2012高中物理 1-7《了解电容器》同步课时训练 粤教版选修3-1

1 了解电容器了解电容器 一 单项选择题 1 电容器是一种常用的电子元件 对电容器认识正确的是 A 电容器的电容表示其储存电荷能力 B 电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C 电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D 电容的常用单位有 F 和 pF 1 F 103 pF 解析 电容是表示电容器容纳电荷的本领的物理量 A 正确 电容是电容器本身的性质 只 与正对面积 极板间的距离和电介质的性质有关 与电容器的带电荷量和两极板间的电压无 关 B C 不正确 电容器的常用单位的换算关系是 1 F 106 pF D 不正确 答案 A 2 下列关于电容器的叙述正确的是 A 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体 就组成了电容器 跟这两个导体是否带电无关 B 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D 一个电容器的电荷量增加 Q 1 0 10 6 C 时 两板间电压升高 10 V 则电容器的电容 无法确定 解析 电容器既然是储存电荷的容器 它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力 A 正确 电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值 B 错 电容器的电容由电容器结构决定 不随带电量的变化而变化 C 错 C 可求电容器的电容 D 错 Q U Q U 答案 A 3 对于给定的电容器 在描述电容C 带电荷量Q 两板间电势差U的相互关系中 下列图 象中正确的是 答案 A 4 如图 1 7 6 所示 两块较大的金属板A B相距为d 平行放置并与一电源相连 S 闭合 后 两板间恰好有一质量为m 带电荷量为q的油滴处于静止状态 以下说法正确的是 2 图 1 7 6 A 若将上板A向左平移一小段位移 则油滴向下加速运动 G 中有a b的电流 B 若将上板A向上平移一小段位移 则油滴向下加速运动 G 中有b a的电流 C 若将下板B向下平移一小段位移 则油滴向上加速运动 G 中有b a的电流 D 若将 S 断开 则油滴将做自由落体运动 G 中无电流通过 解析 因A板与电池的负极相连 故A板带负电 由C Q CU和E 可以得出将 rS d U d A板向左平移一小段 则电容器的电容减小 A板带电荷量减少 U不变 板间电场强度不变 则板间的油滴仍平衡 A板上移 则电容减小 A板带电荷量减小 U不变 板间的电场强度 减小 所以油滴向下加速运动 G 中有b a的电流 B 对 C 错 将 S 断开 电容器的带电 荷量不变 则油滴仍平衡 所以 D 错 答案 B 二 双项选择题 5 如图 1 7 7 所示是一个由电池 电阻R与平行板电容器组成的串联电路 在增大电容器 两极板间距离的过程中 图 1 7 7 A 电阻R中没有电流 B 电容器的电容变小 C 电阻R中有从a流向b的电流 D 电阻R中有从b流向a的电流 解析 由题知电容器两板间电压恒定 设已充电荷量为Q 当两板距离增大时 电容C变小 由Q CU可知带电荷量Q将减小 必然有一部分正电荷通过电阻R回流 正确选项为 B C 答案 BC 6 一平行板电容器 两极板间的距离d和两极板面积S都可调节 电容器两极板与电源相 连接 以Q表示电容器的电荷量 E表示两极板间的电场强度 则下列说法中正确的是 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 3 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 解析 由于电容器与电源相连 则电容器两极板的电压不变 根据平行板电容器电容C 可知 当d增大S不变时 电容C减小 又因Q CU可得 电荷量减小 又由E 可 rS 4 kd U d 知 场强E减小 故 A 选项正确 当S增大 d不变时 C增大 Q增大 E不变 所以 B 选 项错误 当d减小 S增大时 C增大 Q增大 E增大 所以 C 选项正确 当S减小 d减 小时 电容C不一定增大 Q也不一定不变 但E一定增大 所以 D 选项错误 可见本题 A C 选项正确 答案 AC 7 如图 1 7 8 所示电路中 A B为两块竖直放置的金属板 G是一只静电计 开关 S 合上 后 静电计指针张开一个角度 下述哪些做法可使指针张角增大 图 1 7 8 A 使A B两板靠近一些 B 使A B两板正对面积错开一些 C 断开 S 后 使B板向右平移拉开一些 D 断开 S 后 使A B正对面积错开一些 解析 图中静电计的金属杆接A极 外壳和B板均接地 静电计显示的是A B两极板间的 电压 指针张角越大 表示两极板间的电压越高 当合上 S 后 A B两板与电源两极相连 板间电压等于电源电压 不变 静电计指针张角不变 当断开 S 后 板间距离增大 正对面 积减小 都将使A B两板间的电容变小 而电容器电荷量不变 由C 可知 板间电压U Q U 增大 从而静电计指针张角增大 答案为 C D 答案 CD 8 一平行板电容器充电后与电源断开 负极板接地 在两极板间有一正电荷 电荷量很小 固定在P点 如图 1 7 9 所示 以E表示两极板间的场强 U表示电容器的电压 Ep表示正 电荷在P点的电势能 若保持负极板不动 将正极板移到图中虚线所示的位置 则 4 图 1 7 9 A U变小 E不变 B E变大 Ep变大 C U变小 Ep不变 D U不变 Ep不变 解析 当平行板电容器充电后与电源断开时 每板上带电荷量Q不变 由E U C U d Q C 可推得 E 即两极板间场强只与极板上单位面积的带电荷量 电荷的面密度 rS 4 kd 4 k r Q S 成正比 所以两板间场强E保持不变 由于板间距离d减小 据U Ed可知 电容器的电压U变小 由于场强E不变 因此P点与接地的负极板即与大地的电势差保持不变 即P点的电势保持 不变 因此电荷在P点的电势能Ep保持不变 正确选项为 A C 答案 AC 9 平行板电容器的两极板A B接于电池两极 一带正电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的夹角为 如图 1 7 10 所示 则 图 1 7 10 A 保持开关 S 闭合 带正电的A板向B板靠近 则 增大 B 保持开关 S 闭合 带正电的A板向B板靠近 则 不变 C 开关 S 断开 带正电的A板向B板靠近 则 增大 D 开关 S 断开 带正电的A板向B板靠近 则 不变 解析 小球受重力 水平向右的静电力和悬线的拉力而平衡 当开关 S 始终闭合时 电容器 两板间电势差始终保持不变 当两板间距离d减小时 由E 知E变大 小球所受静电力变 U d 大 则 增大 当电容器充电后 S 断开时 电容器所带电荷量Q不变 两板间距离d减小 时 E E与d无关 可见E不变 小球所受静电力不变 不变 故 A D U d Q Cd 4 kQ rS 选项正确 答案 AD 三 非选择题 10 一同学用感应起电机给一个电容器充电 充电后从电容器两极板引出两根导线 使两根 导线的端点相距很近时 发生的现象是 若将电容器两极板和一个静电计相连 然 后给电容器充电 充电时间越长 静电计指针偏转角度越大 这说明电容器带电荷量越多时 5 它两极板间的电势差就 为了定量地研究电容器所带电荷量和两极板间电势差之间 的关系 该同学用一个能够给电容器提供 5 mA 稳恒电流的恒流源给一个电容器充电 用秒 表记录充电时间 充电后用伏特表测电容器两极板间的电势差 测出实验数据如下表所示 由此可知实验中所用电容器的电容为 F 保留两位有效数字 充电时间 s 4812162024 两板间 电压 V 4 268 5112 7717 0221 8825 53 解析 Q I t C C Q U I t U I 5 mA t 4 s U 4 25 V C 4 700 F 答案 火花放电 大 4 700 F 11 如图 1 7 11 所示 水平放置面积相同的金属板A B A板挂在天平的一端 B板用绝缘 支架固定 当天平平衡时 两板间的距离为 5 mm 若在两板间加 400 V 的电压后 在天平右 端要增加 4 g 砝码 天平才能恢复平衡 可见金属板A所带的电荷量为 C 图 1 7 11 解析 在AB间加上电压后 A板受到电场力EQ Q mg 所以Q U d mg d U C 5 10 7 C 4 10 2 10 5 10 3 400 答案 5 10 7 12 如图 1 7 12 所示 有的计算机键盘的每个键下面连一小块金属片 与该金属片隔有一 定空气隙的是另一块小的固定金属片 这两片金属片组成一个小电容器 该电容器的电容C 可用公式C 计算 式中常量 r 9 10 12 F m 1 S表示金属片的正对面积 d表示 rS d 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 检测出是哪个键被按下了 从而给出相应的信号 设每个金属片的正对面