高中物理人教版1第一章靜電場第8節(jié)電容器的電容（省一等獎）

第一章 靜電場1.8.電容器的電容自我檢測教師版學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、選擇題（題型注釋）1．電容器是一種常用的電子元件，對電容器認(rèn)識正確的是（）A．電容器的電容表示其儲存電荷的能力B．電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C．使用時只需考慮工作電壓，不必考慮電容器的引出線與電源的哪個極相D．電容的常用單位有μF和pF，1μF＝103pF【答案】A【解析】電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，A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)，并且電容器是有正負(fù)極之分，B、C錯誤；電容器的常用單位的換算關(guān)系是1μF＝106pF，D錯誤。2．如圖所示實驗中，關(guān)于平行板電容器的充、放電，下列說法正確的是（）A．開關(guān)接1時，平行板電容器充電，且上極板帶正電B．開關(guān)接1時，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電C．開關(guān)接2時，平行板電容器放電，且上極板帶正電D．開關(guān)接2時，平行板電容器放電，且上極板帶負(fù)電【答案】A【解析】開關(guān)接1時，平行板電容器充電，上極板與電源正極相連，所以帶正電，故A正確，B錯誤；開關(guān)接2時，平行板電容器被導(dǎo)線短接而放電，瞬間極板上電荷中和，均不帶電，故C、D均錯。3．如圖所示，平行板電容器中懸浮一帶電微粒P，今把A、B兩半方形金屬盒相對插入，當(dāng)A、B合攏時，對微粒運動情況的判斷正確的是（）A．向上運動B．向下運動C．仍保持靜止D．條件不足，無法判斷【答案】B【解析】帶電微粒在勻強電場中懸浮，說明重力與靜電力平衡，若兩個金屬盒相對插入，電容變大，電壓減小，場強減小，直到當(dāng)它們合攏時，金屬盒有靜電屏蔽的作用，其內(nèi)部場強將變?yōu)榱?，所以帶電微粒所受靜電力減小，向下運動，故B正確。二、多選題（題型注釋）4．對一電容器充電時電容器的電容C，帶電荷量Q，電壓U之間的關(guān)系圖象如圖所示，其中正確的是（）【答案】CD【解析】對一確定的電容器，其電容是不變的，與所加電壓或電荷量無關(guān)，AB錯誤；但其所帶電荷量Q＝CU是和兩極板間電壓成正比，故CD正確。5．對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是（）A．將兩極板的間距加大，電容將增大B．將兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小C．在下極板的內(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，電容將增大D．在下極板的內(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，電容將增大【答案】BCD【解析】影響平行板電容器電容大小的因素有：①隨正對面積的增大而增大；②隨兩極板間距離的增大而減小；③在兩極板間放入電介質(zhì)，電容增大，則可知A錯誤，B、C正確；在下極板的內(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，實際上是減小了平行板的間距，電容增大，D正確。6．傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖所示是測定液面高度h的電容式傳感器，在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個極，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)，測出電容器電容C的變化，就可以知道h的變化情況，兩者的關(guān)系是（）A．C增大表示h增大B．C增大表示h減小C．C減小表示h減小D．C減小表示h增大【答案】AC【解析】C增大時，由公式C=可知，平行板電容器兩極板的正對面積增大，即h增大，A正確，B錯誤。同理可知，當(dāng)C減小時，平行板電容器兩極板的正對面積減小，即h減小，C正確，D錯誤。7．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，以下說法正確的是（）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【答案】BD【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；根據(jù)C＝，C＝，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)，ε增大，電容C增大，U減小，D正確。8．平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電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，如圖所示，則（）A．保持開關(guān)S閉合，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角增大B．保持開關(guān)S閉合，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角不變C．開關(guān)S斷開，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角增大D．開關(guān)S斷開，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角不變【答案】AD【解析】球在電場中平衡，則所受電場力、重力及繩的拉力的合力為零。由平衡條件得tanθ＝，故要判斷θ的變化，只需判斷電場強度E的變化即可。S閉合時，U不變，A向B靠近，d減小，由E＝，可知E增大，θ角增大，故A正確，B錯誤；S斷開，則Q不變，A向B靠近，E不變，則θ角不變，故C錯誤，D正確。三、填空題（題型注釋）9．一個電容器所帶電荷量為4×10-8C，兩極板之間的電壓為【答案】2×10-82×10-8【解析】由C=得C=F=2×10-8F，即使電容器不帶電，該電容器電容也不變。10．如圖所示，我們可以探究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)。平行板電容器已充電，帶電量為Q，靜電計的指針偏角大小，表示兩極板間電勢差的大小。如果使極板間的正對面積變小，發(fā)現(xiàn)靜電計指針的偏角變大，我們就說平行板電容器的電容________（填“變大”或“變小”）；如果使兩極板間的距離變大，發(fā)現(xiàn)靜電計指針的偏角變大，我們就說平行板電容器的電容________（填“變大”或“變小”）。我們之所以能夠得出這些結(jié)論是因為電容器的電容C=________。【答案】變小變小【解析】根據(jù)C=，正對面積變小說明電容減小，又C=，電壓增大則發(fā)現(xiàn)靜電計指針的偏角變大；使兩極板間的距離變大，根據(jù)C=，說明電容減小，又C=，電壓增大則發(fā)現(xiàn)靜電計指針的偏角變大。我們之所以能夠得出這些結(jié)論是因為電容器的電容C=。四、計算題（題型注釋）11．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減少？電荷變化了多少？（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小？電勢差變化了多少？【答案】（1）電荷增加2．7×10－11C（2）電勢差減小4．【解析】（1）當(dāng)電源與電容器一直連接時，電容器兩極間電壓保持不變，電容器原來帶電荷量：Q＝UC＝9×3×10－12C＝2．7×10－當(dāng)兩極板的距離減半時，C′＝2C＝6×10－12電容器后來帶電荷量：Q′＝UC′＝5．4×10－11極板上電荷增加了ΔQ＝Q′－Q＝2．7×10－11（2）移去電池，電容器上電荷量Q不變，由C′＝得電勢差U′＝＝V＝4．5V，由此可知距離減半時，極板間電勢差減小。故電勢差改變量為ΔU＝U－U′＝4．5V12．如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離d＝4mm，充電后兩極板電勢差為120V。A板帶正電，若它的電容為3μF，且P到A板距離為1mm。求：（1）每個極板的帶電荷量；（2）一個電子在P點具有的電勢能；（3）一個電子從B板出發(fā)到A板獲得的動能；（4）兩板間的電場強度?！敬鸢浮浚?）3．6×10－4C（2）－90