沪科版选修31 电容器 电容 第一课时 作业.docx

2.4电容器 电容1一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容c和两极板间的电势差u的变化情况是()ac和u均增大 bc增大，u减小cc减小，u增大 dc和u均减小解析：选b由公式c知，在两极板间插入一电介质，其电容c增大，由公式c知，电荷量不变时u减小，b正确。2. (多选)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素(如图164)。设两极板正对面积为s，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，则()图164a保持s不变，增大d，则变大b保持s不变，增大d，则变小c保持d不变，增大s，则变小d保持d不变，增大s，则不变解析：选ac保持s不变，增大d，由电容器的决定式c知，电容变小，电量q不变；由电容的定义式c分析可知电容器板间电压增大，则变大。故a正确，b错误。保持d不变，增大s，由电容器的决定式c知，电容变大，电量q不变，由电容的定义式c分析可知电容器板间电压减小，则变小。故c正确，d错误。3. (多选)如图所示是测定液面高度h的传感器。在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，在计算机上就可以知道h的变化情况，并实现自动控制，下列说法正确的是()a液面高度h变大，电容变大b液面高度h变小，电容变大c金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极d金属芯线的两侧构成电容器的两电极解析：选ac根据电容器的概念及图示可知，金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极，选项c正确，d错误；液面高度h变大，两极间的相对面积变大，根据c可知，电容变大，选项a正确，b错误。4如图4所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板n与静电计相接，极板m接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差u。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度，在整个实验过程中，保持电容器所带电量q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变大()a将m板向下平移b将m板沿水平向右方向靠近n板c在m、n之间插入云母板(介电常数1)d在m、n之间插入金属板，且不和m、n接触解析：选a仅将m板向下平移，两极板正对面积减小，电容减小，而电容器的电荷量不变，由u得知，板间电压增大，静电计指针张角变大，故a正确；仅将m板沿水平向右方向靠近n板，板间距离减小，电容增大，而电容器的电荷量不变，由u得知，板间电压减小，静电计指针张角变小，故b错误；仅在m、n之间插入云母板，电容增大，而电容器的电荷量不变，由u得知，板间电压减小，静电计指针张角变小，故c错误；仅在m、n之间插入金属板，板间距离减小，电容增大，而电容器的电荷量不变，由u得知，板间电压减小，静电计指针张角变小，故d错误。5.如图所示是一只利用电容器电容c测量角度的电容式传感器的示意图，当动片和定片之间的角度发生变化时，电容c便发生变化，于是通过知道电容c的变化情况就可以知道角度的变化情况。下图中，最能正确反映角度与电容c之间关系的是()图解析：选b两极板正对面积s()r2，则s ()，又因为c s，所以c ()，令ck()，解得(k为常数)，所以b正确。6.如图所示，在x轴上相距为l的两点固定两个等量异种点电荷q、q，虚线是以q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断错误的是()ab、d两点处的电势相同b四个点中c点处的电势最低cb、d两点处的电场强度相同d将一试探电荷q沿圆周由a点移至c点，q的电势能减小解析：选c由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，a、b正确，c错误。四点中a点电势大于c点电势，正电荷在电势越低处电势能越小，故d正确。7.一带正电的粒子仅在电场力作用下从a点经b、c点运动到d点，其v t图像如图所示，则下列说法中正确的是()aa点的电场强度一定大于b点的电场强度b粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能ccd间各点电场强度和电势都为零dab两点间的电势差大于cb两点间的电势差解析：选ab由图线可看出，a点的斜线的斜率大于b点的斜率，即a点的加速度大于b点，故a点的电场强度一定大于b点的电场强度，选项a正确；从b点的速度大于a点速度，故从a到b动能增加，电势能减小，即粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，选项b正确；从c到d粒子做匀速运动，故cd间各点电场强度为零，但是电势相等且不一定为零，选项c错误；从a到b和从b到c粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即ab两点间的电势差等于cb两点间的电势差，选项d错误。8.对于给定的电容器，描述其电容c、电量q、电压u之间相应关系的图应是图中的 ( )【答案】b【解析】电容c与电容器所带的电荷量及两极板间的电压都无关，所以电容不随q、u变化，b对9如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量q不变。设电容器两极板正对面积为s，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。下列关于实验现象的描述正确的是 a保持s不变，增大d，则变大b保持s不变，减小d，则不变 电场耦合控制器c保持d不变，减小s，则变小d保持s、d不变，在两板间插入电介质，则变大【答案】a【解析】试题分析：根据电容的定义式与决定式可知c=，故当q不变时，若保持s不变，增大d，则u增大，故静电计指针偏角增大，选项a正确；减小d，则静电计指针偏角减小，选项b错误；保持d不变，减小s，则u增大，变大，选项c错误；保持s、d不变，在两板间插入电介质，则变大，故u减小，所以变小，选项d错误。10（多选）如图2所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。设两极板的正对面积为s，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，平行板电容器的电容为c。实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是( )图2a保持d不变，减小s，则c变小，变大 b保持d不变，减小s，则c变大，变大c保持s不变，增大d，则c变小，变大 d保持s不变，增大d，则c变大，变大 【答案】ac【解析】11(多选)如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0时间内微粒匀速运动，t时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0t时间内运动的描述，正确的是()a末速度大小为v0b末速度沿水平方向c重力势能减少了mgdd克服电场力做功为mgd解析因0内微粒匀速运动，故e0qmg；在时间内，粒子只受重力作用，做平抛运动，在t时刻的竖直速度为vy1，水平速度为v0；在t时间内，由牛顿第二定律2e0qmgma，解得ag，方向向上，则在tt时刻，vy2vy1g0，粒子的竖直速度减小到零，水平速度为v0，选项a错误，b项正确；微粒的重力势能减小了epmgmgd，选项c正确；从射入到射出，由动能定理可知，mgdw电0，可知克服电场力做功为mgd，选项d错误；故选b、c项。答案bc12如图所示，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()a保持静止状态b向左上方做匀加速运动c向正下方做匀加速运动d向左下方做匀加速运动解析两板水平时对微粒有qemg。板旋转45对微粒受力分析，如图中虚线所示，由平行四边形定则可知合力向左下方，且大小恒定，d项正确，a、b、c项错误。答案d13.如图所示，m、n是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为e，一质量为m、电量为q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的a点射入匀强电场中，微粒垂直打到n极上的c点，已知abbc。不计空气阻力，则可知()a微粒在电场中的加速度是变化的b微粒打到c点时的速率与射入电场时的速率相等cmn板间的电势差为dmn板间的电势差为解析微粒受到重力和电场力两个力作用，两个力都是恒力，合力也是恒力，所以微粒在电场中的加速度是恒定不变的，故a项错误；将微粒的运动分解为水平和竖直两个方向，粒子水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛运动，则有bct，abt，由题意，abbc，得到vcv0，即微粒打到c点时的速率与射入电场时的速率相等，故b项正确；根据动能定理，研究水平方向得，quabmv得到uab，所以mn板间的电势差为，故c、d项错误。答案b14一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器()a极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大b极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大c极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变d极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变答案d解析电容器电容c，云母介质移出，r减小，c减小；又c，电源恒压，u一定，c减小，故q减小；电场强度e，故e不变，d正确。15如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在p点的点电荷，以e表示两板间的电场强度，ep表示点电荷在p点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()a增大，e增大 b增大，ep不变c减小，ep增大 d减小，e不变答案d解析由题知，电容器两板所带电量q不变，根据c和u可知，当上板下移，c增大，u减小，减小，a、b错误；根据e，可见e与d无关，只改变d，e不变，d正确；根据pup地elp地，e不变，lp地不变，故p不变，ep不变，c错误。16如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为c，极板间距离为d，上极板正中有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求： (1)小球到达小孔处的速