10.4 电容器的电容同步作业—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

电容器的电容
一、单选题
平行板电容器的两板A、B接于电池两极，一带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器两板之间，细线与竖直方向夹角为，如图，那么：
A. 保持电键S闭合，仅将A板向B板靠近，则减小
B. 保持电键S闭合，仅将A板沿极板方向下移少许，则不变
C. 电键S断开，仅将A板靠近B板，则增大
D. 电键S断开，仅将A板远离B板，则减小
如图所示，平行板电容器两极板水平放置，经过二极管D与电源相连，电阻器并联在电源两端．此时处在电容器中的油滴P恰好静止不动．下列说法正确的是
A. 油滴带正电
B. 断开电源，则油滴向下运动
C. 仅增大两极板的距离，则油滴P仍静止不动
D. 仅在两极板间插入电介质，则电容器电荷量减小
如图所示的装置可以通过静电计指针偏转角度的变化，判断导电液体是增多还是减少。图中芯柱、导电液体、绝缘管组成一个电容器，电源通过电极A、电极B给电容充电，充电完毕移去电源，若。
A. 静电计指针偏角变小，导电液体增多
B. 静电计指针偏角变大，导电液体增多
C. 静电计指针偏角变小，导电液体不变
D. 静电计指针偏角变大，导电液体不变
如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板通过A点接地，一带正电小球被固定于P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则
A. 平行板电容器的电容值将变大
B. 静电计指针张角变小
C. 带电小球的电势能将减小
D. 若先将下极板与A点之间的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电小球所受电场力不变
如图，在平行板电容器正中有一个带电微粒．S闭合时，该微粒恰好能保持静止．下列情况能实现使该带电微粒向上运动到上极板的是
A. 保持S闭合，可以通过上移极板M实现
B. 保持S闭合，可以通过上移极板N实现
C. 充电后将S断开，可以通过上移极板M实现
D. 充电后将S断开，可以通过上移极板N实现
如图所示的实验装置中，极板A与静电计外壳相连，平行板电容器的极板B与静电计相接．将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是
A. Q变小，C不变，U不变，E变小 B. Q变小，C变小，U不变，E不变
C. Q不变，C变小，U变大，E不变 D. Q不变，C变小，U变大，E变小
如图，平行板电容器两极板与电压为U的电源两极连接，板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴静止在极板间，重力加速度为g，则
A. 油滴带正电
B. 油滴带电荷量为
C. 将下极板向下缓慢移动一小段距离，油滴将立即向上运动
D. 增大极板间电压，油滴将加速下落
如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合．一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是
A. 带电液滴可能带正电
B. 增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从a到b的电流，电容器中负电荷从B经P点到A
C. 断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降
D. 断开S，减小两极板距离过程中，液滴静止不动
二、多选题
如图所示平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是
A. 将B板向上平移少许
B. 将B板向左平移少许
C. 在A、B两板间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板
D. 在A、B间平行插入厚度小于极板间距的铝板
如图所示，一电容器充电完毕后与电源断开，一带电微粒悬浮在两板间的P点并保持静止。现将接地的B板稍向下移动，下列说法正确的是
A. 平行板电容器的带电量保持不变
B. A、B两板间的电势差增大
C. 带电微粒将向下移动
D. P点的电势降低
如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，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，则下列说法正确的是
A. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则增大
B. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则不变
C. 断开S，将A板向B板靠近，则增大
D. 断开S，将A板向B板靠近，则不变
水平放置的平行板电容器与电源连接，下极板接地，带负电的液滴静止在两极板间P点，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间的电压，表示P点的电势，若电容器与电源断开，保持下极板不动，将上极板稍微向上移动，则
A. U变大，E不变，不变 B. U不变，E变小，降低
C. 液滴将向下运动 D. 液滴仍保持静止
三、计算题
一平行板电容器，板间距离为d，电容为C，接在电源电压为U的电源上，充电完成后撤去电源，求：
充电后电容器的电荷量。
若使板间距离增大为2d，则电容器的电容变为多少？板间电场强度变为多大？
氖灯图当电压增大到时“起辉”，当电压降低到时熄灭．电容为的电容器充电到电压并接人电路中锯齿形振荡器，氖灯将起辉多少次？系统释放多少热量？已知，．
答案和解析
1.【答案】B
【解答】
A.保持电键S闭合，仅将A板向B板靠近，由于电容器的端电压等于电源的电动势，故其端电压不变，而由于板间距减小，故场强增大，故电荷所受的电场力增大，故变大，A错误；
B.保持电键S闭合，仅将A板沿极板方向下移少许，由于电容器的端电压等于电源的电动势，故其端电压不变，由于场强不变，故电荷的受力不变，则不变，B正确；
电键S断开时，电容器的电荷量不变，此时仅将A板靠近或远离B板，则由其结构式及定义式可知板间的场强大小不变，故由其受力可知则不变，CD错误。
故选B。
2.【答案】C
【解答】
A.处在电容器中的油滴P恰好静止不动时，有，由于上极板带正电，故油滴带负电，选项A错误；
B.断开电源，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，电容器两端的电压不变，所以电场强度不变，油滴P不动，B错误；
C.仅增大两极板的距离，由知，电容器的电容减小，再根据可知，Q应减小，但由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，故电荷量不变，改变两极板间距离，电场强度不变，则油滴P仍静止不动，选项C正确；
D.仅在两极板间插入电介质，由知，电容器的电容增大，再根据可知，Q应增大，则电源向电容器充电，电荷量增大，选项D错误。
故选C。
3.【答案】A
【解答】给电容充电完毕移去电源说明电容器两极板电荷量不变。静电计指针偏角变小，说明电容器两板间电压减小，根据可知，电容器电容增大，因，故S增大，液面升高，导电液体增多，反之，导电液体减少，故A正确，BCD错误。
故选A。
4.【答案】D
【解答】
A.根据知，d增大，则电容减小，故A错误；
B.静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误；
C.电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为正电荷，则电势能增大，故C错误；
D.电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解答】
保持S闭合时，电容器两极板间电压保持不变，上移上极板M，板间距离d增大，根据公式知板间场强减小，带电微粒受到的电场力减小，微粒将向下加速运动，故A错误；
B.保持S闭合时，电容器两极板间电压保持不变，上移下极板N，板间距离d减小，根据公式知板间场强增大，带电微粒受到的电场力增大，带电微粒向上加速运动，故B正确；
充电后将S断开，则电容器的电荷量不变，根据公式，，，得，当d变化时，E不变，微粒不动，故CD错误。
故选B。
6.【答案】C
【解答】
当增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q不变，根据电容的决定式，分析得知电容C变小；
由电容的定义式，分析得知板间电压U变大 ；由，因Q、S、均不变，所以板间场强E不变，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】B
【解答】
A.由题，带电荷量为q的微粒静止不动，则微粒受到向上的电场力，平行板电容器板间场强方向竖直向下，则微粒带负电，故A错误；
B.由平衡条件得：得油滴带电荷量为：，故B正确；
C.将下板向下缓慢移动一小段距离，电容器两极板距离d增大，板间场强变小，油滴所受电场力变小，则油滴将向下做加速运动，故C错误；
D.增大极板间电压，电场强度将增大，油滴受到的电场力将增大，则油滴将向上做加速运动，故D错误。
故选B。
8.【答案】D
【解答】
A.带电量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，则知电场力向上，而场强向下，所以微粒带的是负电，故A错误；
B.增大电容器两极板间距离，根据电容的决定式可知电容C减小，U不变，由分析可知Q减小，电容器放电，则R中有从a流向b的电流；但是，电荷不能“通过”电容器，故B错误；
C.断开S，极板上是电量不变；减小两极板正对面积的过程中，根据电容的决定式可知电容减小，由分析可知U增大，由公式分析可知E增大，电场力大于重力，所以液滴将加速向上运动，故C错误；
D.断开S，极板上是电量不变；减小两极板两极板距离过程中，根据电容的决定式、电容的定义式，以及由公式分析可知与d无关，即E保持不变，所以液滴静止仍然不动，故D正确。
故选D。
9.【答案】AB
【解答】
A. 根据电容决定式，将B板向上平移少许，正对面积S减小，电容C减小，根据，由于充电后断开电源，电容器两极板上的电量Q不变，电容C减小，电压U增大，静电计指针张角变大，故A正确；
B. 根据电容决定式，将B板向左平移少许，正对面积S减小，电容C减小，根据，由于充电后断开电源，电容器两极板上的电量Q不变，电容C减小，电压U增大，静电计指针张角变大，故B正确；
C. 根据电容决定式，在A、B两板间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板，电容C增大，根据，由于充电后断开电源，电容器两极板上的电量Q不变，电容C增大，电压U减小，静电计指针张角减小，故C错误；
D. 根据电容决定式，在A、B间平行插入厚度小于极板间距的铝板，电容C增大，根据，由于充电后断开电源，电容器两极板上的电量Q不变，电容C增大，电压U减小，静电计指针张角减小，故D错误。
故选AB。

10.【答案】AB
【解答】
A.平行板电容器充电后与电源断开后，电容器的电量不变，故A正确；
B.由，，可知，将B极板稍向下移动，板间距离变大，电容减小，Q不变，故U增大，故B正确；
C.由可知，E不变，故电场力不变，故电荷不动，故C错误；
D.由可知，E不变，P与B板距离变大，故电势差变大，所以P点电势升高，故D错误。
故选AB。
11.【答案】AD
【解答】
保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，增大。故A正确，B错误。
断开开关S，电容器所带的电量不变，根据，得，，知d变化，E不变，电场力不变，不变，故C错误，D正确。
故选AD。
12.【答案】AD
【解答】
电容器与电源断开，则带电量Q不变，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则d变大，根据可知C变小，根据可知U变大，由与上述式子联立可得：，则E不变；因P点与下极板的距离不变，根据可知P点与下极板的电势差不变，即P点的电势不变，故A正确，B错误；
由于E不变，则液滴受的电场力不变，则液滴仍保持静止，故C错误，D正确。
故选AD。
13.【答案】解：
电容器充电后撤去电源，则此时电容器两极板间的电压等于电源的电压U，
根据电容器的电容定义式得：，
则电容器的电荷量为：；
由电容器的决定式可知，当板间距离增大为2d，则电容器的电容变为原来的一半，即：，
当电容器充电后撤去电源，则电容器所带电荷量不变，
由知，两极板间电压为：，
所以当板间距离增大为2d时，两极板间的电压增大为原来的2倍，即2U，
则板间电场强度为：。
14.【答案】解：把接入电路中，对充电，充电至时，氖灯L“起辉”，通过氖灯L瞬间放电；也会通过电阻R放电，但电阻R很大，故C通过电阻R放电的电量很小，可以忽略不计；放电至电压时，氖灯L熄灭，停止放电，此过程，氖灯起辉一次，有的电量通过氖灯；氖灯熄灭后，继续给充电，此后重复上一过程若干次，直到对充电后上的电压降到80V时，放电后的电压达不到80V，氖灯将不再起辉。
到氖灯最后一次熄灭时，最多释放的电量：
从上“接受”的电量：
k为氖灯起辉的次数
由于，得：
代人数据得：
最后一次给充电达到稳定时，两电容器两端的电压相等，两电容器并联，并联电容器的电容值为，两电容器带的总电量为：
根据能量守恒定律，系统释放的热量等于始末状态电容器储存的能量之差，即：
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