《4电容器的电容》提升练习【含答案解析】

《4电容器的电容》提升练习参考答案与试题解析一．选择题1.如图所示，平行板电容器A、B极板上的O、O'接点与直流电源连接，下极板B接地，开关S闭合，一带电油滴位于电容器中的P点恰处于静止状态，则下列说法正确的是（）A．当开关S闭合，A极板上移一小段距离，P点电势将升高 B．当开关S断开，B极板下移一小段距离，油滴将沿竖直方向向上运动 C．当开关S闭合，A、B极板分别以O点、O'点为转轴在纸面内逆时针快速转动α角，油滴将水平向左做匀加速直线运动 D．当开关S断开，B极板上移一小段距离，油滴的电势能保持不变解析：保持开关闭合，则电压恒定不变，A、当开关S闭合，A极板上移一小段距离，根据E＝，可知电场强度减小，根据U＝Ed可知，P点与下极板的距离不变，但E减小，故P点与下极板的电势差减小，下极板带负电，故P点的电势降低，故A错误。B、当开关S断开，B极板下移一小段距离，则电荷量Q不变，根据电场强度E＝＝＝，可知，电场强度恒定不变，则电场力不变，故带电油滴仍静止不动，故B错误。C、当开关S闭合，A、B极板分别以O点、O'点为转轴在纸面内逆时针快速转动α角，初状态根据平衡条件，则有：q＝mg，转动后板间电压不变，板间距离为d′，则有：电场力F＝q，根据几何关系，d′＝dcosα，电场力的竖直分力Fy＝Fcosα，仍与重力平衡，电场力的水平分力即为油滴的合力，所以油滴将水平向左做匀加速直线运动，故C正确；D、当开关S断开，B极板上移一小段距离，由于板间电场强度不变，油滴所处P点到B极板的距离变小，故P点的电势降低，而根据平衡条件，可知，油滴带负电，所以油滴电势能增加，故D错误。答案：C2.如图所示，正对的平行板（矩形）电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒为U，板长为L，带电油滴在极板间静止。现设法先使油滴保持不动，上极板固定，将下极板向上移动了L后再由静止释放油滴，则（）A．电容器的电容变小 B．电容器所带电荷量增大 C．极板间的场强不变 D．油滴仍保持静止解析：A、将下极板向上移动了L，根据电容的决定式：C＝可知将板间距变小些，电容增大，故A错误；B、根据电容定义式：C＝可知极板间电压不变，因电容增大，那么电容器所带的电荷量增大，故B正确；CD、电容器一直与电源相连，则极板两端的电压不变；当板间距变小时，由U＝Ed可得，两板间电场强度增大，油滴将向上运动，不会保持静止，故CD错误。答案：B3.如图所示，M和N为两平行金属板，板间电压为U，在N板附近由静止释放一质子（不计重力）。下列说法正确的是（）A．若仅增大两板间距离，则质子受到的电场力变大 B．若仅减小两板的正对面积，则金属板所带的电荷量变少 C．若仅减小两板间距离，则回路中会出现逆时针方向的瞬时电流 D．若仅将两板间的电压变为2U，则质子到达M板时的速度变为原来的2倍解析：A、M和N为两平行金属板，板间电压总为U，若增大两板间距离，根据E＝，则极板间的电场强度减小，那么质子受到的电场力变小，故A错误。B、若减小两板的正对面积，电容的决定式C＝，可知电容减小，再由电容的定义式C＝，可知金属板所带的电荷量变少，故B正确。C、若减小两板间距离，电容增大，根据Q＝CU可知，电荷量增加，电容器充电，回路产生顺时针的瞬时电流，故C错误。D、由动能定理，qU＝，当两板间的电压变为2U，则质子到达M板时的速度变为原来的倍，故D错误。答案：B4.某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图甲所示连接电路。先使开关S接1，电容器很快充电完毕。然后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线如图乙所示。紧接着他进一步研究滑动变阻器的阻值对放电过程的影响，下列判断正确的是（）将滑片P向右移动一段距离，重复以上操作，所得曲线与坐标轴所围面积将增大将滑片P向左移动一段距离，重复以上操作，所得曲线与坐标轴所围面积将减小将滑片P向右移动一段距离，重复以上操作，所得曲线与横轴交点的位置将向右移动D．将滑片P向左移动一段距离，重复以上操作，所得曲线与纵轴交点的位置将向下移动解析：AB．I﹣t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电量：Q＝CU；因为C和U都不变，故Q没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，故A错误，B错误；C．将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，由于曲线与坐标轴所围面积不变，所以曲线与横轴交点的位置将向右移动，故C正确；D．将滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流增加，则曲线与纵轴交点的位置将向上移动，故D错误。答案：C5.如图所示的电路，A、B为两块平行放置的金属板，G为一灵敏电流表，E为一恒压电源。现把金属板A缓慢向上平移一小段距离，则在移动金属板的过程中，以下判断正确的是（）A．金属板B所带的电荷量逐渐增大 B．金属板间的电场强度保持不变 C．G表中有b→a方向的电流通过 D．G表中没有电流通过解析：AB、A板上移，板间距d增大，据电容决定式知电容C减小，据电容定义式结合电压U不变知电荷量Q变小；根据场强定义式知场强E减小，故AB错误；CD、根据上述分析，电容器电荷量减少，电容器对外放电，放电电流方向从b到a，故C正确，D错误。答案：C二．多选题6.如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板R0为定值电阻R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部，闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节R1、R2，下列说法正确的是（）A．保持R1不变，缓慢增大R2时，电容器的电容增大 B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C．保持R1不变，缓慢增大R2时，两极板间的电场强度减小 D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大解析：A、根据电容器的决定式C＝，可知，电容C与电阻R2无关，故A错误。BC、保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，总电流减小，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力F电＝qE＝q•，电场强度减小，悬线的拉力为F＝将减小，故BC正确。D、保持R2不变，缓慢增大R1时，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，故D错误。答案：BC7.如图所示，A、B为平行板电容器的两极板，一带电绝缘小球悬挂在电容器内部。闭合开关K，电容器充电，小球静止时悬线偏离竖直方向的夹角为θ．则下述说法正确的是（）A．保持开关K闭合，A板向下平移一小段距离，则θ增大 B．保持开关K闭合，A板向右平移一小段距离，则θ增大 C．将开关K断开，A板向下平移一小段距离，则θ不变 D．将开关K断开，A板向右平移一小段距离，则θ不变解析：A、保持开关K闭合时，电容器板间电压不变，若A板向下平移一小段距离，即正对面积减小，而板间距离d不变，由E＝分析得知，板间场强不变，小球所受电场力也不变，则θ不变，故A错误；B、保持开关K闭合时，电容器板间电压不变，A板向右平移一小段距离时，即板间距离d减小，由E＝分析得知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则θ增大，故B正确；C、保持开关K断开，当A板向下平移一小段距离，即正对面积减小，根据推论E＝＝＝可知，板间场强变大，小球所受电场力变大，则θ增大，故C错误；D、保持开关K断开，当A板向右平移一小段距离，即板间距离减小，根据推论E＝＝＝可知，板间场强不变，小球所受电场力不变，则θ不变，故D正确。答案：BD8.如图所示，图中两平行板电容器电源都完全相同，先闭合开关S，稳定后将甲图中的开关S断开，乙图中开关S保持闭合，当将两图中的下极板向上移动少许，则（）A．甲图中电容器的电容增大，乙图中电容器的电容不变 B．甲图中电容器所带电荷量不变，乙图中电容器所带电荷量增大 C．甲图中电容器两端的电势差增大，乙图中电容器两端的电势差不变 D．甲图中两板间的电场强度不变，乙图中两板间的电场强度增大解析：A、甲图中的开关S断开，则是电容器所带电荷量保持不变，当下极板向上移动少许时，根据可知两个电容器的电容增大，故A错误；B、因为甲图中开关断开，所以甲图电容器所带电荷量不变。乙图开关闭合，所以乙图的板间电压不变，根据可知，乙图中的电容器所带电荷量增大，故B正确；C、甲图电荷量不变，电容变大，所以甲图中电容器两端电压变小，故C错误；D、根据可以推导出，所以甲图中板间的电场强度不变；乙图中开关保持闭合，则电容器两板间电压保持不变，有知电场强度变大，D正确。答案：BD三．实验题9.如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素。其中电容器的左侧极板与电源负极相连并接地；右侧极板与电源正极相连并连接静电计金属球，静电计外壳接地；一带正电小球悬挂与两极板之间。（1）该实验中，静电计的作用是测量电容的电压（选填电容、电压、电荷量）（2）若电容充满电后，保持电源与电容连接，减小极板间的距离，可观察到：小球的偏转角度变大，静电计指针偏转角度不变（均选填变大，变小或不变）；（3）若电容充满电后，断开电源与电容连接，上移左极板。可观察到，小球的偏转角度变大，静电计指针偏转角变大（均选填变大，变小或不变）；解析：（1）该实验中，静电计的作用是测量电容的电压（电势差）；（2）若电容充满电后，保持电源与电容连接，则U不变；减小极板间的距离d，则可知，场强E变大，则小球的偏转角度变大；因U不变，则静电计指针偏转角度不变；（3）若电容充满电后，断开电源与电容连接，则Q不变；上移左极板，则S减小，根据可知C减小，根据Q＝CU可知U变大，则静电计指针偏转角变大；根据可知，场强E变大，小球的偏转角度变大；答案：（1）电压；（2）变大，不变；（3）变大，变大；四．计算题10.如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为36V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为3.6×10﹣8C，A极板接地（电势为零）。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板为2cm的C点处的电势。解析：（