高中物理人教版1第1章電場直流電路第4節(jié)閉合電路的歐姆定律 省獲獎

人教版物理高二選修2-1第一章第五節(jié)電容器同步訓(xùn)練一．選擇題1．下列說法中不正確的是（）A． 電容器是儲存電荷的裝置B． 白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)工作的C． 電動機是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置D． 發(fā)電機是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置答案：C解析：解答：A、電容器是儲存電荷的裝置；故A正確；B、白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)工作的；故B正確；C、電動機是利用電流在磁場中受力將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置；故C錯誤；D、發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；故D正確；本題選錯誤的；故選：C．分析：明確常用電器的工作原理，明確其作用即可．2．有一電學(xué)元件，上面標(biāo)有“450V，250μF”字樣，由此可知該電學(xué)元件是（）A． 電源 B． 電容器 C． 電阻器 D． 電感器答案：B解析：解答：由電學(xué)元件的標(biāo)度可知，該元件的電壓為450V；而單位為μF的電學(xué)元件只有電容；故該電學(xué)元件應(yīng)為電容器；故選：B分析：電學(xué)元件的標(biāo)度可得出電學(xué)元件的性質(zhì)，并能得出屬于哪一種電學(xué)元件．3．下列物理量的單位是“法拉”的是（）A． 電流 B． 電容 C． 電場強度 D． 磁感應(yīng)強度答案：B解析：解答：A、電流的單位為安培；電容的單位為法拉；電場強度的單位是V/m；磁感應(yīng)強度的單位為T；故選：B．分析：明確各物理量所對應(yīng)的單位，即可正確解答本題．4．下列敘述中正確的是（）A． 由電容的定義式可知，C與Q成正比，與V成反比B． 由磁感應(yīng)強度的定義式可知，F(xiàn)的方向與B的方向一定相同C． 電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt，是由英國科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的D． 帶電粒子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓成正比答案：C解析：解答：A、C與Q，U無關(guān)，則A錯誤；B、F一定與B垂直，則B錯誤；C、焦耳定律是由英國科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的，則C正確；D、根據(jù)，知，則最大動能．與加速的電壓無關(guān)，則D錯誤故選：C分析：電容與電量無關(guān)，B與F垂直，焦耳定律是由英國科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的，粒子離開回旋加速器時的最大動能由加速器的半徑與磁場B有關(guān)．5．如圖所示，平行板a、b組成的電容器與電池E連接，平行板電容器P處固定放置一帶負(fù)電的點電荷，平行板b接地，現(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動，則（）A． 點電荷所受電場力增大 B． 點電荷在P處的電勢能減少C． P點電勢減小 D． 電容器的帶電量增加答案：B解析：解答：A、因電容器與電源始終相連，故兩板間的電勢差不變，B板下移，則板間距離d增大，則板間電場強度E變小，由F=Eq可知電荷所受電場力變小，故A錯誤；B、板間距離d增大，則板間電場強度E變小，由U=Ed知，P與a板的電壓減小，而a的電勢不變，故P的電勢升高，由EP=qφ而q為負(fù)值，故電勢能減小，故B正確；C、由B分析可知，C錯誤；D、由Q=CU，又有，故C減小，Q減小，故D錯誤；故選：B分析：電容器與電源相連，則可知電容器兩端的電壓不變；由極板的移動可知d的變化，由U=Ed可知板間場強E的變化，再由F=Eq可知電荷所受電場力變化，由EP=qφ判斷電勢能的變化6．平行板電容器與靜電計相連，如圖所示．下列各種情況中能觀察到靜電計指針偏角減大的是（）A． 將兩極板的間距減小B． 將兩極板平行錯開，使正對面積減小C． 在A板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板D． 在A板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板答案：B解析：解答：A、將兩極板的間距減小，依據(jù)可知電容增大，由電容器的定義式，可知兩極板間電壓減小，故指針偏角減小，故A錯誤．B、將兩極板平行錯開，使正對面積減小，依據(jù)可知電容減小，由電容器的定義式，可知兩極板間電壓增大，故指針偏角增大，故B正確．CD、在A板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板或鋁板，都是增大了介電常數(shù)，依據(jù)可知電容增大，由電容器的定義式，可知兩極板間電壓減小，故指針偏角減小，故C、D錯誤．故選：B．分析：解答本題關(guān)鍵掌握：靜電計測定電容器板間的電勢差，電勢差越大，指針偏角越大；電容器電容的決定式，分析電容的變化；電容器的電量不變，由電容器的定義式分析電勢差的變化．7．兩塊相同的、彼此正對平行且相互絕緣的金屬板構(gòu)成了一個平行板電容器，現(xiàn)給這個電容器充電后，與電源斷開，再將這個電容器的兩極板相互靠近，保持正對面積不變，則（）A． 電容器所儲存的電能不變B． 電容器所帶的電荷量減少C． 電容器的電容減小D． 電容器兩極板間的電勢差減小答案：D解析：解答：電容器正對面積不變，兩極板相互靠近，d減小，由電容的決定式知電容逐漸增大．平行板電容器充電后斷開電源后，電容器的電量Q不變；Q不變，C增大，由電容的定義式，知板間電壓減小；電容器的儲能取決于電量及電壓的乘積，因電壓減小，故電能減??；故ABC錯誤，D正確；故選：D．分析：平行板電容器充電后斷開電源后，電容器的電量不變．正對面積逐漸增大，電容增大．由定義式，分析電量的變化．由公式分析場強的變化．8．指紋傳感器已經(jīng)走入日常生活中，設(shè)在一塊半導(dǎo)體基板上陣列了10萬金屬顆粒，每一顆粒充當(dāng)電容器的一極，外表面絕緣，當(dāng)手指貼在其上時就構(gòu)成了電容器的另一極，這就組成了指紋傳感器．當(dāng)手指的指紋一面與絕緣表面接觸時，由于指紋深淺不同，對應(yīng)的峪和嵴（突起和凹陷）與顆粒間形成一個個電容值大小不同的電容器，則（）A． 指紋的嵴處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒距離近，電容小B． 指紋的峪處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒距離遠(yuǎn)，電容小C． 對每個電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓，在手指靠近時，各金屬電極均處于放電狀態(tài)D． 對每個電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓，在手指遠(yuǎn)離時，各金屬電極均處于充電狀態(tài)答案：B解析：解答：A、指紋的嵴處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒距離近，根據(jù)電容的決定式得知，電容大．故A錯誤．B、指紋的峪處與半導(dǎo)體基板上對應(yīng)的金屬顆粒距離遠(yuǎn)，根據(jù)電容的決定式得知，電容?。蔅正確．C、在手指靠近時，電容增大，而電壓一定，則由Q=CU可知，各金屬電極電量增大，處于充電狀態(tài)．故C錯誤．D、在手指遠(yuǎn)離時，電容減小，而電壓一定，則由Q=CU可知，各金屬電極電量放電狀態(tài)．故D錯誤．故選：B分析：手指的嵴和峪與金屬電極的距離不同，根據(jù)電容的決定式分析電容的大?。呻娙莸亩x式分析，電容的電壓一定時，電量變化，判斷金屬電極是處于充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)．9．如圖所示是研究影響平行板電容器的電容大小的因素的實驗電路．平行板電容器充電后，將極板A與一靈敏靜電計的金屬小球相接，極板B接地，靜電計金屬外殼接地，若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化做出平行板電容器電容變小結(jié)論的依據(jù)是（）A． 兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大B． 兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量減小C． 極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大D． 極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小答案：C解析：解答：根據(jù)知，極板B稍向上移動一點，s減小，則電容變小，根據(jù)知，極板上的電荷量幾乎不變，兩板間的電壓變大，故C正確，ABD錯誤．故選：C．分析：電容器與電源斷開，電量不變，根據(jù)決定式判斷電容的變化，靜電計測量的是兩極板間的電勢差，根據(jù)定義式判斷兩板間電壓的變化．10．下列關(guān)于物理量或物理常數(shù)說法正確的是（）A． 引力常量G、靜電力常量K、真空中光速с，元電荷e等物理常數(shù)是一個固定的數(shù)值與任何的因素都無關(guān)B． 電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，僅與材料種類有關(guān)，與溫度、壓力和磁場等外界因素?zé)o關(guān)C． 自感系數(shù)是表示線圈產(chǎn)生自感能力的物理量，跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、電流變化快慢以及是否有鐵芯等因素有關(guān)D． 電容是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量．由可知電容的大小是由Q（帶電量）或U（電壓）決定的答案：A解析：解答：A、引力常量G、靜電力常量K、真空中光速с，元電荷e等物理常數(shù)是一個固定的數(shù)值與任何的因素都無關(guān)．故A正確；B、電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，僅與材料種類，及溫度有關(guān)，與壓力和磁場等外界因素?zé)o關(guān)．故B錯誤；C、自感系數(shù)是表示線圈產(chǎn)生自感能力的物理量，跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、以及是否有鐵芯等因素有關(guān)，而與電流變化快慢無關(guān)．故C錯誤；D、電容器的電容是表征電容器容納電荷的本領(lǐng)的物理量，它由電容器本身的構(gòu)造和介質(zhì)材料決定．故D錯誤．故選：A．分析：A、常量、常數(shù)與任何因素?zé)o關(guān)；B、電阻率還與溫度有關(guān)；C、自感系數(shù)與電流變化快慢；D、電容表征電容器容納電荷的本領(lǐng)大小，由電容器本身的特性決定，與兩極板間的電壓、所帶的電荷量無關(guān)．11．如圖所示的實驗裝置中，平行板電容器兩極板的正對面積為S，兩極板的間距為d，電容器所帶電荷量為Q，電容為C，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角為α，平行板中間懸掛了一個帶電小球，懸線與豎直方向的夾角為θ，下列說法正確的是（）A． 若增大d，則α增大，θ變小B． 若增大d，則α減小，θ不變C． 將A板向上提一些時，α增大，θ增大D． 在兩板間插入云母片時，則α減小，θ不變答案：C解析：解答：A、當(dāng)充電后斷開電源時，如果只改變兩板間的距離，則兩板間的場強不變；故小球的偏角不變；但當(dāng)A極板遠(yuǎn)離B板平移一段距離時，電容C減小，根據(jù)Q=CU知U增大，則α增大，故A正確；B錯誤；C、當(dāng)A極板向向上平移一小段距離后，知電容C減小，根據(jù)Q=CU知電壓增大，靜電計指針張角及小球擺線的偏角均變大，C正確；D、在兩板間插入云母片后，電容C增大，根據(jù)Q=CU知電壓U減小，板間場強減小，小球的擺線與豎直方向的偏轉(zhuǎn)角θ變小，φ也減小，D錯誤；故選：C．分析：充電后與電源斷開，電荷量不變，靜電計的指針偏角與電壓有關(guān)，小球的偏角大小與電場力即場強的大小有關(guān)．12．如圖所示，將平行板電容器與電池組相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則（）A． 電容器帶電量不變 B． 塵埃仍靜止C． 檢流計中無電流 D． 檢流計中有b→a的電流答案：B解析：解答：A、將兩板緩慢地錯開一些，兩板正對面積減小，根據(jù)電容的決定式得知，電容減小，而電壓不變，則電容器帶電量減?。蔄錯誤．B、由于板間電壓和板間距離不變，則板間場強不變，塵埃所受電場力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．故B正確．CD、電容器電量減小，處于放電狀態(tài)，而電容器上板帶正電，下極板帶負(fù)電，電路中形成逆時針方向的電流，則檢流計中有a→b的電流．故CD錯誤．故選：B．分析：帶電塵埃原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場力與重力平衡，將兩板緩慢地錯開一些后，分析板間場強有無變化，判斷塵埃是否仍保持靜止．根據(jù)電容的決定式分析電容如何變化，由電容的定義式分析電量的變化，確定電路中電流的方向．13．讓平行板電容器帶電后，靜電計的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，若不改變兩極板帶的電量而減小兩極板間的距離，同時在兩極板間插入電介質(zhì)，那么靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度（）A． 一定減小 B． 一定增大 C． 一定不變 D． 可能不變答案：A解析：解答：根據(jù)，減小d，增大介電常數(shù)，則電容增大，根據(jù)，Q不變，U減小，所以指針的偏轉(zhuǎn)角度減?。蔄正確，BCD錯誤．故選：A．分析：靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，依據(jù)電容定義和決定式來分析電容變化，通過電容的變化，判斷電勢差的變化．14．兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電（）A． 保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小B． 保持S接通，減小兩極板的正對面積，則極板上的電荷量增大C． 充電后斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差增大D． 充電后斷開S，減小兩極板的正對面積，則兩極板間的電勢差增大答案：D解析：解答：A、保持S接通，則兩板間的電勢差不變，因d減小，由可知，兩極板間的電場的電場場強增大，故A錯誤；B、保持S接通，兩板間的電勢差不變，在減小正對面積，則電容減小，則由Q=UC可知極板上的電量減小，故B錯誤；C、斷開S，兩板上所帶電量不變，減小距離d，電容增大，但根據(jù)可知電場強度保持不變；故C錯誤；D、斷開S，減小正對面積，則電容減小，電量不變，U增大；故D正確；故選：D．分析：電容器與電源相連，兩極板間的電勢差不變，通電后斷開，則兩極板上的電量不變；由平行板電容器電容，根據(jù)某些量的變化可知電容的變化，則由Q=UC可知電壓或電量的變化，由可求得電場強度的變化．15．如圖所示的電學(xué)器材中，屬于電容器的是（）A． B． C． D． 答案：C解析：解答：A是開關(guān)，B是滑動變阻器，C是電容器，D是打點計時器，故C正確，ABD錯誤；故選：C．分析：由電學(xué)元件的形狀可得出電學(xué)元件的性質(zhì)，并能得出屬于哪一種電學(xué)元件．二．填空題16．兩塊平行金屬板，相距2厘米，組成一個電容器．當(dāng)將它接在200伏的直流電壓上時，它所帶的電量是5×10﹣8庫．那么，電容器的極板間的場強大小為，電容器的電容大小為．答案：10000V/m|×10﹣10F解析：解答：電容器間的電場為勻強電場，所以電容器的極板間的場強大小為，電容故答案為：10000V/m，×10﹣10F分析：電容器間的電場為勻強電場，根據(jù)場強公式即可求解；根據(jù)電容的定義式求電容大?。?7．如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連．用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸側(cè)極板（選填“左”或“右”）使電容器帶電．①將極板間距離減小時，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角（選填變大，變小或不變）；②兩板間插入電介質(zhì)時，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角（選填變大，變小或不變）．答案：右|①變小|②變小解析：解答：用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸右側(cè)極板，使電容器帶電．將極板間距離減小時，根據(jù)知，電容C增大，根據(jù)知，電勢差減小,則靜電計指針偏角變?。畠砂彘g插入電介質(zhì)，電容增大，根據(jù)知，電勢差減小，則靜電計指針偏角變?。蚀鸢笧椋河?，①變小，②變?。治觯焊鶕?jù)Q不變，結(jié)合電容器的決定式分析電容的變化，根據(jù)分析電勢差的變化，從而判斷靜電計指針偏轉(zhuǎn)角的變化．18．如果把一個電容器接在日用照明220伏電壓電路中，要保證它不被擊穿，它的耐壓值至少為V．答案：解析：解答：220V是指的交流電的有效值的大小，正弦式交流電的最大值是有效值的倍，即最大值為V，所以電容器要能正常工作，其耐壓值必須大于V．故答案為：分析：交流電有最大值和有效值，交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的，即讓交流電和直流電在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量．正弦式交流電的最大值是有效值的倍．19．如圖所示為“研究影響平行板電容器電容的因素”的實驗裝置，在以下操作步驟中，靜電計指針的張角分別是怎樣變化的？請將答案填在相應(yīng)的橫線上．甲圖中將B板上移，靜電計的指針張角將（填“增大”或“減小”或“不變”）乙圖中將B板左移，靜電計的指針張角將（填“增大”或“減小”或“不變”）③丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間，靜電計的指針張角將（填“增大”或“減小”或“不變”）本實驗的研究方法是．答案：增大|增大|減小|控制變量法解析：解答：①根據(jù)，，B板上移，S減小，C減小，Q不變，U增大，張角將增大；B板左移，d增大，C減小，U增大，張角將增大；插入電介質(zhì)，εr增大，電容C增大，U減小，張角將減?。芸刂谱兞糠ǎ蚀鸢笧椋涸龃?、增大、減小、控制變量法．分析：根據(jù)，，聯(lián)合分析求解；研究某量與其他兩之間的關(guān)系時，常采用控制變量法．20．一平行板電容器充電后兩板間電壓為3V，現(xiàn)使它的電量減少3×10﹣4C，發(fā)現(xiàn)兩板電壓降為原來的，則這個電容器的電容為F，平行板電容器原來帶電量為C．答案：×10﹣4|×10﹣4解析：解答：由題：平行板電容器的電荷量減少△Q=3×10﹣4C，電壓降低△U=3V﹣1V=2V，則電容器原來的帶電荷量Q=CU=×10﹣4×3C=×10﹣4C故答案為：×10﹣4；×10﹣4．分析：平行板電容器的電荷量減少△Q=3×10﹣4C，電壓降低△U=2V，根據(jù)求解電容．由Q=CU求出電容器原來的帶電荷量21．某電容器上標(biāo)有“220V300μF”，300μF=F=PF；家庭計算用電量時，常用的單位是“度”，1度=千瓦?小時．答案：3×10﹣4|3×108解析：解答：根據(jù)電容單位的換算關(guān)系可知：300μF=3×10﹣4F=3×108PF；生活中常用的電能的單位1度=1kw?h；故答案為：3×10﹣4；3×108；分析：1F=106μF=1012pF，即F、μF、pF進制為106．掌握度的單位為kw?h，三．解答題22．如圖所示，一平行板電容器接在U=12V的直流電源上，電容C=×10﹣10F，兩極板間距離d=×10﹣3m，取g=10m/s2，求：（1）該電容器所帶電量．答案：由電容的定義式得，電容器所帶電量Q=CU=×10﹣10×12C=×10﹣9C（2）若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量為m=×10﹣3kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該微粒帶電量為多少？帶何種電荷？答案：得，板間電場強度對于帶電微粒，由平衡條件得，qE=mg則由于電容器上板帶正電，場強方向向下，微粒所受電場力方向豎直向上，則該電荷帶負(fù)電．解析：解答：由電容的定義式得，電容器所帶電量Q=CU=×10﹣10×12C=×10﹣9C．②由得，板間電場強度對于帶電微粒，由平衡條件得，qE=mg則由于電容器上板帶正電，場強方向向下，微粒所受電場力方向豎直向上，則該電荷帶負(fù)電．分析：①平行板電容器接在U=12V的直流電源上，板間電壓U等于電源的電壓．由電容的定義式求解電容器所帶電量．②平行板電容器建立勻強電場，由求出板間電場強度E．帶電微粒在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)時，重力與電場力平衡，由平衡條件求出微粒的帶電量．判斷出電性．23．如圖所示中E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF電池內(nèi)阻不計，求：（1）閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過R1的電流；答案：穩(wěn)定時，電容看作斷開狀態(tài)，電路中的電流：（2）然后將開關(guān)S斷開，求這以后流過R1的總電量．答案：S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，電容兩端的電壓：U=IR2=1×6V=6V斷開后，電容兩端的電壓為10V，故這以后流過R1的總電量為：△Q=△U?c=（10﹣6）×30×10﹣6C=×10﹣4C解析：解答：（1）穩(wěn)定時，電容看作斷開狀態(tài)，電路中的電流：（2）S