2.5科学探究：电容器 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
2.5科学探究：电容器
课时练（解析版）
1．在国际单位制中，电容的单位是（　　）
A．F
B．A
C．V
D．N
2．下列电学元器件属于电容器的是k2
A．
B．
C．
D．
3．电容器是一种重要的电学元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器，它能储存电荷。可用如图所示的电路对电容器充电。电容表征了电容器储存电荷的特性。在国际单位制中，电容的单位是（　　）
A．伏特（V）
B．安培（A）
C．法拉（F）
D．欧姆（Ω）
4．小东发现不少物理量均采用了比值定义法，于是进行了整理。下列不属于比值定义法的（
）
A．
B．
C．
D．
5．下述哪种做法可使电容器的电容变大（　　）
A．将两极板间的距离减小
B．将两极板正对面积减小些
C．增加两极板的带电量
D．将两极板间的电压增大
6．如图所示，一带电小球以速度v0水平射入接入电路的平行板电容器中，并沿直线打在屏上O点，若仅将平行板电容器上极板平行下移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球（　　）
A．将打在O点的下方
B．将打在O点的上方
C．到达屏上时的动能不变
D．穿过平行板电容器的时间增加
7．下面说法中正确的是（　　）
A．根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷所带的电荷量q成反比
B．根据真空中点电荷的电场强度公式，电场中某点的电场强度E与场源电荷所带的电荷量Q成正比
C．根据电容的定义式可知，电容器的电容C与其所带电荷量Q成正比
D．根据电势的定义式可知，这一点的电势与这一点的电荷量q成反比
8．如图所示，若将平行板电容器的A、B两板稍微错开些，使正对面积减小的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电容器的电容增大
B．电容器所带的电量减少
C．电容器两极板间电势差增大
D．两极板间电场强度减小
9．如图是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，下列关系不正确的是（　　）
A．B．C．D．
10．很多手机的指纹解锁功能利用了电容式指纹识别技术。如图所示，指纹识别传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，指纹的凸起部分（叫“嵴”）及凹下部分（叫“峪”）与这些小极板形成大量大小不同的电容器．传感器给所有的电容器充电达到某一电压值后，电容器放电，根据放电快慢的不同来探测嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据，则（　　）
A．沾水潮湿的手指不会影响正常解锁
B．极板与指纹“嵴”部分形成的电容器电容较大
C．极板与指纹“峪”部分形成的电容器放电较慢
D．用打印好的指纹照片覆盖在传感器上面也能够实现指纹解锁
11．如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，P为两板间的一点。静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地。若保持负极板不动，将正极板缓慢向左平移一小段距离（静电计带电量可忽略不计）。下列说法正确的是（　　）
A．电容器的电容减小，静电计指针的偏角减小
B．电容器的电容增大，静电计指针的偏角增大
C．两板间的电场强度不变，P点的电势降低
D．两板间的电场强度减小，P点的电势升高
12．下列关于电容器的说法正确的是（　　）
A．电容器由两个彼此绝缘的导体构成
B．电容器只能储存同种电荷
C．任何绝缘的物质都能作为电介质
D．莱顿瓶不是电容器
13．如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池的两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，给电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则（　　）
A．若保持开关S闭合，A极板不动，B极板向右平移，则θ不变
B．若保持开关S闭合，A极板不动，B极板向右平移，则θ减小
C．若开关S断开，B极板不动，A极板向右平移，则θ不变
D．若开关S断开，B极板不动，A极板向右平移，则θ减小
14．如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则以下说法正确的是（　　）
A．若电容器极板间的电压不变，变大，电容器极板上带电量减小
B．若电容器极板电量不变，变小，电容器极板间电压变小
C．若电容器极板间的电压不变，变大，有电流流向电容器的正极板
D．若电容器极板间的电压不变，变大，有电流流向电容器的负极板
15．如图所示是示波器的原理示意图，电子经电压为U1的加速电场加速后，进入电压为U2的偏转电场，离开偏转电场后打在荧光屏上的P点。P点与O点的距离叫偏转距离。要提高示波器的灵敏度（即单位偏转电压U2引起的偏转距离）。应采用下列办法中可行的是（　　）
A．提高加速电压
B．增加偏转极板a、b的长度
C．增大偏转极板与荧光屏的距离
D．减小偏转极板间的距离
16．一个平行板电容器，当其电荷量增加ΔQ＝1.0×10-6C时，两板间的电压升高ΔU＝10
V，则此电容器的电容C＝_____F。若两板间电压为0，此时电容器的电容C＝____F。
17．如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连有一块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定的金属片．这两片金属组成一小电容器．该电容器的电容C可用公式计算，式中常量=9×10
-12F/m，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．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积为50mm ，键未按下时两金属片的距离为0.6mm.如果电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下_____________．
18．根据，某同学认为，电容器的电容与电容器的电荷量成正比，与两极板间的电压成反比。这种看法是否正确？为什么？
19．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．
参考答案
1．A
【详解】
在国际单位制中，电容的单位是F。
故选A。
2．B
【详解】
A．元件是变阻箱，A不符合题意；
B．元件是电容器，B符合题意；
C．元件是整流器，C不符合题意；
D．元件是滑动变阻器，D不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】
在国际单位制中，电容的单位是法拉（F）。
故选C。
4．D
【详解】
A．电势与放入电场中的电荷无关，所以属于比值定义法，A错误；
B．电场强度与放入电场中的电荷无关，所以属于比值定义法，B错误；
C．电容C由本身的性质决定，与所带的电荷量及两端间的电势差无关，所以属于比值定义法，C错误；
D．不是电流的定义，电流的定义是，所以不属于比值定义法，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
由电容的决定式可知
A．将两极板间的距离减小，电容增大，故A正确；
B．将两极板正对面积减小些，电容减小，故B错误；
C．增加两极板的带电量，对电容无影响，故C错误；
D．将两极板间的电压增大，对电容无影响，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
AB．仅将平行板电容器上极板平行下移一些后，电容器板间电压不变，由分析得知板间场强增大，小球所受的电场力增大，小球将向上偏转，打在O点的上方．A错误，B正确；
C．极板未动时，小球做匀速直线运动．极板平行下移后，小球的合力做正功，动能增加，C错误；
D．小球在平行板电容器中做类平抛运动，沿极板方向做匀速直线运动，所以运动时间，与电压的变化无关，所以穿过电容器的时间不变，D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．电场强度的定义式
是比值定义法，电场强度取决于电场本身的性质，电场中某点的电场强度E与试探电荷所带的电荷量q无关，故A错误；
B．真空中点电荷的电场强度公式
是决定式，电场中某点的电场强度E与场源电荷所带的电荷量Q成正比，故B正确；
C．电容器的电容C的大小取决于电容器本身的构造，与其所带电荷量Q无关，故C错误；
D．电势的定义式
采用的是比值定义法，某一点的电势与电荷在该点的电势能及电荷量q无关，由电场本身的特性决定，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．根据公式可知，当极板之间的正对面积减小的过程中，电容器的电容将减小，故A错误；
B．由图可知，电容器的极板始终与电源的两极相连，极板间的电势差保持不变，根据公式可知，电容减小则极板上的电量减小，故B正确；
C．由图可知，电容器的极板始终与电源的两极相连，极板间的电势差保持不变，故C错误；
D．极板间的电势差保持不变，极板之间的正对面积减小的过程中极板之间的距离没有变化，所以由可知，两极板间电场强度不变，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
ABC．根据电容器的决定式
可知电容的大小只与两极板的正对面积，两极板间的距离以及板间的电解质有关，与极板的带电量，两极板间的电压无关，AB正确，C错误；
D．根据电容器的定义式
可知电容器的带电量与两极板间的电压成正比，比值就是电容器的电容大小，D正确。
故不正确的选C。
10．B
【详解】
A．潮湿的手指头影响了皮肤表面与小极板之间的介电常数 ，所以潮湿的手指头对指纹的识别有一定的影响，会影响正常解锁，故A错误；
B．在嵴处皮肤表面和小极板之间的距离较小，在峪处皮肤表面与小极板之间的距离较大，根据公式
可知在峪处形成的电容器电容角小，在嵴处形成的电容器电容较大，故B正确；
C．由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据
可知，极板与指纹沟（凹的部分，d大，电容小）构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C错误；
D．用指纹的照片蒙在传感器上，不能构成电容器，所以不能实现手机解锁功能，故D错误；
故选B。
11．C
【详解】
AB．平行板电容器充电后与电源断开，电容器电量不变，极板间距离增大，根据
可知电容减小，根据
可知电压增大，指针偏角增大。AB错误；
CD．根据
得
所以两板间电场强度不变，P点距正极板距离增大，所以P点与正极板的电势差增大，因为正极板接地，为零电势，所以P点电势为负，当电势差增大时，P点的电势降低。C正确，D错误。
故选C。
12．AC
【详解】
A．两个相互靠近的、彼此绝缘的导体可以构成一个电容器，故A正确；
B．电容器带电后两极板分别带上等量异种电荷，故B错误；
C．任何绝缘的物质都可以作电容器的电介质，故C正确；
D．莱顿瓶是电容器，故D错误。
故选AC。
13．BC
【详解】
AB.若保持开关S闭合，则电容器两端的电压U恒定，A极板不动，B极板向右平移时，两极板间的距离d增大，由可知两极板间的电场强度减小，带正电的小球受到的电场力减小，则θ减小，故B正确A错误；
CD.若开关S断开，则电容器所带的电荷量恒定，B极板不动，A极板向右平移时，根据
可知，两极板间的电场强度不变，带正电的小球受到的电场力不变，则θ不变，故C正确D错误。
故选BC。
14．ABD
【详解】
ACD．若电容器极板间的电压不变，x变大，拔出电介质，由电容的决定式得知，电容减小，由得知，电容器极板上带电量Q减少，则电容器放电，有电流流向电容器的负极板。故AD正确，C错误。
B．若电容器极板电量不变，x变小，由电容的决定式得知电容增大，由得知，电容器极板间电压U变小。故B正确。
故选ABD。
15．BCD
【详解】
设进入偏转电场时的速度为v0，偏转极板之间的距离为d，在电场中的偏转位移为h，偏转距离为h0，偏转电场的极板长度为L，偏转极板与荧光屏的距离L0，当越大时，说明灵敏度越高；电子在加速电场中加速，根据动能定理可得
所以电子进入偏转电场时速度的大小为
电子进入偏转电场后的偏转的位移为
，，
可得
在偏转极板与荧光屏的之间做匀速直线运动
，
则
即示波管的灵敏度为
所以要提高示波管的灵敏度可以增大L、L0，减小d和减小U1
，
选择可行的，故选BCD。
16．1.0×10-7
1.0×10-7
【详解】
[1]根据电容公式得
[2]
电容器的电容与电容电压无关，所以仍然是。
17．0.15mm
【详解】
初始位置的电容
d减小，C增大，电子线路恰能检测出必要的信号时的电容
由，解得
所以d的变化量为，即键至少需被按下．
【点睛】
根据电容的公式，求出初始位置的电容,再根据电子线路恰能检测出必要的信号时的电容求出d，从而求出d的变化．
18．不正确；见详解
【详解】
这种说法不正确；是比值定义法，电容是电容器自身的性质，与电容器的带电量以及两板间的电压无关。
19．(1)(2)1200V/m,
方向竖直向下(3)-12V
【详解】
（1）根据电容定义有
（2）两板之间匀强电场
方向竖直向下
（3）C点距A板间距离为
A与C间的电势差
又,可得