2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册 2.5科学探究：电容器 同步练习（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
同步练习（解析版）
1．下列哪个实验仪器是电容器（　　）
A．
B．C．
D．
2．如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地，以E表示两极板间的场强，θ表示静电计指针的偏角，各物理量的变化情况正确的是（　　）
A．将平行板电容器的正极板向左移动，E变小，θ变大
B．将平行板电容器的正极板向右移动，E不变，θ变大
C．将平行板电容器的正极板向上移动，E变大，θ变大
D．将平行板电容器的正极板向下移动，E变小，θ变小
3．下列说法正确的是()
A．根据电场强度的定义式，可知电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比
B．根据电容的定义式，可知电容器的电容与极板所带电荷量成正比
C．根据真空中点电荷的电场强度公式，可知电场中某点的电场强度与场源点电荷所带电荷量成正比
D．根据电势差的定义式可知电场中A、B两点间的电势差与将试探电荷从A点移动到B点电场力做的功成正比
4．如图所示的四种电学器件中，电容器是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．把被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化进而转变成电信号变化的传感器称为电容传感器。图1、图2分别是电容式位移、压力传感器的简化模型图。下列分析正确的是（　　）
A．图1所示，被测物体向左移动时，电容减小
B．图1所示，被测物体向左移动时，θ增大
C．图2所示，当F向上压膜片电极时，电容将减小
D．图2所示，当F向上压膜片电极时，极板间的电压减小
6．如图所示，有一个平行板电容器，A板带电荷量为，B板接地，在A、B两板间的电场内有一固定点P。下列说法中正确的是（　　）
A．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点电势不变
B．若B板固定，A板下移，则P点的电场强度不变，P点电势升高
C．若A板固定，B板上移，则P点的电场强度变大，P点电势降低
D．若A板固定，B板上移，则P点的电场强度不变，P点电势升高
7．如图所示，一平行板电容器与直流电源连接，一带电油滴位于极板间的P点且恰好处于平衡状态。现将电容器的极板非常缓慢地错开一些减小正对面积，其他条件不变，那么在错开的过程中（　　）
A．电容器的电容C增大
B．电容器的电荷量Q增加
C．油滴静止不动，电流计中的电流从M流向N
D．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M
8．对于某一电容器，下列说法正确的是(　　)
A．电容器所带的电荷量越多，电容越大
B．电容器两极板间的电势差越大，电容越大
C．电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍
D．电容器两极板间的电势差减小到原来的，它的电容也减小到原来的
9．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　）
A．带电油滴一直处于静止状态
B．P点的电势将升高
C．带电油滴的电势能将增大
D．极板带电量将增大
10．如图所示，平行板电容器与输出电压为E的直流电源连接，下极板接地，静电计（相当于电压表）所带电荷量很少，对电路几乎没有影响。一带负电的小球被固定于电容器中的P点。将平行板电容器上极板竖直向上移动小段距离，下列说法正确的是（　　）
A．平行板电容器的电容将变小
B．带电小球的电势能不变
C．静电计指针张角变小
D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电小球所受电场力变大
11．一平行板电容器两板间距为0.1m，当两极板间的电压为20V时，两板间电场强度的大小为（　　）
A．0.005V/m
B．2V/m
C．20V/m
D．200V/m
12．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）
A．电容器的电容减小
B．电容器两极板间电压增大
C．电容器所带电荷量增大
D．电容器两极板间电场强度不变
13．如图所示，A、B是两块平行金属极板，充电后与电源断开。A板带正电，B板带负电并与地连接，有一带电微粒悬浮在两板间P点处静止不动。现将B板上移到虚线处，则下列说法正确的是(　　)
A．带电微粒的电性为正
B．平行板电容器电容增大
C．极板间P点的电势升高
D．带电微粒的电势能增大
14．给平行板电容器充电，断开电源后A极板带正电，B极板带负电．板间一带电小球C用绝缘细线悬挂，如图，小球静止时与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的有(　　)
A．若将B极板向右平移稍许，电容器的电容将增大
B．若将B极板向下平移稍许，A、B两板间电势差将增大
C．若将B极板向上平移稍许，夹角θ将变大
D．轻轻将细线剪断，小球在平行板间的运动为斜抛运动
15．目前，电容式触摸屏的技术广泛应用于一些手机触摸屏上。一层透明的薄膜导体层夹在两层绝缘玻璃层的中间，这就形成了触摸屏。在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个较弱的交流电场。如图所示，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被绝缘玻璃层隔开，形成一个电容，在四边电极与触点间会有电流流过，而电流强弱与手指到电极的距离成比例，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。关于电容式触摸屏，下列说法正确的是（　　）
A．电容式触摸屏需要用力触摸才能产生信号
B．电容式触摸屏的两极分别是导体层和手指
C．手指与屏的接触面积越大，电容越大，准确度越高
D．如果手上带了棉线手套，就不能工作了
16．如图，电源电压为E，与极板间距为d的电容器的上下极板相连，其中A极板接地，闭合开关，位于极板正中间P点处的油滴恰好静止，已知油滴带电量为q，质量为m，则（　　）
A．油滴带负电
B．P点的电势为
C．若将A极板往下移动，则油滴打到极板时速度为
D．若断开开关S并将B极板向上移动一小段距离，则油滴将向上做匀加速直线运动
17．两块平行金属板，相距2厘米，组成一个电容器。当将它接在200伏的直流电压上时，它所带的电量是5×108库。那么，电容器的极板间的场强大小为______，电容器的电容大小为______。
18．如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置。今有一质量为m，电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间水平射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出。A、B分别为两块竖直板的中点，不计电子重力。求:
(1)电子通过B点时的速度大小；
(2)右侧平行金属板的长度；
(3)电子穿出右侧平行金属板时的速度大小和方向。
19．如图所示
A、B、C、D
为平行金属板，A、B
两板间电势差为
500V，C、D
始终和电源相接，测的其间的场强为
104V/m，一质量为
2.5×10﹣24kg，电荷量为
8×10﹣16C
的带电粒子（重力不计）由静止开始，经
A、B
加速后穿过
CD
发生偏转，最后打在荧光屏上，已知
C、D
极板长均为
4cm，荧光屏距
CD
右端的距离为
3cm，问：
(1)粒子带正电还是带负电？
(2)粒子离开
CD
金属板时的侧位移
y
是多少？
(3)粒子离开
CD金属板时的速度方向与刚进入该电场时的速度方向之间的夹角正切值是多少？
参考答案
1．B
【详解】
选项中只有B选项是电容器，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．由于平行板电容器充电后与电源断开，则电荷量Q不变，当平行板电容器的正极板向左移动，d增大，根据，可知C减小，再由，可知两板间电势差U增大，则θ变大，再由，联立可得
可知场强E与d无关，故场强E不变，故A错误；
B．当平行板电容器的正极板向右移动，d减小，根据，可知C增大，再由，可知两板间电势差U减小，则θ减小，再由，联立解得
可知场强E与d无关，故场强E不变，故B错误；
C．平行板电容器的正极板向上移动，S变小，根据，可知C减小，再由，可知两板间电势差U变大，则θ变大，再根据，可知E变大，故C正确；
D．平行板电容器的正极板向下移动，S变小，根据，可知C减小，再由，可知两板间电势差U变大，则θ变大，再根据，可知E变大，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．电场强度反映电场本身的性质，与试探电荷的电荷量无关，故A错误；
B．电容是电容器本身的性质，和极板上的电荷量及电压无关，故B错误；
C．真空中点电荷的电场强度公式是其决定式，则电场中某点的电场强度与场源点电荷所带电荷量成正比，故C正确；
D．电场中某点的电势取决于电场本身的性质，则电势差也取决于电场本身的性质，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．表示的电池，故A错误；
B．表示滑动变阻器，故B错误；
C．表示线圈，故C错误；
D．表示电容器，故D正确。
故选D
。
5．D
【详解】
AB．由电容的决定式
可知当被测物体带动电介质板向左移动时，导致两极板间电介质的εr变大，则电容C增大，由公式
可知，电荷量Q不变时，U减小，则θ减小，故A、B错误；
CD．由电容的决定式
可知当F向上压膜片电极时，导致两极板间距离d减小，则电容C增大，由公式
可知，电荷量Q不变时，U减小，故C错误、D正确。
故选D。
6．A
【详解】
AB．两板间电场强度
又
联立得
可知，P点的电场强度E不变．P点与下板的距离不变，根据公式
P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变，故A正确B错误；
CD．B板上移时，同理得知，P点的电场强度不变，根据公式
P点与下板的电势差减小，而P点的电势高于下板的电势，下板的电势为零，所以P点电势降低，故CD错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．根据电容的决定式
现将电容器的极板非常缓慢地错开一些减小正对面积，则电容减小，所以A错误；
B．根据电容的定义公式
平行板电容器与直流电源连接，两极板的电势差保持不变，电容减小，则电容器的电荷量Q减小，所以B错误；
CD．电容器的电荷量Q减小，电容器处于放电过程，则电流计中的电流从M流向N，根据
由于两极板的电势差不变，两极板间距离也不变，则两板间的场强也不变，所以油滴的受力也不变，则油滴静止不动，所以C正确；D错误；
故选C。
8．C
【详解】
AB．电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关．故AB错误；
C．根据公式：Q=CU可得，当电容器带电量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍．故C正确；
D．电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，两极板间的电势差减小为原来的，电容器的电容不会发生变化．故D错误．
故选C．
9．C
【详解】
A．开始时带电油滴所受电场力与重力平衡，将上极板竖直向上移动一小段距离后，极板间距离d增大，而极板间电势差U不变，根据
可知极板间电场强度E减小，所以油滴所受电场力减小，则合外力将变为竖直向下，即油滴将竖直向下做匀加速运动，故A错误；
B．设P点到下极板的距离为h，则P点电势为
由于下极板始终接地，则其电势不变，又因为E减小，h不变，所以降低，故B错误；
C．带电油滴所受电场力竖直向上，所以带负电，将上极板竖直向上移动一小段距离后，油滴将向下运动，电场力对油滴做负功，油滴电势能将增大，故C正确；
D．平行板电容器的决定式为
由于d增大，所以C减小。根据
可知极板带电量将减小，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．将平行板电容器上极板竖直向上移动小段距离，根据
可知，电容减小，A正确；
B．根据可知，电容器间电场强度减小，所以P点与下极板电势差减小，则P点电势降低，由于小球带负电，所以小球的电势能增大。B错误；
C．因为电容器电压不变，所以静电计指针张角不变。C错误；
D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则电容器带电量不变，根据
可知，电场强度不变，则电场力不变。D错误。
故选A。
11．D
【详解】
平行板电容器间为匀强电场，场强大小为
故选D。
12．C
【详解】
A．根据电容公式
将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，d减小，电容增大。A错误；
B．电容与电源相连，电压不变。B错误；
C．根据电容公式得
电量增多，C正确；
D．根据公式
可知，场强增大。D错误。
故选C。
13．BD
【详解】
A．带电微粒悬浮在两板间静止不动，受到的电场力向上，带电微粒带负电，故A错误；
B．根据电容的决定式可知，板间距离减小，则电容增大，故B正确；
C．由决定式及电容的定义式和板间场强公式、结合得到
则E不变，P点与下极板间的距离减小，由U=Ed可知，P与下极板间的电势差减小，而P点的电势比下极板的电势高，所以P点电势变小，故C错误；
D．根据，带电微粒带负电，电势变小，所以带电微粒的电势能变大，故D正确。
故选BD。
14．BC
【详解】
A．若将B极板向右平移稍许，d增大，根据，得知电容器的电容将减小．故A错误．
B．若将B极板向下平移稍许，正对面积S减小，根据，得知电容将减小．电容器的电量Q不变，由U=Q/C，分析得知板间电势差增大，故B正确．
C．若将B板向上平移稍许，正对面积S减小，根据，得知电容将减小．电容器的电量Q不变，由U=Q/C，分析得知板间电势差增大，根据E=U/d，得知E增大，小球所受的电场力增大，θ将变大．故C正确．
D．轻轻将细线剪断，小球将沿重力与电场力的合力方向做初速度为零的匀加速直线运动．故D错误．
故选BC.
点睛：本题要抓住条件：电容器带电量Q一定的基础上，根据E=U/d，U=Q/C，结合进行分析．
15．BD
【详解】
AB．由题意可知，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被绝缘玻璃层隔开，形成一个电容，故不需要用力就可以形成一个电容，选项A错误，B正确；
C．如果手指与触摸屏的接触面积较大，则触摸点的位置就不容易确定，选项C错误；
D．如果手上带了棉线手套，手指就不能与导体层形成电容，所以就不能工作了，选项D正确。
故选BD。
16．AC
【详解】
A．油滴静止，所受电场力竖直向上，所以带负电，故A正确；
B．由于
则
故B错误；
C．开始时油滴静止，则
若将A极板往下移动，油滴将向上运动，由动能定理得
则
故C正确；
D．若断开开关S并将B极板向上移动一小段距离，Q不变，根据
，，
可得
即极板间场强不变，油滴仍然静止，故D错误。
故选AC。
17．10000V/m
2.5×106F
【详解】
[1]根据电场强度与电势差的关系得
[2]根据电容的定义式得
18．(1)；(2)；(3)大小为，方向与水平夹角为，
【详解】
(1)电子通过B点时的速度大小为vB，则由动能定理得
解得
(2)右侧平行金属板的长度为L，由题意得
①
②
③
联立①②③式，解得
(3)电子穿出右侧平行金属板时与vB成θ角，则
而合速度满足
整理得
即电子穿出右侧平行金属板时的速度大小为，速度方向与水平方向的夹角为。
19．(1)正电；(2)0.8cm；(3)0.4
【详解】
(1)带电粒子向负极板偏转，所以带电粒子带正电。
(2)带电粒子加速后，有
解得
在偏转电场，粒子做类平抛运动，有
，，
解得
(3)粒子离开偏转电场时竖直分速度为
粒子离开
CD金属板时的速度方向与刚进入该电场时的速度方向之间的夹角正切值是
解得