学鲁科版选修31 2.4电容器电容 作业（1）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 2.4电容器 电容 作业（1）1带电的平行板电容器与静电计的连接如图所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法有( )a. 增大两极板间的距离b. 用手触摸极板 bc. 在两板间插入电介质d. 将极板 b 向上适当移动2如图为某位移式传感器的原理示意图，平行金属板a、b和介质p构成电容器，则a. a向上移电容器的电容变大b. p向左移电容器的电容变大c. a向上移流过电阻r的电流方向从n到md. p向左移流过电阻r的电流方向从m到n3电流和电压传感器可以测量电流和电压，传感器与计算机相连，对采集的数据进行处理，并拟合出相应的函数图像如图所示，把原来不带电的电容器接入电路，闭合电键后，下列图像中能够正确反映充电过程中电荷量与电压、电流与时间关系的是a. b. c. d. 4基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，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“嵴”，凹下部分叫“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，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同。此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是 （ ）a. 在峪处形成的电容器电容较大b. 充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大c. 在峪处形成的电容器放电较慢d. 潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响5在物理学中，常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值定义的是 （ ）a. 电场强度e=fq b. 电流强度i=urc. 电容c=qu d. 密度=mv6由电容器电容的定义式cq/u可知a. 若电容器不带电，则电容c为零b. 电容c与电容器所带电荷量q成反比，与电压u成反比c. 国际单位制中，电容的单位是“库每伏”d. 电容在数值上等于使两板间的电势差为1 v时电容器需要带的电荷量7电源、开关s、定值电阻r1、r2、光敏电阻r3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置当开关s闭合，并且无光照射光敏电阻r3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的m点，当用强光照射光敏电阻r3时，光敏电阻的阻值变小，则()a. 液滴向下运动b. 液滴向上运动c. 电容器所带电荷量减少d. 电容器两极板间电压变大8如图所示的平行板电容器，两板之间距离d与正对面积s都可以在一定范围内调节，电容器两板与电池两极始终保持连接。以q表示电容器的电量，e表示两板板间的电场强度，则以下判断正确的是（ ）a. 当d增大、s不变时，q减小、e减小b. 当s增大、d不变时，q增大、e增大c. 当d减小、s增大时，q增大、e增大d. 当s减小、d减小时，q不变、e不变9如图所示，平行板电容器的两极板a、b与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关s，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为，那么() a. 开关s断开，带正电的a板向b板靠近，不变b. 开关s断开，将a板向上平移一小段距离，则减小c. 保持开关s闭合，带正电的a板向b板靠近，则增大d. 开关s断开，并同时剪断细线，小球将做自由落体运动10如图，电路中a、b、c、d是完全相同的金属极板，p是ab板间的一点，在cd板间插有一块有机玻璃板。闭合开关，电路稳定后将开关断开。现将cd板间的玻璃板抽出，下列说法正确的是a. 金属板cd构成电容器的电容减小b. p点电势降低c. 玻璃板抽出过程中，电阻r中有向右的电流d. a、b两板间的电场强度减小11有一充电的电容器，两板间的电压为3 v，所带电荷量为4.5104c，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 v，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？12一个电容器所带的电荷量为4108c，两极板间的电压是2v，那么这个电容器的电容是多少？如果电容器的电荷量减少了1108c，则板间电压变成多少？13如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器该电容器的电容c可用公式cesd计算，式中常量e91012fm1，s表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化了0.25 pf，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少要被按下多少mm?14如图所示，是一对彼此绝缘相距d=5cm的平行金属带电极板mn,n板接地，m板带电量的绝对值为.在两极板mn间a点有一带电量为的带电液滴，其质量,恰好处于静止状态.求：（1）等于多少伏？m点的电势是多少？（2）平行金属板mn所构成的电容器的电容c等于多少？试卷第5页，总5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】增大两极板间的距离，则d增大，由c=s4kd，可知c减小；由c=qu，可知电势差增大，故a错误；由于b板接地，用手触摸时，仍接地，故对电量没有影响，电势差保持不变，故b错误；在两板间插入电介质时，介电常数增大，由c=s4kd，可知c增大，由c=qu可知，电势差减小，故c正确；将极板b向上运动时，正对面积减小，由c=s4kd，可知c减小，由c=qu可知，电势差增大，故d错误；故选c。【点睛】根据电容的决定式c=s4kd分析电容的变化，再电容定义式c=qu再由电容的定义式分析板间电压的变化，确定静电计指针张角的变化。2d【解析】a向上移时，板间距离增大，根据c=s4kd，得知电容器的电容变小，而电容器板间电压不变，由c=qu，分析可知电容器的电量减小，通过r放电，则流过电阻r的电流方向从m到n，ac错误；p向左移，减小，根据c=s4kd，得知电容器的电容变小，由c=qu，分析可知电容器的电量减小，通过r放电，则流过电阻r的电流方向从m到n，b错误d正确3a【解析】在电容器充电的过程中，由于同种电荷间相互排斥，所以电路中电流非线性减小，i-t图象是曲线，故a正确，b错误；根据c=qu，可知q-u图象的斜率是电容，而电容是不变的，故q-u图是一条过原点的直线，故cd错误，故选a.【点睛】将电键s闭合后，在电容器充电的过程中电路中电流非线性减小，而电荷量与电压成正比。4b【解析】a、根据电容的计算公式c=s4kd可得，极板与指纹嵴(凸起部分)距离d小，构成的电容器电容大，故a错误；bc、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q=cu=s4kdu可知，极板与指纹沟(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，故c错误，b正确；d、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；故选b。【点睛】根据电容的决定式c=s4kd分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；根据电荷量的多少分析放电时间长短。5b【解析】电场强度e与电场力及检验电荷的电荷量无关，属于比值定义法； 由i=ur知，电流i与电压u成正比，与电阻r成反比，不属于比值法定义；电容的定义式中，c与两板间的电量q及两板间的电势差u无关，属于比值定义法；密度的定义式中，密度与物体的质量m及物体的体积v无关，属于比值定义法；不属于比值定义的是b，属于比值定义的是acd；故不属于比值定义的选b。【点睛】所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变。6d【解析】电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器是否带电或两板有无电压无关，选项ab错误；国际单位制中，电容的单位是“法拉”，选项c错误；根据cq/u可知，电容在数值上等于使两板间的电势差为1 v时电容器需要带的电荷量，选项d正确；故选d.7bd【解析】当用强光照射光敏电阻r2时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，r1两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动。故a错误，bd正确；电容器的电压增大，电容不变，由q=cu知，电容器所带电荷量增大。故c错误。8ac【解析】a、当d增大，s不变时，由c=s4kd知：电容c减小，而板间电压u不变，由c=qu知q减小，由e=ud知e减小，故a正确；b、当s增大，d不变时，由c=s4kd知：电容c增大，而板间电压u不变，由c=qu知q增大，由e=ud知e不变，故b错误；c、当d减小，s增大时，由c=s4kd知：电容c增大，而板间电压u不变，由c=qu知q增大，由e=ud知e增大，故c正确；d、当s减小，d减小时，由c=s4kd知：电容c无法判断，而板间电压u不变，由c=qu知q也无法判断，由e=ud知e增大，故d错误。点睛：本题考查电容器的动态分析问题，要注意电容器的动态分析首先要明确电容器是否与电源相连，若相连，则电压不变，若断开，则电量不变。9ac【解析】开关s断开时，电容器所带的电量不变，根据电容的定义c=qu，电容决定式为：c=s4kd，场强定义式：e=ud，以上联立可得：e=4kqs，知d变化，e不变，电场力不变，不变，故a正确；开关s断开时，电容器所带的电量不变，将a板向上平移一小段距离，电容决定式为：c=s4kd，可知电容减小，根据电容的定义c=qu，可知电压u变大，场强定义式：e=ud，因d不变，所以场强增大，则变大，故b错误；保持开关s闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的a板向b板靠近，极板间距离减小，电场强度e增大，小球所受的电场力变大，增大，故c正确；开关断开，剪断细线后，小球受重力和电场力的作用，将沿绳子的方向做匀加速直线运动，故d错误。所以ac正确，bd错误。10ac【解析】a、根据c=s4kd，将cd板间的玻璃板抽出，电介质减小，其它条件不变，则金属板cd构成电容器的电容减小，故a正确；bcd、当闭合开关，电路稳定后将开关断开，极板总电荷量不变，金属板cd构成电容器的电容减小，由u=qc可知极板cd电势差变大，极板ab电势差变大，由e=ud可知极板ab间的场强变大，导致p点与b板的电势差变大，因b板接地，电势为零，即p点电势升高，因此电容器cd处于放电状态，电容器ab处于充电状态，电阻r中有向右的电流，故c正确，bd错误；故选ac。【点睛】做好电容器的题目要把电容的定义式、决定式和场强的推导式结合应用，掌握电场强度的推导式，注意b极接地，电势为零。11 【解析】根据公式可求电容： ；电容器电压降为时，电容不变，仍为；此时电荷量为： 。点睛：解决本题的关键掌握电容的定义式，知道电容的大小与电荷量、电势差无关。122108f；1.5v【解析】由c=qu可得：c=41082=2108f；电荷量减小后，电量为3108c；电容不变；则电压u=qc=31082104=1.5v；13d=0.15mm 【解析】计算机键盘是一个电容传感器，由题意知是改变两极板间距改变电容，得到相应的电信号又因两极板间距减小，电容变大，设原