高中物理人教版1第一章静电场第8节电容器的电容 市一等奖

第8节电容器的电容（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名______ 目的要求： 1．理解电容的定义式C＝，并会进行有关的计算； 2．掌握平行板电容器的决定式，结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间的电场。第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得8分，对而不全得4分。选错或不选的得0分。1．A、B两平行金属板相距为d，分别带等量异种电荷.一电子从带负电的B板附近从静止开始运动，到达A板的时间为t.现将两板间的距离增大为原来的两倍，保持每块极板的带电量不变，则电子从B板由静止出发运动到A板的时间应为 （） A．t B．2t C．2t D．4t2．一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为q，杆长为l，且l＜d。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于如图1所示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极权上电荷分布情况不变） （）图1-q+q-图1-q+q-Q+Q C． D．3．如图2所示，是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的电路。在增大电容器两极板间距离的过程中 （）图2abR 图2abR B．电容器的电容在变小 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4．如图3所示，是一个两板间距为d的平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30º，则电场力对试探电荷q所做的功等于 （）30°··AB图3＋＋＋＋＋A．30°··AB图3＋＋＋＋＋ C． D．5．水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态。现将电容器两板间的距离增大，则 （） A．电容变大，质点向上运动 B．电容变大，质点向下运动 C．电容变小，质点保持静止 D．电容变小，质点向下运动6．如图4所示，把一个平行板电容器接在电压U＝10V的电源上，现进行下列四步操作：①合上S；②在两板中央插入厚为的金属板；③打开S；④抽出金属板，则此时电容器两板间电势差为 （）图4 A．0V图4 B．10V C．5V D．20V第Ⅱ卷（非选择题，共52分）图5二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。图57．如图5所示，电容器两板间距离为d，电源两板间电压为6V，闭合开关S后将板间距离减来，再断开S，又将两板间距离恢复到d，此时电容器两极板间的电压是___________V。图68．如图6所示，A、B两块平行放置的金属板均与大地相接，现将另一块带电的厚金属板C，平行插入A、B两板间，C的两个表面与A、B两板间距离之比lA∶lB＝2∶1，则A、C两板间与B、C两板间场强大小之比为___________，A板与B板所带电量之比为___________。A、B、C正对面积相同。图69．原有一油滴静止在极板水平放置的平行板电容器中，给电容器再充一些电荷ΔQ，油滴开始向上运动，经ts后，电容突然放电失去一部分电荷ΔQ′，又经t(s)，油滴回到原来位置，假设在油滴运动过程中电量一定，则ΔQ′∶ΔQ＝___________。三、计算题：本大题共2小题，计28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。图710．（12分）如图7所示，有三块大小相同平行导体板A、B、C，其中A与B间距是B与C间距的一半，且A、B两板所构成的电容器的电容为10－2μF，电池电压为2V，求A、B两板上的电荷量分别为多少？图711．（16分）如图8所示，水平放置的两平行金属板A、B相距d，电容为C，开始两板均不带电，A板接地且中央有孔，现将带电量q、质量为m的带电液一滴一滴地从小孔正方h高处无初速度地滴下，落向B板后电荷全部传给B板。图8 （1）第几滴液滴在A、B间做匀速直线运动?图8 （2）能够到达B板的液滴不会超过多少滴?第8节电容器的电容参考答案一、选择题：1．【答案】A【点拨】根据匀变速直线运动的规律：d＝at2＝eUt2/2md，其中两极板电势差U＝Q/C＝4πkQd/εS，代入后可得：t∝。2．【答案】A【点拨】初始两小球在很远处时各自具有的电势能为零，所以E0＝0；终点两球处于图示的静止状态位置。设带正电小球的位置为a，该点的电势为φa，则带正电小球电势能为qφa；设带负电小球的位置为b，该点的电势为φb，则带负电小球电势能为－qφb。所以两小球的电势能之和为：，所以电场力对两小球所做的功为：W＝E0－Et＝，即两个小球克服电场力所做总功的大小等于，A正确。3．【答案】BC【点拨】电容器与电源相连，两极板间电势差不变，增大电容器两极板间距离，电容器的电容减小，则两极板的带电量减少，电阻R中有从a流向b的电流，B、C正确。4．【答案】C【点拨】试探电荷在电容器两极板间的匀强电场中，由A点移动到B点，设电场力做功W，A、B两点间电势差为ΔU，板间场强为E，板间电势差为U，根据题目提供信息可得到下列方程式W＝qΔU，E＝（其中Δd＝ssin30º），C＝以上几式联立可求得W表达式。5．【答案】D【点拨】平行板电容器与一电池相连。两极板间电势差不变，极板距离变大，电容C减小，场强变小，质点向下运动，D正确。6．【答案】D【点拨】①合上S，电源对电容器充电，至电压为U，设电容量为C，则带电量Q1＝CU，板间形成一个匀强电场，场强为E1＝；②插入金属板，板的两侧出现等量异号的感应电荷，上下形成两个匀强电场区域，其宽度均为。由于整个金属板为等势体，则A板与金属板之间、金属板与B板之间的电势差均为，因此其场强增为原来的2倍，即E2＝2E1。显然，在插入过程中，电源必须对A、B两板继续充电，板上电量增为原来的2倍，即Q2＝2Q1；③打开S，A、B两板的电量保持不变，即Q3＝Q2＝2Q1。④抽出板，电容器的电容仍为C，而电量为2Q1，所以两板间电势差变为＝2U＝20V。二、填空、实验题：7．【答案】24V【点拨】电容器与电源连接，电势差等于电源电压6V，断开开关，将距离增大4倍，电容减少为原来的，电量不变，电压变为原来的4倍，即24V。8．【答案】1∶2，1∶2【点拨】AC与BC构成两个电容器，其中两电容器电容之比为1∶2，两个电容器的电势差相等，所以AC与BC之间的场强之比为1∶2，A板与B板所带电量之比为1∶2。9．【答案】4∶1【点拨】电容器充电后C＝，板间电场场强E＝＝，此时油滴静止在极板之间，qE＝mg。电容器补充电荷ΔQ后，极板间场强E′＝和电场力都增大，油滴由静止开始向上做加速度a1＝＝的匀加速运动，。电容器放电ΔQ′后，极板间场强E′＝和电场力都减小，油滴以初速v1＝a1t＝向上做加速度为a2＝的匀减速运动，经ts发生位移－s1，则－s1＝v1t－a2t2＝qt2，由位移关系，得qt2＝－，化简得＝。三、计算题：10．【答案】－2×10－8C；3×10－【解析】根据可知，μF。电容器AB的带电荷量：Q1＝CABU＝2×10－8C其中A板带负电，B板带正电。电容器BC的带电荷量：Q2＝CBCU＝1×10－8C其中B板带正电，C板带负电。所以，A板电荷量：QA＝Q1＝－2×10－8CB板电荷量：QB＝Q1＋Q2＝3×10－8C11．【答案】（1）＋1；（2）【解析】（1）当带电液滴落在B板时，由C＝，B板所带电量增加，两板间电压也增加。由E＝，两板间增强也增加。当带电油滴