学教科版选修31 1.6电容器和电容 作业（5）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-1 1.6电容器和电容 作业（5）1如图所示，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关s，电容器充电后，细线与竖直方向夹角为，则下列说法中正确的是( )a. 保持开关s闭合，使两极板靠近一些，将减小b. 保持开关s闭合，将滑动变阻器滑片向右移动，将减小c. 打开开关s，使两极板靠近一些，将不变d. 轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动2如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，两板间有一个带负电的试探电荷固定在p点。静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地。以e表示两板间的场强，表示p点的电势，ep表示该试探电荷在p点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持负极板不动，将正极板缓慢向右平移一小段距离(静电计带电量可忽略不计)，各物理量变化情况描述正确的是a. e增大，降低，ep减小，增大b. e不变，降低，ep增大，减小c. e不变，升高，ep减小，减小d. e减小，升高，ep减小，减小3如图所示，平行板电容器的电容为c，极板带电荷量为q，极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷，则它所受到的电场力大小为()a. k2qqd2b. k4qqd2c. qqcdd. 2qqcd4平行板电容器和电源、电阻、开关串联，组成如图所示的电路接通开关k，电源即给电容器充电，则()a. 保持k接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小b. 保持k接通，在两极板间插入一块铝板，则两极板间的电场强度增大c. 充电结束后断开k，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差增大d. 充电结束后断开k，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大5将一平行板电容器与一恒定电源相连接，若用绝缘工具把电容器的两极板拉开一些，则( )a. 电容器的电容增大b. 电容器的电容减小c. 电容器的电容不变d. 电容器的电量增加6如图所示，一充电完毕的平行板电容器下极板接地，一带电油滴位于电容器中的p点恰好处于平衡状态.则下列说法正确的是a. 若将两极板稍微错开一些，电容器的电容增大b. 若将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，带电油滴将处于失重状态c. 若将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距高p点的电势將降低d. 若紧贴下极板充入一与下极板等大的厚为h(小平p点到下极板的距离）的铝板，带电油的电势能将减小7一充电后与电源断开的平行板电容器，保持两极板的正对面积、间距不变，在两极板间插入一电介质，则（）a. 电容器的电量增大b. 电容器的电容c减小c. 两极板间的电势差u增大d. 两极板间的电势差u减小8据国外某媒体报道，一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，某同学在登山时就用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是a. 电容器的电容大小取决于电容器的带电量b. 电容器的电容大小取决于两极板间的电势差c. 电容器给手机充电时，电容器存储的电能变小d. 电容器给手机充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零9一位同学用底面半径为的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器，用来测定瓶内溶液深度的变化，如图所示，瓶的外壁涂有一层导电涂层和瓶内导电溶液构成电容器的两极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间的一层塑料为绝缘电介质，其厚度为，介电常数为。若发现在某段时间内有大小为的电流从下向上流过电流计，设电源电压恒定为，则下列说法中正确的是（ ）a. 瓶内液面升高了b. 瓶内液面降低了c. 电容器在这段时间内放电d. 瓶内液面高度在时间内变化了10如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源e相连，在与两板等距离的m点有一个带电液滴恰处于静止状态。若将b板向上平移一小段距离，但仍在m点下方，下列说法中正确的是（）a. 液滴仍将处于静止状态b. m点电势升高c. 带电液滴在m点的电势能增大d. 在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同11如图所示，平行板电容器水平放置，两板间距离d=010m，上板带负电，下板带正电，电势差u=10103v。一个质量为m=02g、带电荷量为q=+1010-7c的小球（可视为质点）用长l=001m的绝缘细线悬挂于电容器内部的o点，将小球拉到细线呈水平伸直状态的位置a，然后无初速度释放（g取10m/s2）。求：（1）小球运动至o点正下方b点时，小球的速度大小（结果可用根号表示）；（2）在b点时此时绳子拉力的大小？12如图所示，一对平行金属极板相距d=2cm，两板间匀强电场方向向下，场强大小e=1.6103v/m，其中下极板接地（零电势）。a点距下板为h1=1.5cm，b板距下板为h2=0.5cm，试求：（电子电荷量为e=1.61019c）（1）两金属板之间的电势差大小；（2）将一个电子从a点移动到b点电场力做的功？电子的电势能是增加还是减少？13如图所示，电路中电源电动势e=10v，内阻r=1，r1=4，r2=8，电容c=10f开关s闭合后电路稳定时，求通过r1的电流i和电容器的带电量q14在如图所示的装置中，电源电动势为e，内阻不计，定值电阻为r1，滑动变阻器总值为r2，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d处在电容器中的油滴a恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片p位于中点位置（1）求此时电容器两极板间的电压；（2）求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值；（3）现将滑动变阻器的滑片p由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了q1，油滴运动时间为t，再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了q2，当油滴又运动了2t的时间，恰好回到原来的静止位置设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计求：q1与q2的比值试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】保持电键s闭合，电路稳定后，电路中没有电流，电容器板间电压等于电源的电动势，则电容器两极板间的电压不变，使两极板稍靠近一些，由e=u/d知板间场强增大，小球所受的电场力增大，则将增大，故a错误保持电键s闭合，将滑动变阻器滑片向右移动，电容器两极板间的电压不变，小球所受的电场力不变，将不变故b错误断开电键s，根据c=s4kd 、c=qu、e=ud 得 e=4kqs，可知板间场强不变，小球所受的电场力不变，将不变故c正确断开电键s，小球所受的电场力不变，轻轻将细线剪断，小球将沿重力和电场力的合力方向做匀加速直线运动，故d错误故选c.点睛：解决本题的关键要抓住不变量进行分析，要能判断出电容器的电压等于电源的电动势，是保持不变的断开电键s，只改变板间距离时板间场强不变2c【解析】将正极板适当向右水平移动，两板间的距离减小，根据电容的决定式c=s4kd可知，电容c增大，因平行板电容器充电后与电源断开，则电容器的电量q不变，由c=q/u得知，板间电压u减小，因此夹角减小，再依据板间场强e=u/d= qcd=4kqs，可见e不变；p点到正极板距离减小，且正极接地，由公式u=ed得知，则p点的电势增加；负电荷在p点的电势能减小；故abd错误，c正确；故选：c.点睛：平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变将正极板适当向右水平移动，两板正对面积减小，根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析板间电压的变化，由e=u/d分析场强的变化根据p点与下板电势差的变化判断p点的电势的变化，再分析正电荷在p点的电势能的变化3c【解析】两极板间的电势差为：u=qc，而两极板间的电场强度为：e=ud，则电荷q所受的电场力为：f=qe=qqcd，故选c.4b【解析】保持k接通，电容器极板间的电压不变，减小两极板间的距离，由e=ud分析得知，两板间的电场强度增大故a错误保持k接通，在两极板间插入一块铝板，板间距离减小，由e=ud分析得知，两板间的电场强度增大，故b正确；充电结束后断开k，电容器所带电量不变，根据电容的决定式c=s4kd可知，板间距离减小，电容增大，根据c=qu可知，两极板间的电势差减小，故c错误；充电结束后断开k，电容器所带电量不变，根据电容的决定式c=s4kd可知，在两极板间插入一块电介质，电容增大，根据c=qu可知，两极板间的电势差减小，故d错误；故选b.5b【解析】根据电容的决定式，分析可知，电容与板间距离成反比，当把两金属板拉开一些距离，电容减小，电容器充电后在不断开电源的情况下，电容器板间电压不变，而电容减小，根据q=cu知电容器的电量减小，故acd错误，b正确；故选b.6c【解析】根据c=s4kd可知，若将两极板稍微错开一些，则s减小，电容器的电容减小，选项a错误；根据c=s4kd，c=qu以及e=ud 联立可得：e=4kqs ，可知q一定，若将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，两板间场强不变，则带电油滴仍将处于静止状态，选项b错误； 若将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，则e不变，根据u=ed可知，p点与下极板的电势差减小，p点的电势將降低，选项c正确； 若紧贴下极板充入一与下极板等大的厚为h(小于p点到下极板的距离）的铝板，根据c=s4kd可知，d减小，e不变，则p点与下极板的电势差减小，p点的电势降低；因粒子受向上的电场力，粒子带负电，可知带电油的电势能将增大，选项d错误；功勋c.点睛：本题考查电容器的动态分析问题，要明确电容器带电量是一直不变的；再由决定式c=s4kd及定义式c=qu分析电容、电量等的变化，结合e=ud分析场强的变化7d【解析】a、平行板电容器充电后与电源断开，其带电量不变，在两极板间插入一电介质，根据电容的决定式c=s4kd知，电容器的电容c增大，故ab错误。c、由电容的定义式c=qu，知两极板间的电势差u减小，故c错误，d正确。点睛：解决本题的关键要掌握电容的决定式c=s4kd和电容的定义式c=qu，明确电容器充电后与电源断开其带电量不变。8c【解析】试题分析：超级电容器是一种电容量可达数千法拉的极大容量电容器明确电容器充放电规律；知道电容器充电时电能增加，电荷量增加，而放电时，电量减小，电能减小电容器的电容是由电容器自身的因素决定的，充电时，电容器所带的电荷量减小，存储的电能变小，电容器的电容是由电容器自身的因素决定的，故充电结束后，电容器的电容不可能为零，c正确9bcd【解析】由图可知，液体与瓶的外壁涂的导电涂层构成了电容器，由图可知，两板间距离不变；液面高度变化时只有正对面积发生变化；则由可知，当液面升高时，正对面积s增大，则电容增大，当液面降低时，正对面积s减小，则电容减小由于电流从下向上流过电流计，可知该时间内电容器上的电荷量减小，依据，由于电势差不变，而电容的电量减小，电容器放电，故瓶内液面降低t时间内减少的电量：q=it ，由，得，液面的高度为h时的正对面积： ，联立得： ，故a错误，bcd正确；故选bcd.10cd【解析】a、电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将b板向上平移一小段距离，根据e=ud分析得知板间电场强度增大，液滴所受的电场力增大，液滴将加速向上运动，故a错误；b、由u=ed知，m与a间的电场差增大，a点的电势为零，m点的电势小于零，则知m点的电势降低，故b错误；c、由于液滴带负电，则带电液滴在m点的电势能增大，故c正确；d、在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，两板间的电势差不变，根据电场力做功公式w=qu知，电场力做功相同，故d正确；故选cd。【点睛】电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将b板向上平移一小段距离，根据e=ud分析电场强度的变化，判断液滴的运动方向；判断m与a板间电势差变化，结合电势高低，判断m点电势的变化；根据负电荷在电势高处电势能小的结论，分析电势能的变化。11（1）（2）t310-3n【解析】试题分析：（1）由动能定理得：又有：解得：（2）由向心力公式：解得：t310-3n考点:动能定理、圆周运动。【名师点睛】略。12（1）32v；（2）2.561018j，增加【解析】试题分析：（1）两金属板之间的电势差大小：u=ed=1.61032102v/m=32v。（2）ab两点间的电势差：uab=edab=1.6103（1.50.5）102v/m=16v，将一个电子从a移到b电场力做的功：wab=quab=1.6101916j=2.561018j，因为电场力做负功，所以电子的电势能增加了。考点：电势能；电势差【名师点睛】考查电场中u=ed，w=qu，注意前者要求电场强度恒定；电势能的增减可由电场力做功的正负来确定，还可以由电荷的电量正负与电势高低来确定。132a，8105c【解析】试题分析：电路稳定后，r2中没有电流，只有r1中有电流，电容器两端的电压等于r1两端的电压，根据闭合电路欧姆定律求出通过r1的电流i，根据q=cu计算电容器带的电荷量解：电路稳定后，r2中没有电流，只有r1中有电流，根据闭合电路欧姆定律通过r1的电流 i=a=2a电路稳定后电容器两端的电压等于r1两端的电压，为 u=ir1=24v=8v电容器的带电量为 q=cc=101068c=8105c答：通过r1的电流i为2a，电容器的带电量q为8105c【点评】本题考查了欧姆定律和电容器的电容的定义式，要注意电容器两端的电压等于与之并联的元件的两端的电压14（1）此时电容器两