2021-2022高中物理人教版選修3-1作業(yè)：第一章第8節(jié)電容易的電容3Word版含解析

《電容器的電容》1．下列關(guān)于電容的說法正確的是()A．電容器簡稱電容B．電容器A的電容比B的大，說明A的帶電荷量比B多C．電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V時(shí)電容器需要帶的電荷量D．由公式C＝eq\f(Q,U)知，電容器的電容與電容器兩極板間的電壓成反比，與電容器所帶的電荷量成正比【解析】電容器和電容是兩個(gè)不同的概念，A錯(cuò)；電容器A的電容比B的大，只能說明電容器A容納電荷的本領(lǐng)比B強(qiáng)，與是否帶電無關(guān)，B錯(cuò)；電容器的電容大小和它的兩極板所帶的電荷量、兩極板間的電壓、電容器的體積等均無關(guān)，D錯(cuò)．【答案】C2．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．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的本領(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)，B、C不正確．電容器的常用單位的換算關(guān)系是1μF＝106pF，D不正確．【答案】A3．傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域．下列為幾種電容式傳感器，其中通過改變電容器兩板間距離而引起電容變化的是()【解析】A選項(xiàng)改變的是介質(zhì)，B、D選項(xiàng)改變的是正對面積，C選項(xiàng)改變的是兩板間距離，故C正確．【答案】C4．(多選)對一電容器充電時(shí)電容器的電容C，帶電荷量Q，電壓U之間的關(guān)系圖象如下圖所示，其中正確的是()【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)，但其所帶電荷量Q＝CU是和兩極板間電壓成正比的．故正確答案為CD.【答案】CD5．(多選)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(diǎn)，如圖1－8－9所示，以E表示兩極板間的場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)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1－8－9A．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時(shí)，每板上帶電量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(qiáng)只與極板上單位面積的帶電量(電荷的面密度)成正比．所以兩板間場強(qiáng)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?。敬鸢浮緼C6．(多選)對于水平放置的平行板電容器，下列說法中正確的是()A．將兩極板的間距加大，電容將增大B．將兩極板平行錯(cuò)開，使正對面積減小，電容將減小C．在下板的內(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【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??；(3)在兩極板間放入電介質(zhì)，電容增大．由此可知B、C選項(xiàng)正確．對D選項(xiàng)，實(shí)際上是減小了平行板的間距，所以D也對．故正確選項(xiàng)為B、C、D.【答案】BCD7．(多選)一個(gè)空氣平行板電容器，極板間距離為d，正對面積為S，充以電荷量Q后，兩極板間電壓為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是()A．將電壓變?yōu)閁/2B．將帶電荷量變?yōu)?QC．將極板正對面積變?yōu)?SD．將兩極間充滿介電常數(shù)為2的電介質(zhì)【解析】電容器的電容和電容器極板上的電荷量、電壓無關(guān)，所以選項(xiàng)A、B不正確；根據(jù)公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知選項(xiàng)C、D正確．【答案】CD8．如圖1－8－10所示是測定液面高度h的電容式傳感器示意圖，E為電源，G為靈敏電流計(jì)，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，D為導(dǎo)電液體．已知靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為：電流從左邊接線柱流進(jìn)電流計(jì)，指針向左偏．如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時(shí)觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則()圖1－8－10A．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大B．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大C．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小D．導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小【解析】指針左偏，電容器放電，電荷量減小，由C＝eq\f(Q,U)，又U不變，故C減?。蒀＝eq\f(εrS,4πkd)，S減小，即h減小，故選項(xiàng)D正確．【答案】D9．(多選)如圖1－8－11所示，一電容為C的平行板電容器，兩極板A、B間距離為d，板間電壓為U，B板電勢高于A板．兩板間有M、N、P三點(diǎn)，M、N連線平行于極板，N、P連線垂直于極板，M、P兩點(diǎn)間距離為L，∠PMN＝θ.以下說法正確的是()圖1－8－11A．電容器帶電荷量為eq\f(U,C)B．兩極板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為eq\f(U,Lsinθ)C．M、P兩點(diǎn)間的電勢差為eq\f(ULsinθ,d)D．若將帶電荷量為＋q的電荷從M移到P，該電荷的電勢能減少了eq\f(qULsinθ,d)【解析】本題考查電容器電容的定義式，電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系，電場力做功與電勢能改變的關(guān)系．由電容器電容的定義式可知，電容器的帶電量為Q＝CU，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩板間的電場為勻強(qiáng)電場，根據(jù)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系可知，兩板間電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；MP兩點(diǎn)間的電勢差就等于NP間的電勢差，即UMP＝ELsinθ＝eq\f(ULsinθ,d)，C項(xiàng)正確；由于下板帶正電，因此板間場強(qiáng)方向豎直向上，將帶電量為＋q的電荷從M點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減少量就等于電場力做的功，即為qUMP＝eq\f(qULsinθ,d)，D項(xiàng)正確．【答案】CD10．(多選)如圖1－8－12所示，兩塊平行帶電金屬板，帶正電的極板接地，兩板間P點(diǎn)處固定著一個(gè)負(fù)電荷(電荷量很小)．現(xiàn)讓兩板保持距離不變而水平錯(cuò)開一段距離，則()圖1－8－12A．兩板間電壓變大，P點(diǎn)場強(qiáng)變大B．兩板間電壓變小，P點(diǎn)場強(qiáng)變小C．P點(diǎn)電勢變大，負(fù)電荷的電勢能變小D．P點(diǎn)電勢變小，負(fù)電荷的電勢能變大【解析】E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q/C,d)＝eq\f(\f(Q,εrS/4πkd),d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，由S減小，致使E變大；根據(jù)－φP＝Ed，EP＝(－q)(－φP)負(fù)電荷在此電場中具有的電勢能是正的．【答案】AD11．如圖1－8－13所示，一平行板電容器接在U＝12V的直流電源上，電容C＝3.0×10－10F，兩極板間距離d＝1.20×10－3m，取g＝10m/s圖1－8－13(1)該電容器所帶電荷量．(2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量為m＝2.0×10－3kg【解析】(1)由公式C＝eq\f(Q,U)Q＝CU＝3×10－10×12C＝3.6×10－9C(2)若帶電微粒恰在極板間靜止，則qE＝mg，而E＝eq\f(U,d)解得q＝eq\f(mgd,U)＝eq\f(2.0×10－3×10×1.20×10－3,12)C＝2.0×10－6C微粒帶負(fù)電荷．【答案】(1)3.6×10－9C(2)2.0×10－6C負(fù)電荷12．計(jì)算機(jī)鍵盤上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器．電容的計(jì)算公式是C＝εeq\f(S,d)，其中ε＝9.0×10－12F·m－1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號．已知兩金屬片的正對面積為50mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0.60mm.只要電容變化達(dá)0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號．那么