2019-2020学年高中物理 第1章 静电场 第8节 电容器的电容课时训练（含解析）新人教版选修3-1

电容器的电容基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求；第6题有多项符合题目要求)1(2019醴陵校级期末)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 f103 pf【答案】a【解析】电容器的电容表示其储存电荷的能力，a正确；电容器的电容由电容器本身决定，与所带电荷量和板间的电压无关，b、c错误；电容的常用单位有f和pf,1 f106 f1012 pf，d错误故选a.2(2018江苏一模)某一平行板电容器，其一个极板带5.4103 c电量，另一极板带5.4103 c电量，电容器两极板间电压为450 v，则该电容器的电容值为()a2.4105 f b1.2105 fc8.3104 f d4.2104 f【答案】b【解析】电容器的带电量为一个极板上的电量，故q5.4103c；根据电容的定义可知，电容c f1.2105 f故b正确，a、c、d错误故选b.3(2019湛江名校期末)如图所示，平行板电容器电容为c，带电量为q，板间距离为d，今在两板正中央处放一电荷q，则它受到的电场力大小为()ak bkc. d.【答案】c【解析】电势差u，则电场强度e，电场力fqe，故c正确，a、b、d错误故选c.4传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域下列为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两板间距离而引起电容变化的是()abcd【答案】c【解析】a选项改变的是介质，b、d选项改变的是正对面积，c选项改变的是两板间距离，故c正确5(2019博山名校月考)如图所示，电路中a、b为两块竖直放置的金属板，c是一只静电计，开关s闭合后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角减小的是()a使a、b两板靠近一些b使a、b两板正对面积减小一些c断开s后，使b板向左平移一些d断开s后，使a、b正对面积减小一些【答案】c【解析】闭合开关，根据电容器与电源相连，u不变，则指针偏角不会改变，与a、b距离和正对面积无关，故a、b错误断开s，电容器带电量保持不变，由c及c得u.此时若b板左移则d减小，u减小，张角减小，故c正确；若正对面积s减小，则u增大，张角增大，故d错误6(2019大庆一模)如图所示的电路中，电源有不可忽略的内阻，r1、r2、r3为三个可变电阻，电容器c1、c2所带电荷量分别为q1和q2，下列判断正确的是()a仅将r1增大，q1和q2都将增加b仅将r2增大，q1和q2都将增加c仅将r3增大，q1和q2都将不变d突然断开开关s，q1和q2都将不变【答案】bc【解析】增大r1，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电容器c1两端电压增大，c2两端电压减小，电容器所带电量q1增大q2减小，故a错误；增大r2，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电阻r1两端电压变小，电阻r2两端电压变大，电容器c1、c2两端电压变大，由qcu可知，两电容器所带的电量都增加，故b正确；增大r3，整个电路电阻不变，q1和q2都将不变，故c正确；突然断开开关s，两个电容器都放电，q1和q2都将减小，故d错误故选bc.二、非选择题7一对平行金属板竖直放置，与一电压恒为u的直流电源相连，两板间距为d，现将一个质量为m的带电小球用长l的绝缘轻质细线悬挂在天花板上，小球处于两极板间，静止时小球与竖直方向距离为a.求： (1)两板间电场强度的大小； (2)小球的电荷量【答案】(1)(2)【解析】(1)板间场强大小e.(2)电场力qemgtan mg，由e得电荷量q.8把一个3 pf的平行板电容器接在9 v的电池上(1)保持与电池的连接，两极板的距离减半，极板上的电荷增加还是减少？电荷变化了多少？(2)移去电池后两极板的距离减半，极板间的电势差增大还是减小？电势差变化了多少？【答案】见解析【解析】当电源与电容器一直连接时，电容器两极间电压保持不变，但其上的电荷量及板间场强可以变化当断开电源后，电容器所带电荷量不变化，但其间电压可以发生变化(1)电容器原来带电荷量quc931012 c2.71011 c，当两极板的距离减半时，c2c61012 f，电容器后来带电荷量quc5.41011 c，极板上电荷增加了qqq2.71011 c.(2)移去电池，电容器上电荷量q不变，由c得电势差u v4.5 v，由此可知距离减半时，极板间电势差减小故电势差改变量为uuu4.5 v.能力提升9(2019朝阳名校月考)一平行板电容器与直流电源、理想二极管及定值电阻组成如图所示的电路，电源负极接地，开始时电容器不带电，闭合开关直到电路稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的p点且处于静止状态下列说法正确的是()a减小两极板的正对面积，带电油滴会向下移动，且p点的电势会降低b减小两极板的正对面积，带电油滴会向上移动，且p点的电势会降低c断开开关，带电油滴仍保持静止d断开开关，带电油滴会向下运动【答案】c【解析】根据c，减小极板的正对面积，电容c减小，由于二极管具有单向导电性，图中电容器只能充电不能放电，由e，c，得e，电场强度e变大，油滴所受电场力变大，油滴所受合力向上，带电油滴会向上移动，p点与下极板的距离不变，e变大，则p点的电势升高，故a、b错误；断开开关s，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，电容器带电量q不变，电容c不变，电压也不变，电容器两极板间的场强不变，故油滴仍然处于平衡状态，故c正确，d错误10(2019朝阳一模)某物理兴趣小组利用如图所示的电路给一个原来不带电的电容器充电在充电过程中，电路中的电流为i，电容器所带的电荷量为q，两极板间的电势差为u，电容器储存的能量为e电选项中的四幅示意图分别表示i、q、u和e电随时间t的变化关系，其中可能正确的是()【答案】b【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，it图象是曲线，故a错误；根据电容器充电过程中，电容器的电量先增大后不变，且qt图象切线的斜率逐渐减小，故b正确；根据u，则电容器极板电压先增大后不变，故c错误；由公式e电qu，可知储存的能量先增大后不变，故d错误11(2019鹤山名校期中)如图所示，电源电动势e10 v，内阻r2 ，电阻r18 ，r22 ，电容器的电容c20 f.开关s原来断开，后将它闭合求：(1)s闭合后a、b两点间的电压；(2)s闭合后流过r2的电量【答案】(1)8 v(2)4105 c【解析】(1)当s闭合后，r1与r串联在电路中，由闭合电路的欧姆定律可得i a1 a故a、b两点间的电压为uir118 v8 v.(2)s断开时，电容c电压为u1e10 vs闭合后，c的电压为u2u8 v即c的电压减小了uu1u22 v由c得，s闭合后，流过r2的电荷量为qcu201062 c4105 c .12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6108 c，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2 cm的m点处的