容器，在描述電容C、帶電荷量Q、兩板間電勢差U的相互關(guān)系中，下列圖像中正確的是()答案：A5．如圖1－6－6所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．以下說法正確的是()圖1－6－6A．若將上板A向左平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G中有a→b的電流B．若將上板A向上平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G中有b→a的電流C．若將下板B向下平移一小段位移，則油滴向上加速運動，G中有b→a的電流D．若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G中無電流通過解析：因A板與電池的負(fù)極相連，故A板帶負(fù)電，由C∝eq\f(εrS,d)、Q＝CU和E＝eq\f(U,d)，可以得出將A板向左平移一小段，則電容器的電容減小，A板帶電荷量削減，U不變，板間電場強度不變，則板間的油滴仍平衡；A板上移，則電容減小，A板帶電荷量減小，U不變，板間的電場強度減小，所以油滴向下加速運動，G中有b→a的電流，B項對，C項錯；將S斷開，電容器的帶電荷量不變，則油滴仍平衡，所以D項錯．答案：B6．用把握變量法，可以爭辯影響平行板電容器電容的因素(如圖1－6－7)．設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ.試驗中，極板所帶電荷量不變，若()圖1－6－7A．保持S不變，增大d，則θ變大B．保持S不變，增大d，則θ變小C．保持d不變，減小S，則θ變小D．保持d不變，減小S，則θ不變解析：靜電計指針偏角體現(xiàn)電容器兩板間電壓大?。谧鲞x項所示的操作中，電容器電荷量Q保持不變，C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)保持S不變，增大d，則C減小，U增大，偏角θ增大，選項A正確B錯誤；保持d不變，減小S，則C減小，U增大偏角θ也增大，故選項C、D均錯．答案：A二、多項選擇題7.如圖1－6－8所示是一個由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路．在增大電容器兩極板間距離的過程中()圖1－6－8A．電阻R中沒有電流B．電容器的電容變小C．電阻R中有從a流向b的電流D．電阻R中有從b流向a的電流解析：由題知電容器兩板間電壓恒定，設(shè)已充電荷量為Q，當(dāng)兩板距離增大時，電容C變小，由Q＝CU可知帶電荷量Q將減小，必定有一部分正電荷通過電阻R回流．正確選項為B、C.答案：BC8．電容器A的電容比電容器B的電容大，這表明()A．A所帶的電荷量比B多B．A比B容納電荷的本事大C．A的體積比B的體積大D．兩電容器的電壓都轉(zhuǎn)變1V時，A的電荷量轉(zhuǎn)變比B的大解析：電容是電容器的固有屬性，由電容器本身的構(gòu)造打算，電容描述了電容器容納電荷的本事(電容器兩極間的電壓每轉(zhuǎn)變1V所轉(zhuǎn)變電荷量的多少)大小，而不表示容納電荷的多少或帶電荷量的多少，正確答案為B、D項．答案：BD9.如圖1－6－9所示電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一個角度．下述哪些做法可使指針張角增大()圖1－6－9A．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對面積錯開一些C．?dāng)嚅_S后，使B板向右平移拉開一些D．?dāng)嚅_S后，使A、B正對面積錯開一些解析：圖中靜電計的金屬桿接A極，外殼和B板均接地，靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩極板間的電壓越高，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不變，靜電計指針張角不變；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，而電容器電荷量不變，由C＝eq\f(Q,U)可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大，答案為C、D.答案：CD10.一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點，如圖1－6－10所示，以E表示兩極板間的場強，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點的電勢能，若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則()圖1－6－10A．U變小，E不變 B．E變大，Ep變大C．U變小，Ep不變 D．U不變，Ep不變解析：當(dāng)平行板電容器充電后與電源斷開后，每板上帶電荷量Q不變．由E＝eq\f(U,d)，U＝eq\f(Q,C)，C＝eq\f(εrS,4πkd)可推得：E＝eq\f(4πk,εr)·eq\f(Q,S)即兩極板間場強只與極板上單位面積的帶電荷量(電荷的面密度)成正比．所以兩板間場強E保持不變，由于板間距離d減小，據(jù)U＝Ed可知，電容器的電壓U變小．由于場強E不變，因此P點與接地的負(fù)極板即與大地的電勢差保持不變，即P點的電勢保持不變，因此電荷在P點的電勢能Ep保持不變．正確選項為A、C.答案：AC三、非選擇題11．一同學(xué)用感應(yīng)起電機給一個電容器充電，充電后從電容器兩極板引出兩根導(dǎo)線，使兩根導(dǎo)線的端點相距很近時，發(fā)生的現(xiàn)象是________．若將電容器兩極板和一個靜電計相連，然后給電容器充電，充電時間越長，靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度越大，這說明電容器帶電荷量越多時，它兩極板間的電勢差就________．為了定量地爭辯電容器所帶電荷量和兩極板間電勢差之間的關(guān)系，該同學(xué)用一個能夠給電容器供應(yīng)5mA穩(wěn)恒電流的恒流源給一個電容器充電，用秒表記錄充電時間，充電后用伏特表測電容器兩極板間的電勢差，測出試驗數(shù)據(jù)如下表所示，由此可知試驗中所用電容器的電容為________μF.(保留兩位有效數(shù)字)充電時間(s)4812162024兩板間電壓(V)4.268.5112.7717.0221.8825.53解析：ΔQ＝IΔtC＝eq\f(ΔQ,ΔU)C＝eq\f(IΔt,ΔU)I＝5mAΔt＝4sΔU＝4.25VC＝4700μF.答案：火花放電大4.7×10312.如圖1－6－11所示，水平放置面積相同的金屬板A、B，A板掛在天平的一端，B板用絕緣支架固定，當(dāng)天平平衡時，兩板間的距離為5mm.若在兩板間加400V的電壓后，在天平右端要增加4g砝碼，天平才能恢復(fù)平衡，可見金屬板A所帶的電荷量為______C.圖1－6－11解析：在AB間加上電壓后，A板受到電場力EQ＝eq\f(U,d)·Q＝Δmg，所以Q＝eq\f(Δmg·d,U)＝eq\f(4×10－3×10×5×10－3,400)C＝5×10－7C.答案：5×10－713.如圖1－6－12所示，有的計算機鍵盤的每個鍵下面連一小塊金屬片；與該金屬片隔有肯定空氣間隙的是另一塊小的固定金屬片．這兩片金屬片組成一個小電容器．該電容器的電容C可用公式C＝eq\f(εrS,d)計算，式中常量εr＝9×10－12F·m－1，S表示金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測出是哪個鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號．設(shè)每個金屬片的正對面積為50mm2.鍵未按下時兩金屬片的距離為0.6mm.假如電容變化0.25pF.電子線路恰能檢測出必要的信號，則鍵至少需要被