新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)六電容器與電容粵教版必修第三冊(cè)

課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)（六）電容器與電容A級(jí)合格達(dá)標(biāo)1.如圖是一個(gè)電解電容器，由標(biāo)注的參數(shù)可知（）A.電容器的擊穿電壓為450VB.當(dāng)電容器的電壓低于450V時(shí)，電容器無(wú)法工作C.給電容器加90V電壓時(shí)，電容器的電容為200μFD.電容器允許容納的最大電荷量為0.45C解析：由標(biāo)注的參數(shù)值可知，450V指的是工作的額定電壓，不是擊穿電壓，低于450V的時(shí)候，電容器也可以工作，故A、B錯(cuò)誤；電容器的電容值由其內(nèi)部構(gòu)造所決定，與其工作電壓無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；由C＝eq\f(Q,U)可得，Q＝UC＝450V×1000×10－6F＝0.45C，故D正確.答案：D2.如圖所示，平行板電容器已經(jīng)充電，靜電計(jì)的金屬球與電容器的一個(gè)極板連接，外殼與另一個(gè)極板同時(shí)接地，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度反映電容器兩極板間的電勢(shì)差.實(shí)驗(yàn)中極板上的電荷量保持不變，設(shè)電容器兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是（）A.保持S不變，增大d，則θ不變B.保持S不變，減小d，則θ變小C.保持d不變，減小S，則θ變小D.保持S、d不變，在兩板間插入電介質(zhì)，則θ變大解析：根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，保持S不變，增大d，則C變小，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)可知，U變大，則θ變大；同理可知保持S不變，減小d，則C變大，U變小，則θ變小，故A錯(cuò)誤，B正確.根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，保持d不變，減小S，則C變小，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)可知，U變大，則θ變大，故C錯(cuò)誤.根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，保持S、d不變，在兩極板間插入電介質(zhì)，則C變大；極板上的電荷量Q不變，據(jù)U＝eq\f(Q,C)知，兩板間的電勢(shì)差減小，靜電計(jì)指針偏角θ減小，故D錯(cuò)誤.故選B.答案：B3.圖甲為某廠商生產(chǎn)的平行板電容式電子體重秤，其內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖如圖乙所示，稱重時(shí)，人站在體重秤面板上，使平行板上層膜片電極在壓力作用下向下移動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.上層膜片下移過(guò)程中，電流表有a到b的電流B.電容器的電容減小，上下極板間的電壓減小C.電容器的電容增大，所帶電荷量增大D.上層膜片穩(wěn)定后，平行板電容器上下極板均不帶電荷解析：根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，上層膜片下移過(guò)程中d減小，電容C增大，由Q＝CU知電容器所帶電荷量增大，電容器需充電，因此電流表有b到a的電流，電容器兩個(gè)極板與電源相連，上下極板間的電壓不變，故A、B錯(cuò)誤，C正確；上層膜片穩(wěn)定后，平行板電容器上下極板與電源相連，均帶電荷，故D錯(cuò)誤.答案：C4.如圖所示為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40V降低到36V，對(duì)電容器來(lái)說(shuō)，下列說(shuō)法正確的是（）A.是充電過(guò)程B.是放電過(guò)程C.該電容器的電容為5×10－2FD.該電容器的電量變化量為0.2C解析：由Q＝CU知，U降低，Q減小，故為放電過(guò)程，A錯(cuò)誤，B正確；因C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5×10－3F，故C錯(cuò)誤；因ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，故D錯(cuò)誤.答案：B5.如圖所示的電容式話筒就是一種電容式傳感器，其原理是：導(dǎo)電性振動(dòng)膜片與固定電極構(gòu)成了一個(gè)電容器，當(dāng)振動(dòng)膜片在聲壓的作用下振動(dòng)時(shí)，兩個(gè)電極之間的電容發(fā)生變化，電路中電流隨之變化，這樣聲信號(hào)就變成了電信號(hào)，則當(dāng)振動(dòng)膜片向左振動(dòng)時(shí)（）A.電容器的電容增大B.電容器帶電荷量減少C.電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)增大D.電阻R中的電流方向自右向左解析：振動(dòng)膜片向左振動(dòng)時(shí)電容器兩極板間的距離變大，由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知電容器的電容減小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由C＝eq\f(Q,U)可知，在U不變的情況下，C減小，則Q減小，電容器處于放電狀態(tài)，R中電流方向自左向右，B選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)E＝eq\f(U,d)可知，電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)減小，C選項(xiàng)錯(cuò)誤.故選B.答案：B6.（多選）一位同學(xué)用底面半徑為r的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來(lái)測(cè)定瓶?jī)?nèi)溶液深度的變化，如圖所示，瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶?jī)?nèi)導(dǎo)電溶液構(gòu)成電容器的兩極，它們通過(guò)探針和導(dǎo)線與電源、電流計(jì)、開(kāi)關(guān)相連，中間的一層塑料為絕緣介質(zhì)，其厚度為d，相對(duì)介電常數(shù)為εr.設(shè)電源提供電壓恒定為U，下列說(shuō)法正確的是（）A.若打開(kāi)閥門(mén)時(shí)，電流計(jì)中的電流方向是自下而上B.若打開(kāi)閥門(mén)時(shí)，電流計(jì)中的電流方向是自上而下C.若關(guān)閉閥門(mén)，并向圓桶形塑料瓶中加導(dǎo)電溶液時(shí)，電流計(jì)的電流方向是自上而下D.若關(guān)閉閥門(mén)，并向圓桶形塑料瓶中加導(dǎo)電溶液時(shí)，電流計(jì)的電流方向是自下而上解析：若打開(kāi)閥門(mén)時(shí)，導(dǎo)電溶液流出，則導(dǎo)電溶液與導(dǎo)電涂層之間的正對(duì)面積S減小，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知電容器電容C減小，由題圖知電容器保持與電源連接，U不變，則根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知電容器上的電荷量Q減小，即電容器放電，由于導(dǎo)電涂層與電源正極相連，所以電流計(jì)中的電流方向是自下而上，故A正確，B錯(cuò)誤；若關(guān)閉閥門(mén)，并向圓桶形塑料瓶中加導(dǎo)電溶液時(shí)，則導(dǎo)電溶液與導(dǎo)電涂層之間的正對(duì)面積增大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知電容器電容C增大，由題圖知電容器保持與電源連接，U不變，則根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知電容器上的電荷量Q增大，即電容器充電，所以電流計(jì)中的電流方向是自上而下，故C正確，D錯(cuò)誤.故選AC.答案：AC7.圖甲是觀察電容器充、放電過(guò)程的原理圖，圖中電源電動(dòng)勢(shì)為E.圖乙是利用電壓傳感器和計(jì)算機(jī)收集到該實(shí)驗(yàn)的其中兩個(gè)過(guò)程U-t數(shù)據(jù)圖像，則圖乙中（）A.U0>E B.U0<EC.過(guò)程Ⅰ為充電過(guò)程 D.過(guò)程Ⅱ?yàn)槌潆娺^(guò)程解析：過(guò)程Ⅰ電容器兩端電壓從零逐漸增大到U0后保持不變，為充電過(guò)程，過(guò)程Ⅱ電容器兩端電壓從U0逐漸減小為零，為放電過(guò)程，C正確，D錯(cuò)誤；電路穩(wěn)定后沒(méi)有電流流過(guò)電阻R，其兩端電壓為零，故電容器兩端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，即U0＝E，A、B錯(cuò)誤.答案：CB級(jí)等級(jí)提升8.如圖所示，直流電源、滑動(dòng)變阻器R、平行板電容器C與電流計(jì)G連接，C的下極板接地，開(kāi)始時(shí)C不帶電.現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，穩(wěn)定后一帶電油滴恰能靜止在電容器中的P點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.保持兩開(kāi)關(guān)閉合，R的滑片上滑時(shí)，G中電流向上B.保持兩開(kāi)關(guān)閉合，R的滑片下滑時(shí)，油滴向上運(yùn)動(dòng)C.斷開(kāi)S2，C的下極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)升高D.斷開(kāi)S2，C的上極板下移時(shí)，油滴的電勢(shì)能減小解析：保持兩開(kāi)關(guān)閉合，R的滑片上滑時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值變大，電容器兩端的電壓增大，電容器處于充電狀態(tài)，則G中電流向下，所以A錯(cuò)誤；保持兩開(kāi)關(guān)閉合，R的滑片下滑時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值變小，電容器兩端的電壓減小，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，則油滴向下運(yùn)動(dòng)，所以B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S2，電容器兩極板之間電荷量保持不變，根據(jù)E＝eq\f(4πkQ,εrS)可知，C的下極板下移時(shí)，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)保持不變，根據(jù)φP－φ下＝UP下＝EdP下，φ下＝0可知，C的下極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)升高，所以C正確；斷開(kāi)S2，電容器兩極板之間電荷量保持不變，根據(jù)E＝eq\f(4πkQ,εrS)可知，C的上極板下移時(shí)，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)保持不變，根據(jù)φP－φ下＝UP下＝EdP下，φ下＝0可知，C的上極板下移時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，所以油滴的電勢(shì)能保持不變，所以D錯(cuò)誤.故選C.答案：C9.（多選）如圖所示，靜電計(jì)與豎直正對(duì)放置的平行金屬板甲連接，靜電計(jì)金屬外殼與金屬板乙分別通過(guò)導(dǎo)線接地.使金屬板甲帶電后，靜電計(jì)指針張角為θ，平行金屬板間O處有一帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài).僅將金屬板甲稍向右移，則（）A.θ增大 B.θ減小C.油滴向上運(yùn)動(dòng) D.油滴向下運(yùn)動(dòng)解析：根據(jù)平行板電容器的決定式和定義式C＝eq\f(εrS,4πkd)＝eq\f(Q,U)，可知將金屬板甲稍向右移，極板正對(duì)面積S減小，則C減小，而Q不變，所以U增大，即θ增大；兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，液滴向上運(yùn)動(dòng).故選AC.答案：AC10.豎直放置的平行板電容器，兩極板M、N所帶電荷量分別為＋Q和－Q，如圖所示.帶電小球（電量為＋q，質(zhì)量為m），用絕緣絲線懸掛在兩金屬板之間，平衡時(shí)絲線與M板夾角為θ.極板M固定不動(dòng)，將極板N沿豎直方向上移一些，并保持兩板間距不變，且不與帶電小球接觸，則（）A.電容器的電容C變大B.絲線與極板M之間的夾角不變C.電容器兩板間電壓變大D.若將絲線剪斷，小球在電場(chǎng)中將會(huì)做類平拋運(yùn)動(dòng)解析：平行板電容器電容的決定式為C＝eq\f(εrS,4πkd)，將極板N沿豎直方向上移一些，并保持兩板間距不變，則S變小，所以C變小，故A錯(cuò)誤；電容的定義式為C＝eq\f(Q,U)，由于C變小，而Q不變，所以U變大，故C正確；兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(U,d)，由于U變大，而d不變，所以E變大，對(duì)小球根據(jù)平衡條件以及力的合成與分解可得tanθ＝eq\f(qE,mg)，所以θ變大，故B錯(cuò)誤；若將絲線剪斷，小球所受合外力恒定，將做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.故選C.答案：C11.2022年7月28日在深圳會(huì)展中心舉行了第十三屆國(guó)際超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)，超級(jí)電容器又叫雙電層電容器，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間并具有特殊性能的新型儲(chǔ)能裝置.某學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用DIS系統(tǒng)研究某超級(jí)電容器的充電和放電過(guò)程，實(shí)驗(yàn)電路原理如圖甲所示，電源為輸出電壓恒為6V的學(xué)生直流穩(wěn)壓電源，實(shí)驗(yàn)前電容器已充分放電.（1）先將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于1，給電容器進(jìn)行充分的充電，然后將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于2，通過(guò)電阻R的電流（選填“從a到b”或“從b到a”）.（2）將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于2時(shí)，電流傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上便顯示出如圖乙所示的I-t圖像.據(jù)此可以估算出電容器的電容約為F（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.（3）若換另一個(gè)電極材料相同、電解質(zhì)相同、電極間距相等、電極正對(duì)面積稍大的超級(jí)電容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則得到的I-t圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積將（選填“變大”“變小”或“不變”）.解析：（1）將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于1，給電容器進(jìn)行充電，上極板帶正電、下極板帶負(fù)電，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S置于2，電容器放電，通過(guò)電阻R的電流從a到b.（2）I-t圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積表示電容器的帶電量，按照“大于等于半個(gè)格的按一個(gè)格算，小于半個(gè)格的舍去”的原則進(jìn)行計(jì)算，電容器的帶電量q＝117×20mA×40s＝93.6C，由C＝eq\f(q,U)可得電容器的電容C＝eq\f(93.6C,6V)＝15.6F.（3）若換另一個(gè)電極材料相同、電解質(zhì)相同、電極間距相等、電極正對(duì)面積稍大的超級(jí)電容器，由C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知電容器的電容變大，由C＝eq\f(q,U)可得充電結(jié)束后電容器的帶電量變大，所以I-t圖線與坐標(biāo)軸所圍成圖形的面積將變大.答案：（1）從a到b（2）15.6（3）變大12.如圖所示裝置中，平行板電場(chǎng)中有一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線拴住后在電場(chǎng)中處于平衡位置，此時(shí)線與豎直方向的夾角為α，兩板間的距離為d.則：（1）小球帶何種電荷？（2）兩板間的電勢(shì)差是多少？（3）把線拉成豎直向下的位置，放手后小球到達(dá)平衡位時(shí)的速度為多大？解析：（1）由小球的受力情況可知，小球帶負(fù)電.（2）由qE＝qeq\f(U,d)＝m