2022-2023学年高中物理第一章静电场第8节电容器的电容课时作业新人教版选修3

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1、2022-2023学年高中物理第一章静电场第8节电容器的电容课时作业新人教版选修3 1．下列关于电容器及其电容的叙述正确的是(　　) 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．一个固定电容器的电荷量增加ΔQ＝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：选A．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错误；电容器的电容由电容器结构决定

2、，不随带电荷量的变化而变化，C错误；由C＝＝可求电容器的电容，D错误． 2． 某位移式传感器的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，平行金属板A、B和介质P构成电容器，当可移动介质P向左匀速移出的过程中(　　) A．电容器的电容变大 B．电容器的电荷量保持不变 C．M点的电势比N点的电势低 D．流过电阻R的电流方向从M到N 解析：选D．当可移动介质P向左匀速移出的过程中，介电常数减小，电容器电容变小，选项A错误；电容器的电压等于电源电动势不变，电荷量Q＝CU减小，选项B错误；电容器放电，电流方向M→R→N，M点的电势比N点的电势高，选项C错误，D正确． 3． (20

3、18·江西临川一中质检)如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则(　　) A．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大 B．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大 C．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小 D．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小 解析：选D．电流计指针向左偏转，说明流过电流计G的电流由左→右，则导体芯A所带电荷

4、量在减小，由Q＝CU可知，导体芯A与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度h在减小，故D正确． 4．板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间电场强度为E1．现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间电场强度为E2，下列说法正确的是(　　) A．U2＝U1，E2＝E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1 C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1 解析：选C．由公式E＝、C＝和C∝可得E∝，所以Q加倍，E也加倍，再由U＝Ed可得U相等，C正确． [课时作业] [学生用书P123(单独成册)]

5、 一、单项选择题 1． 如图所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是(　　) A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为5．0×10－2 F D．该电容器所带电荷量的变化量为0．20 C 解析：选B．由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错，B对；由C＝＝ F＝5×10－3 F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0．02 C，D错． 2．一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

6、(　　) A．C和U均增大　　　 B．C增大，U减小 C．C减小，U增大 D．C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． 3．一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充上电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　　) A．将电压变为 B．将带电荷量变为2Q C．将极板正对面积变为 D．将两极板间距离变为 解析：选D．电容器的电容与电容器极板上的电荷量、极板间电压无关，故选项A、B错误；由电容的决定式C＝可知选项D正确，C错误． 4． 如图所示是一只利

7、用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图，当动片和定片之间的角度(θ)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(θ)的变化情况．下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是(　　) 解析：选B．两极板正对面积S＝(π－θ)R2，则S∝(π－θ)，又因为C∝S，所以C∝(π－θ)，令C＝k(π－θ)，解得θ＝π－(k为常数)，所以B正确． 5． 如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则(　　) A．电容器带电荷量不变 B．电源中将有电流

8、从正极流出 C．尘埃仍静止 D．电流计中将有电流，电流方向b→a 解析：选C．电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE＝mg，两极板错开时电场强度不变，故C正确；因电容减小，由Q＝CU知电荷量Q减小，电容器放电，电流方向a→b，A、B、D错误． 6． 如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是(　　) A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大 B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变 C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大 D．断开

9、S，将A板向B板靠近，则θ减小 解析：选A．保持S闭合，则电容器两极板间的电压不变，由E＝可知，当A板向B板靠近时，E增大，θ增大，选项A正确，B错误；断开S，则两极板带的电荷量不变，由Q＝CU＝＝E可知，将A板向B板靠近，并不改变极板间的电场强度，故θ不变，选项C、D错误． 7． 如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d；在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中．当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动．重力加速度为g．粒子运动的加速度为(　　) A．g B．g C．g D．g 解析：选A．带电粒

10、子在电容器两极板间时受到重力和电场力的作用，最初处于静止状态，由二力平衡条件可得：mg＝q；当把金属板从电容器中快速抽出后，电容器两极板间的电势差不变，但两极板间的距离发生了变化，引起电场强度发生了变化，从而电场力也发生了变化，粒子受力不再平衡，产生了加速度，根据牛顿第二定律ma＝mg－q，两式联立可得a＝g． 二、多项选择题 8．一个电容器的规格是“100 μF、25 V”，对这两个数据的理解正确的是(　　) A．这个电容器加上25 V电压时，电容才是100 μF B．这个电容器最大电容是100 μF，当带电荷量较小时，电容小于100 μF C．这个电容器所加电压不能高于25 V

11、 D．这个电容器所加电压可以低于25 V，但电容不变，总是100 μF 解析：选CD．100 μF代表电容器的电容，与所带电荷量和所加电压无关，25 V是指电容器耐压值为25 V，当其两端电压超过25 V时，电容器将被击穿． 9．连接在电源两极上的平行板电容器，当两极板间距离减小时(　　) A．电容器的电容C变大 B．电容器极板的带电荷量变大 C．电容器两极板间的电势差U变大 D．电容器两极板间的电场强度E变大 解析：选ABD．电容器两极板间距离减小，由C∝得其电容变大，所以A正确；因为电容器连在电源上，所以两极板间的电压保持不变，故C错误；由Q＝CU得电容器所带电荷量变大，所以

12、B正确；由E＝知，两极板间的场强变大，所以D正确． 10． 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，如图所示，以E表示两极板间的电场强度，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(　　) 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：选AC．电容器充电后与电源断开，说明电容器带的电荷量不变．由C∝，U＝，推出U∝d，因此正极板向负极板接近，即d变小时，U变小；又由E＝，U∝d，故E不变，选项A正确，选项B、D错误．负极板

13、接地即以负极板作为零电势点，电场强度E不变，P点的电势不变，正电荷在P点的电势能也不变，选项C正确． 三、非选择题 11． 如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U＝60 V的恒压电源上，两极板间距为d＝3 cm，电容器带电荷量为Q＝6×10－8 C，A极板接地．求： (1)平行板电容器的电容C； (2)平行板电容器两板之间的电场强度E； (3)距B板为2 cm的P点处的电势φP． 解析：(1)由电容定义知 C＝＝F＝1×10－9F． (2)两板之间为匀强电场，电场强度大小为 E＝＝ V/m＝2×103 V/m，方向竖直向下． (3)P点距A板间距离为

14、 dAP＝d－dBP＝1 cm A与P间电势差UAP＝EdAP＝20 V 又因为UAP＝φA－φP，φA＝0 可得φP＝－20 V． 答案：(1)1×10－9F　(2)2×103 V/m，方向竖直向下　(3)－20 V 12．如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板间距离d＝0．04 m，两板间的电压U＝400 V，板间电场可视为匀强电场．在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h＝1．25 m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量m＝5×10－6 kg，电荷量q＝5×10－8 C．设A、B板足够长，g取10 m/s2．试求： (1)带正电的小球从P点开始由静止下落，

15、经多长时间和金属板相碰； (2)相碰时，离金属板上端的距离多大． 解析：(1)设小球从P到Q需时间t1，由h＝gt得 t1＝ ＝ s＝0．5 s， 小球进入电场后其飞行时间取决于静电力产生的加速度a，设小球在电场中的运动时间为t2，则有 qE＝ma，E＝，＝at， 以上三式联立，得 t2＝d＝0．04× s＝0．02 s， 运动总时间t＝t1＋t2＝0．5 s＋0．02 s＝0．52 s． (2)小球由P点开始由静止下落，在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t内的位移为 y＝gt2＝×10×(0．52)2 m＝1．352 m． 相碰时，与金属板上端的距离为 s＝y－h＝1．352 m－1．25 m＝0．102 m． 答案：(1)0．52 s　(2)0．102 m