2019_2020学年高中物理课时作业7了解电容器静电与新技术（含解析）粤教版选修3_1.docx

课时分层作业(七)了解电容器静电与新技术(时间：40分钟分值：100分)基础达标练选择题(本题共8小题，每小题6分)1电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()AA所带的电荷量比B多BB比A能容纳更多的电荷量CA的体积比B大D两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大D电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极板间的电势差每改变1 V所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少正确答案为D项2常用的电容器，从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类如图甲、乙为两种电容器的实物图片，根据图中的相关信息，下列判断中正确的是()甲乙A图中甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容器的电容的B在不改变其他条件下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生变化C根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，电压超过5.5 V时乙电容器就会被击穿D根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，乙电容器接5.5 V电压时，储存的电量为5.5 CD根据电容的决定式C，知C与板间距离d、极板正对面积和电介质有关，由图知板间距离d和电介质没有改变，可知此可变电容器是利用改变正对面积来改变电容的，故A错误；将甲电容器浸入煤油中，其电容电介质发生变化，电容变化，故B错误；电容器外壳上标的电压是额定电压，根据QCU知Q1.05.5 C5.5 C，故C错误，D正确3最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是()A加油时可以通过整理衣服导走静电B通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电C加油前可以先通过洗手以清除静电D衣服上的静电产生方式属于接触起电C加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误4.如图所示，竖直放置的两个平行金属板A、B带等量的异种电荷，A板带负电荷，B板接地一带负电的粒子固定在A、B两板中间的一点P处若将A板向左平移到虚线位置，则P点的电场强度E和该粒子的电势能Ep的变化情况是()AE不变，Ep不变BE不变，Ep改变CE改变，Ep不变DE改变，Ep改变A据题意，电容器所带电量Q不变根据C、C、E得E，则知电场强度E不变P与右板间的距离不变，E不变，则由UEd分析P点与右板间电势差不变，右板电势为零，所以电势不变，那么电势能Ep也不变，故A正确，B、C、D错误5一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是()C电容器的电容C，两板间距随负极板向右平移而逐渐减小，电容C与d成反比，A错误；电容器与电源断开后，电荷量不变，根据E，U，C，可知E保持不变，B错误；负极板接地，电势为零，P点的电势等于P点到负极板的电势差，即El，E不变，l减小，线性减小，C正确；由Epq可知，Ep随的变化而变化，即Ep随l的变化而变化，D错误6如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点由O点静止释放的电子恰好能运动到P点现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子()A运动到P点返回B运动到P和P点之间返回C运动到P点返回D穿过P点A设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2，间距分别为d1和d2，电子由O点运动到P点的过程中，据动能定理得：eE1d1eE2d20当C板向右平移后，BC板间的电场强度E2，BC板间的电场强度与板间距无关，大小不变第二次释放后，设电子在BC间移动的距离为x，则eE1d1eE2x00比较两式知，xd2，即电子运动到P点时返回，选项A正确7(多选)如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地一带负电的油滴位于容器中的P点且处于静止状态现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则()A带电油滴将竖直向下运动B带电油滴的机械能将增加CP点的电势将升高D电容器的电容增加，极板带电量增加AC下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，d增加，根据公式C可得电容器电容减小，因为两极板和电源相连，所以电压不变，根据公式C可得电荷量减小，D错误；根据公式E可得两极板间的电场强度减小，所以受到的电场力减小，故重力大于电场力，所以带电油滴将向下运动，A正确；因为上极板接地，电势为零，而UEd，P到上极板的电势差减小，因为是负电势差，所以P点的电势增大，C正确；因为向下运动过程中电场力做负功，需要克服电场力做功，机械能减小，故B错误8.如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()AF逐渐增大，T逐渐减小BF逐渐减小，T逐渐减小CF逐渐减小，T逐渐增大DF逐渐增大，T逐渐增大B电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由UEd可知，电场强度E减小；电场力FEq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小，B正确能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1.(多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了，就此示意图，下列说法正确的是()AN接电源的正极BM接电源的正极C电场强度EMEND电场强度EMENAC电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线分布情况如图所示由图可知金属棒附近的M点处电场线较密，而靠近金属管壁的N点处电场线较疏，故M处场强比N处场强大，即EMEN.2基于人的指纹具有唯一性和终身不变性的特点，科学家们发明了指纹识别技术目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图象数据根据以上信息，下列说法中正确的是()A在峪处形成的小电容器电容较大B在峪处形成的小电容器放电较慢C在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大D潮湿的手指对指纹识别没有任何影响C根据电容的计算公式C可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据QCUU可知，极板与指纹峪(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故B错误，C正确；湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误3某电容器充电后的电压为8 V，然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的It曲线(如图)则放电过程中()A电容器储存的电能不变B电路中的电流不变C电容器两极板间的电压不变D电容器的电容不变D放电过程是储存的电能转化为其他形式的能，故电能减小，故A错误；由图象可知，放电过程，电流随时间逐渐减小，故B错误；在放电的过程中，电荷量减小，根据C知，电容不变，则电压逐渐减小，故C错误；电容器的电容是表征储存电荷本领的物理量，与带不带电无关，故电容器的电容不变，故D正确4.(多选)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光该电路()A充电时，通过R的电流不变B若R增大，则充电时间变长C若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变BCD随着充电过程的进行，电容器两端电压越来越高，电阻上的电压越来越低，电流越来越小，A选项错误；若R增大，则充电电流变小，充电时间变长，选项B正确；根据QCU，若C增大，Q增大，选项C正确；若E减小为85 V，电容器仍能充到80 V电压，选项D正确二、非选择题(28分)5.(14分)如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6108C，A极板接地求：(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B板为2 cm的C点处的电势解析(1)由电容定义式C F1109 F.(2)两板之间为匀强电场E V/m2103 V/m，方向竖直向下(3)C点距A板间距离为dACddBC1 cmA与C间电势差UACEdAC20 V又UACAC，A0可得C20 V.答案(1)1109 F(2)2103 V/m，方向竖直向下(3)20 V6(14分)如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点，现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为Q和Q，此时悬线与竖直方向的夹角为/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直