10-4-電容器的電容(作業(yè))(人教版2019必修第三冊(cè))(解析版)

\第4節(jié)電容器的電容（作業(yè)時(shí)間：30分鐘）電容和平行板電容器的電容1．下列關(guān)于電容器和電容的說(shuō)法中，正確的是（

）A．根據(jù)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩極板間的電壓成反比B．對(duì)于確定的電容器，其所帶電荷量與兩極板間的電壓成正比C．無(wú)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，其大小與加在兩極板間的電壓無(wú)關(guān)【答案】BCD【詳解】ACD．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，一個(gè)電容器對(duì)應(yīng)唯一的電容值，不能說(shuō)電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩極板間的電壓成反比，A錯(cuò)誤，CD正確B．確定的電容器的電容是定值，由可知，其所帶電荷量與兩極板間的電壓成正比，故B正確。故選BCD。2．平行板電容器是將電能暫時(shí)存儲(chǔ)的一種電學(xué)元件，要使平行板電容器的電容增加，下列做法正確的是（）A．增大兩極板正對(duì)面積B．改用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)C．增大兩極板間的距離D．增大兩極板間的電壓【答案】A【詳解】ABC．平行板電容器電容的決定式為，增大兩極板正對(duì)面積S時(shí)，電容會(huì)增大；改用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)或增大兩極板間的距離d，電容均會(huì)減小，故A正確，BC錯(cuò)誤；D．增大兩極板間的電壓，電容大小不變，故D錯(cuò)誤；故選A。平行板電容器的電容及動(dòng)態(tài)分析3．用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可以研究影響平行板電容器電容的因素。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為，靜電計(jì)指針偏角為。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，下列判斷正確的是（）A．若保持不變，增大S，則變大B．若保持S不變，增大，則變大C．若保持不變，在兩極板間插入一薄玻璃板，則變大D．該實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代法【答案】B【詳解】A．根據(jù)電容的決定式得知，電容與極板間正對(duì)面積成正比，當(dāng)保持d不變，增大S時(shí)，電容增大，電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析可知板間電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針的偏角變小。故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電容的決定式得知，當(dāng)保持S不變，增大d時(shí)，電容減小，電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析可知板間電勢(shì)差增大，則靜電計(jì)指針的偏角變大。故B正確；C．根據(jù)電容的決定式得知，保持不變，在兩極板間插入薄玻璃板，C變大，則由電容的定義式分析可知板間電勢(shì)差減小，則減小。故C錯(cuò)誤；D．該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法，故D錯(cuò)誤。故選B。4．平行板電容器與電源始終保持相連，當(dāng)右極板由虛線位置平移到如圖所示的實(shí)線位置的過(guò)程中，設(shè)兩極板間的電壓為U、電場(chǎng)強(qiáng)度為E．電容器電容為C．所帶電荷量為Q，以下說(shuō)法正確的是（）A．電路是斷路，不可能有電荷定向移動(dòng)B．電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C．U不變，E變大，C變小，Q變小D．U不變，E變小，C變大，Q變大【答案】B【詳解】AB．當(dāng)右極板由虛線位置平移到如題圖所示的實(shí)線位置的過(guò)程中，兩極板間距離d變大，根據(jù)可知，C變小，由于兩極板間電壓U一定，根據(jù)可知，電容器所帶電荷量減小，電容器放電，則電路中會(huì)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．平行板電容器與電源相連，兩極板間電壓U保持不變，當(dāng)兩極板間距離變大后，由分析可知，極板間場(chǎng)強(qiáng)E變?。梢陨戏治隹芍?，C變小，Q變小，故C、D錯(cuò)誤。故選B。電容器的充放電實(shí)驗(yàn)5．電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流，不同的是反應(yīng)比較靈敏，且可以和計(jì)算機(jī)相連，能畫出電流與時(shí)間的變化圖像。圖甲是用電流傳感器觀察充、放電過(guò)程的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中電源電壓為6V。先使開關(guān)S與1接通，待充電完成后，把開關(guān)S再與2接通，電容器通過(guò)電阻放電，電流傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，顯示出電流隨時(shí)間變化的I－t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像估算出電容器全部放電過(guò)程中釋放的電荷量為________C，該電容器電容為________μF。(均保留3位有效數(shù)字)【答案】

3.04×10－3

507【詳解】[1]根據(jù)題圖乙的含義，因Q＝It，可知圖形與時(shí)間軸圍成的面積表示電荷量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個(gè)格子的電荷量為8×10－5C，由大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，因此圖像所包含的格子個(gè)數(shù)為38，所以釋放的電荷量為q＝8×10－5C×38＝3.04×10－3C[2]根據(jù)電容器的電容C＝可C＝F≈5.07×10－4F＝507μF6．一個(gè)電容器帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差為U，若使其帶電荷量增加4×10-7C，電勢(shì)差則增加20v，則它的電容是(

)A．1×10-8F B．2×10-8F C．4×10-8F D．8×10-8F【答案】B【詳解】由電容定義式可得：，故選B．7．如圖所示是一個(gè)平行板電容器,其電容為C,帶電荷量為Q,上極板帶正電,兩極板間距離為d.現(xiàn)將一個(gè)檢驗(yàn)電荷+q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),A?B兩點(diǎn)間的距離為s,連線AB與極板間的夾角為30°,則電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷+q所做的功等于()A． B． C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)：解得則電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E，A?B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=Essin30°=則電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功W=qUAB，C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。8．如圖所示，電容器極板間有一可移動(dòng)的電介質(zhì)板，介質(zhì)與被測(cè)物體相連，電容器接入電路后，通過(guò)極板上物理量的變化可確定被測(cè)物體的位置，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．若電容器極板間的電壓不變，x變大，電容器極板上帶電荷量增加B．若電容器極板上帶電荷量不變，x變小，電容器極板間電壓變大C．若電容器極板間的電壓不變，x變大，有電流流向電容器的負(fù)極板D．若電容器極板間的電荷量不變，x變大，有電流流向電容器的正極板【答案】C【詳解】A．若電容器極板間的電壓不變，x變大，拔出電介質(zhì)，根據(jù)電容的決定式可得電容減小，由可得，電容器極板上帶電量Q減少，故A錯(cuò)誤；B．若電容器極板電量不變，x變小，插入電介質(zhì)，根據(jù)電容的決定式電容增大，由可得，電容器極板間電壓U變小，故B錯(cuò)誤；C．若電容器極板間的電壓不變，x變大，拔出電介質(zhì)，根據(jù)電容的決定式可得電容減小，由電容器的帶電量減小，處于放電狀態(tài)，而電容器正極板帶正電，所以有電流流向電容器的負(fù)極，故C正確；D．若電容器極板電量不變，則沒(méi)有電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，故D錯(cuò)誤。故選C。故選C。9．一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，兩板間有一個(gè)正檢驗(yàn)電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0，則下列關(guān)于各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像中正確的是（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】A．當(dāng)負(fù)極板右移時(shí)，兩板間的距離減少，由可知，C與x的圖象不是一次函數(shù)圖象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由可知?jiǎng)t，E與d、x無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．因負(fù)極板接地，設(shè)P點(diǎn)開始距負(fù)極板的距離是d＇，則P點(diǎn)的電勢(shì)φ=E（d＇-x）選項(xiàng)C正確；D．正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能所以W?x圖象是一條傾斜的直線，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。10．如圖所示，指紋傳感器在一塊半導(dǎo)體基板上有大量相同的小極板，外表面絕緣。當(dāng)手指的指紋一面與絕緣表面接觸時(shí)，由于指紋凸凹不平，凸點(diǎn)處與凹點(diǎn)處分別與半導(dǎo)體基板上的小極板形成一個(gè)個(gè)正對(duì)面積相同的電容器，若每個(gè)電容器的電壓保持不變，則（）A．指紋的凸點(diǎn)處與小極板距離近，電容小B．指紋的凸點(diǎn)處與小極板距離近，電容大C．手指擠壓絕緣表面，電容電極間的距離減小，小極板帶電量增大D．手指擠壓絕緣表面，電容電極間的距離減小，小極板帶電量減小【答案】BC【詳解】AB．根據(jù)電容的定義式可知，指紋的凹點(diǎn)處與小極板距離遠(yuǎn)，電容小，指紋的凸點(diǎn)處與小極板距離近，電容大，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．手指擠壓絕緣表面，電容器兩極間的距離減小，電容器的電壓保持不變，根據(jù)知，電容器的電容增大，由于電壓U保持不變，因此小極板帶電量Q增大，D錯(cuò)誤，C正確。故選BC。11．如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下說(shuō)法正確的是（）A．若將S斷開，則油滴將做自由落體運(yùn)動(dòng)，G表中無(wú)電流B．若將A向左平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G表中有b→a的電流C．若將A向上平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G表中有b→a的電流D．若將A向下平移一小段位移，則油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G表中有b→a的電流【答案】BC【詳解】A．將S斷開，電容器電量不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，故油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤；B．若S閉合，將A板左移，由可知，E不變，油滴仍靜止，根據(jù)可知，電容C變小，電容器極板電量Q＝CU變小，電容器放電，則有由b→a的電流，故B正確；C．將A板上移，則可知，E變小，油滴應(yīng)向下加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知，電容C變小，電容器要放電，則有由b→a的電流流過(guò)G，故C正確；D．當(dāng)A板下移時(shí)，板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴受的電場(chǎng)力增加，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知，C增大，電容器要充電，則有由a→b的電流流過(guò)G，故D錯(cuò)誤。故選BC。12．（1）如圖甲所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn)。給電容器充電后與電源斷開，即保持________（選填“電壓”或“電荷量”）不變。若將B板上移，靜電計(jì)指針偏角________（選填“變小”“變大”或“不變”）；若將B板左移，靜電計(jì)指針偏角變大，電容器的電容________（選填“變小”“變大”或“不變”）。（2）“探究電容器充放電”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖乙所示，已知靈敏電流計(jì)G的0刻度在表盤中央位置，經(jīng)判斷：當(dāng)電流從左接線柱流入時(shí)指針左偏；電流從右接線柱流入時(shí)指針右偏。將開關(guān)S扳到a，讓電源給電容器充電結(jié)束后，若向電容器中間插入一層有機(jī)玻璃板，則在插入過(guò)程中靈敏電流計(jì)指針________偏；電容器充電結(jié)束后，將開關(guān)S扳到b放電的過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針會(huì)________偏.（均選填“左”或“右”）（3）若將靈敏電流計(jì)換成電流傳感器，先將開關(guān)接a，待電容器充電后將開關(guān)扳到b，利用傳感器記錄電容器放電過(guò)程，得到該電容器放電過(guò)程的I-t圖像如圖丙所示。已知電源電壓保持為2V，則電容器的電容C=________F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

電荷量

變大

變小

右

左

【詳解】（1）[1]給電容器充電后與電源斷開，即保持電荷量不變。[2][3]若將B板上移，則極板正對(duì)面積減小，根據(jù)則電容減小，根據(jù)則電勢(shì)差增大，靜電計(jì)指針偏角變大；若將B板左移，靜電計(jì)指