2025年《滬科版2020上海高二物理必修第三冊》9.6 電容 電容器 第1課時 電容器的電容（作業(yè)）（解析版）

第頁新版滬科版2020上海高二物理必修第三冊9.6電容電容器第1課時電容器的電容針對考點基礎(chǔ)練考點一電容的理解1．下列關(guān)于電容器及其電容的敘述正確的是（）A．任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)B．電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和C．電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比D．一個固定電容器的電荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C時，兩板間電壓升高10V，則電容器的電容無法確定【答案】A【解析】電容器是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的能力，A正確；電容器所帶電荷量指任一極板所帶電荷量的絕對值，B錯誤；電容器的電容由電容器本身決定，不隨所帶電荷量的變化而變化，C錯誤；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(ΔQ,ΔU)可求電容器的電容，D錯誤。2．（2021·四川遂寧高二期末）下列關(guān)于電容器和電容的說法中，不正確的是（）A．根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比B．對于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比C．無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板間的電壓無關(guān)【答案】A【解析】電容的定義式C＝eq\f(Q,U)采用的是比值法定義的，則知C與Q、U無關(guān)，無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變，A錯誤，C正確；根據(jù)Q＝CU可知，對于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比，B正確；電容的物理意義是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的大小，由電容器本身決定，與加在兩板間的電壓無關(guān)，D正確?？键c二電容的計算3．（2021·安徽銅陵高一月考）有一個已充電的電容器，兩極板之間的電壓為3V，所帶電荷量為4.5×10－4C，此電容器的電容是（）A．1.5×10－4F B．4.5×10－4FC．1.35×10－3F D．6.7×103F【答案】A【解析】電容器的電容C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(4.5×10－4,3)F＝1.5×10－4F，故選A。4．一個已充電的電容器，若使它的電荷量減少1.5×10－4C，則其電壓減小為原來的eq\f(2,3)，則（）A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4CB．電容器原來的帶電荷量為4.5×10－4CC．電容器原來的電壓為1VD．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,3)【答案】B【解析】由題意知C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(Q－1.5×10－4C,\f(2,3)U)，解得Q＝4.5×10－4C，故B正確，A錯誤；因電容器的電容未知，所以無法求出電容器原來的電壓，C錯誤；電容器的電容由電容器本身決定，跟電壓和電荷量的變化無關(guān)，所以電容器的電容不變，D錯誤。5．如圖1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，對電容器來說正確的是（）圖1A．是充電過程B．是放電過程C．該電容器的電容為5×10－2FD．該電容器的電荷量變化量為0.2C【答案】BC錯；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D錯?？键c三電容器的動態(tài)分析6．（2021·青島高一期末）如圖2所示，直流電源、開關(guān)、電流表、平行板電容器、可變電阻R組成閉合電路。下列說法中正確的是（）圖2A．增大電容器極板間距，電容器的電容增大B．電容器的電容隨其兩端電壓的增大而增大C．電容器充電時，通過電流表的電流方向由b到aD．保持開關(guān)閉合，可變電阻R的阻值增大時，電容器兩端電壓減小【答案】C【解析】根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，增大電容器極板間距，電容器的電容減小，選項A錯誤；電容器的電容是由電容器本身決定的，與其兩端電壓無關(guān)，選項B錯誤；電容器充電時，通過電流表的電流方向由下到上，即由b到a，選項C正確；保持開關(guān)閉合，電容器相當(dāng)于斷路，可變電阻R的阻值增大，電容器兩端電壓不變?nèi)詾殡娫措妷海x項D錯誤。7．（2021·江蘇蘇州高一月考）如圖3所示，平行板電容器與電壓恒定的直流電源連接，下極板接地，一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則（）圖3A．帶電油滴將沿豎直方向向上運動B．P點的電勢將降低C．極板間的場強不變D．極板帶電荷量將增加【答案】B【解析】將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E＝eq\f(U,d)得知板間場強減小，油滴所受的靜電力減小，則油滴將向下運動，A、C錯誤；板間場強E減小，而P點與下極板間的距離不變，則由公式U＝Ed分析可知，P點與下極板間電勢差將減小，而P點的電勢高于下極板的電勢，則知P點的電勢將降低，B正確；兩板間距變大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容器的電容減小，電容器兩極板間電壓不變，根據(jù)Q＝CU可知，極板帶電荷量將減小，D錯誤。8．（2021·上海金山高一期末）如圖4所示，平行板電容器帶有等量異種電荷（上極板帶正電），與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點的正點電荷，以E表示兩極板間的電場強度，U表示兩極板之間的電勢差，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則（）圖4A．E不變，Ep不變 B．U不變，E減小C．θ增大，E不變 D．θ不變，Ep增大【答案】A【解析】兩極板間的電場強度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，因此電場強度與板間距無關(guān)，即E不變，P點到下極板距離不變，則P點的電勢不變，所以點電荷在P點的電勢能Ep不變，故A正確，D錯誤；電容器沒有連接電源，故電容器帶電荷量不變，上極板向下移動，板間距減小，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容增大，由C＝eq\f(Q,U)可得，極板間的電勢差減小，故靜電計指針偏角θ減小，故B、C錯誤。綜合能力練9．（2021·滄州高一期末）如圖5所示，先接通S使電容器充電，然后斷開S。當(dāng)增大兩極板間距離時，電容器所帶電荷量Q、電容C、兩極板間電勢差U、兩極板間場強E的變化情況是（）圖5A．Q變小，C不變，U不變，E變小B．Q變小，C變小，U不變，E不變C．Q不變，C變小，U變大，E不變D．Q不變，C變小，U變小，E變小【答案】C【解析】電容器充電后再斷開S，則電容器所帶的電荷量Q不變，由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，d增大時，C變小；又U＝eq\f(Q,C)，所以U變大；由于E＝eq\f(U,d)，U＝eq\f(Q,C)＝eq\f(4πkdQ,εrS)，所以E＝eq\f(4πkQ,εrS)，故d增大時，E不變。10．（2021·江蘇省高郵中學(xué)高一期末）傳感器是智能社會的基礎(chǔ)元件。如圖6為電容式位移傳感器的示意圖，觀測電容器兩極板間電勢差U及電容器帶電荷量Q的變化即可分析物體水平位移x的變化情況，以下說法正確的是（）圖6A．電容器的電容變大，說明物體向＋x運動B．電容器的電容變大，說明物體向－x運動C．無論物體怎樣移動，Q和U的比值eq\f(Q,U)保持不變D．無論物體怎樣移動，Q和U變化量的比值eq\f(ΔQ,ΔU)始終保持不變【答案】B【解析】當(dāng)物體沿＋x方向運動時，導(dǎo)致電容器極板間的電介質(zhì)板長度減小，根據(jù)電容決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容變小，故A錯誤；同理，當(dāng)物體沿－x方向運動時，導(dǎo)致電容器極板間的電介質(zhì)板長度增加，電容變大，故B正確；Q和U的比值即為電容C，無論物體怎樣移動，兩極板間的電介質(zhì)發(fā)生改變，則電容一定變化，故C錯誤；Q和U變化量的比值eq\f(ΔQ,ΔU)即為電容C，無論物體怎樣移動，兩極板間的電介質(zhì)發(fā)生改變，則電容一定變化，故D錯誤。11．一平行板電容器充電后與電源斷開，正極板接地，在兩極板間有一正電荷（電荷量很?。┕潭ㄔ赑點，如圖7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。若保持負極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則（）圖7A．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【答案】A【解析】由于電容器充電后與電源斷開，說明電容器所帶電荷量不變，正極板向負極板移近時，由C＝eq\f(εrS,4πkd)∝eq\f(εrS,d)可知，電容C增大．又由U＝eq\f(Q,C)可知，U減小，而由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)∝eq\f(1,εrS)可知，電場強度E不變，由于E不變，P到正極板的距離減小，可知P點的電勢升高，則正電荷的電勢能Ep＝qφP變大．綜上可知，A項正確。12．（2021·河北星海實驗中學(xué)高一月考）如圖8所示，水平放置的平行金屬板帶等量異種電荷，上板接地，板間一個帶電小球用絕緣細線懸掛處于靜止狀態(tài)，細線的張力不為零，若將下板向下移一些，則（）圖8A．小球一定帶正電 B．細線上的張力增大C．小球的電勢能減少 D．兩金屬板間電勢差增大【答案】D【解析】電容器帶電荷量Q不變，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，E＝eq\f(U,d)，C＝eq\f(Q,U)，整理得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，改變板間距離d，場強不變，板間距離增大，由公式U＝Ed可知兩板間的電勢差增大，D正確；帶電小球的重力和細線的張力大小關(guān)系不確定，則帶電小球受到的靜電力方向不確定，則無法判斷小球的電性，A錯誤；兩板間的電場強度大小不變，帶電小球受力不變，因此細線上的張力不變，B錯誤；由于上板的電勢為零，且?guī)щ娦∏蛩谖恢门c上板間的距離不變，由U＝Ed可知，帶電小球所在位置與上板的電勢差不變，因此小球的電勢不變，電勢能不變，C錯誤。13．如圖9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，g取10m/s2，求：圖9（1）該電容器所帶電荷量；（2）若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量m＝2.0×10－3kg，