1.8电容器 电容 课时作业（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.8电容器电容 课时作业（解析版）
1．对给定的电容器充电时，电量Q、电压U，电容C之间的相互关系如图所示，其中错误的是(　　)
A． B．
C． D．
2．下列物理研究的过程和方法和典故“曹冲称象”的称重方法类似的是
A．“电场强度”的定义方法
B．对“合力与分力”的定义方法
C．卡文迪许通过“卡文迪许扭称”测出万有引力常量
D．实验探究平行板电容器电容的决定因素
3．如图，电源A的电压为6V，电源B的电压为8V，当电键K从A转B时，通过电流计的电量为1.4×10-5C；则电容器的电容为（　　）
A．2×10-5F B．1.5×10-6F C．6×10-6F D．1×10-6F
4．一平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调节，保持电容器两极板与电源两极相连接．以Q表示电容器的电量，E表示两极板间的电场强度，则（ ）
A．当d增大、S不变时，Q减小 B．当d不变、S增大时，Q不变
C．当S不变、d减小时，E减小 D．当S减小、d减小时，E不变
5．下列说法错误的是 （ ）
A．在同一电场中电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大
B．同一个电荷可能在电势越高的地方电势能越小
C．电场中某点的电场强度、电势高低与放入的试探电荷有关
D．电容器的电容表示其储存电荷的能力
6．如图所示的实验装置中，极板B接地，平行板电容器的A极板与一个灵敏的静电计相接，将B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、静电计指针张角θ的变化情况正确的是（　　）
A．Q不变，C变小，U变大，E不变，θ变大
B．Q变小，C变小，U不变，E不变，θ不变
C．Q不变，C变小，U变大，E变小，θ变大
D．Q变小，C不变，U不变，E变小，θ不变
7．如图所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，右极板与静电计的金属球相连，左极板和静电计的外壳均接地．在两板相距为d、正对面积为S时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度θ．在下列操作中，静电计指针张开的角度θ一定变大的是
A．只减小d
B．只减小S
C．同时减小d和S
D．在两金属板间插入玻璃板
8．如图所示电路，合上开关S后，电源对电容器C充电，对于充电过程，下列关于电容器的带电量Q与充电流i关系的四个图象，正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．如图所示，一水平放置的平行板电容器带上一定电荷量后，将下极板B接地，一带负电油滴静止于两极板间的P点．现将平行板电容器的上极板A竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是
A．P点的电势将增大，带电油滴将向上运动
B．P点的电势将增大，带电油滴将向下运动
C．P点的电势不变，带电油滴仍然静止
D．P点的电势不变，带电油滴将向上运动
10．一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地．两板间有一个负试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，Ep表示负电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x0的关系图象中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．如图，在一个与电源相连接的空气平行板电容器两极板间插入电介质，与插入电介质前相比，下列说法中错误的是
A．电容器的电容变大，两极板所带电荷量增加
B．电容器两极板间的电压增大，两极板所带电荷量增加
C．电容器两极板间电压不变，两极板所带电荷量增加
D．电容器的电容变大，两极板间电压不变
12．平行板电容器两极板之间的距离为d、电压为U、电场强度大小为E，两极板所带的电荷量为Q．下列说法正确的是（ ）
A．保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半
B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍
C．保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半
D．将d和Q变为原来的一半，则E不变
13．如图，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，则(　 　)
A．带电油滴将沿竖直方向向下运动
B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减少
D．极板带电荷量将减小
14．如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点．将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是
A．电容器的电容减小
B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流
C．A、B两板间的电场强度增大
D．P点电势降低
15．如图，两块相对的平行金属板AB与电源相连，AB间的电场为匀强电场，电源负极接地.a处有一点电荷处于静止．K是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力．现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（ ）
A．φa变小 B．φa变大 C．F不变 D．F变小
16．如图所示平行板电容器，电容为C，A板带正电电量为Q，B板接地，板间距离为d ，板间中央有一质量为m的油滴处于静止状态．
求：（1）A、B两板间的电势差？
（2）油滴带的电量？
（3）油滴的电势能？
17．你用过触摸屏吗 触摸屏由于坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等诸多优点得到大众的认同,在手机、电脑等消费电子产品中日益普及.目前技术比较成熟的触摸屏分为电阻式、电容式、红外式和声波控制触摸屏等,如图所示,电容式触摸屏的基本原理是什么呢
参考答案
1．A
【详解】
ABD.对给定的电容器，电容C是一个定值，与外界条件无关，A错误BD正确
C.根据电容定义式：，所以，所以Q-U图为过原点的直线，C正确
2．B
【详解】
建立“电场强度”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，故A错误；建立“合力和分力”的概念，采用的是等效替代的方法，故B正确；卡文迪许通过“卡文迪许扭称”测出万有引力常量采用的是微小变化放大法；故C错误；实验探究平行板电容器电容的决定因素的方法系采用了控制变量的方法；故D错误；故选B
点睛：本题考查了等效替代法、理想模型法、极值法等思想方法，是物理学的精髓所在，要注意在学习中体会相应的分析问题的方法．
3．D
【详解】
开关S打在A时，稳定时电容器的电压为U1=6V，电量为
开关S打在B时，稳定时电容器的电压为U2=8V，电量为
由图可知通过电流计的电荷量为
解得
故选D。
4．A
【详解】
试题分析：由于电容器的两极板与电池相连，故电容器两极板之间的电压U保持不变．根据电容决定式，由于S保持不变，d增大，故电容C减小，根据Q=CU可知电量Q减小；故A正确；由于d保持不变，S增大，故电容C增大，根据Q=CU可知电量Q增大；故B错误；由于S不变，d减小，故电容C增大，根据Q=CU，得场强，则电场强度不变；故C错误;由于S减小，d减小，根据Q=CU，得场强，则电场强度增大；故D错误；故选A.
考点：电容器；电场强度.
【名师点睛】电容器动态分析类的题目一定要注意是孤立的电容器（电量保持不变）还是与电池相连的电容器（电压保持不变）；一定要根据场强的决定式判断E的变化，要根据电容的决定式判断C的变化，从而根据电容的定义式Q=CU判断Q的变化情况.
5．C
【详解】
在同一电场中电场线越密的地方电场强度越大，则同一电荷所受电场力越大，选项A正确； 同一个电荷若带负电，则在电势越高的地方电势能越小，选项B正确；电场中某点的电场强度、电势高低与放入的试探电荷无关，选项C错误；电容器的电容表示其储存电荷的能力，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C.
6．A
【详解】
平行板电容器与静电计并联，电容器所带电量Q不变．增大电容器两极板间的距离d时，由 知，电容C变小，Q不变，根据 知，U变大，θ增大．而 ，联立得 ，Q、k、 、S均不变，则E不变．故A正确．
故选A.
点睛：对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量．当电容器保持与电源相连时，电压不变．当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变，改变板间距离时电场强度也不变．
7．B
【详解】
试题分析：两极板间的电荷量恒定，根据公式可得只减小d，电容增大，根据可得U减小，即减小，A错误；只减小S，根据可知电容减小，根据可知U增大，故增大，B正确；同时减小d和S，电容的变化无法判断，所以不一定增大，C错误；在两金属板间插入玻璃板，根据公式可知电容增大，根据可得U减小，即减小，D错误；
考点：考查了电容的动态变化
8．B
【详解】
试题分析：根据电容器充电时的电量与电流的关系可知电量与电流的关系，从而确定出Q﹣i图象．
解：电流I=，充电时电容器上得到的电量的变化量与流过导体的电荷量相等，故Q与i成正比；但是当电流为零时，极板上的电量保持最大；故只有B正确；
故选B．
【点评】本题考查电容器的电量与电流的关系，注意明确是极板上的增加的电量等于通过电路中的电量，从而得出电量与电流的关系．
9．C
【详解】
两极板间的电荷量恒定，、、可得，即两极板间的电场强度，与两极板间的距离无关，电场强度不变，所以油滴受力不变，仍处于静止状态，因为P到下极板的距离不变，而B极板电势恒为零，根据可得P点的电势不变，故C正确；
【点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变
10．D
【详解】
试题分析：当负极板右移时，d减小，由可知，C与x图象不能为一次函数图象，故A错误；由可知，，则，故E与d无关，故B错误；因正极板接地，设P点原来距正极板为l，则P点的电势φ=El，不变；故C错误；电势能E=φq=Eqx，为水平线，故D正确；
故选D.
考点：电容器；电场强度.
【名师点睛】本题考查电容器的动态分析；首先要知道这里涉及到的三个基本公式、和；由于结合了图象内容，对学生的要求更高了一步，要求能根据公式得出正确的表达式，再由数学规律进行分析求解．
11．B
【详解】
在空气平行板电容器两极板间插入电介质,根据电容的决定式 分析得知,电容C增大,平行板与电源相连，所以板间电压U一定,由电容的定义式得到,两极板所带电荷量Q增加，ACD正确；B错误；本题选不正确的，故选B
12．A
【详解】
A、保持U不变，将d变为原来的两倍，根据公式 可知，E变为原来的一半．故A正确．
B、保持E不变，将d变为原来的一半，由U=Ed可知，U变为原来的一半．故B错误．
C、保持d不变，根据电容的决定式 可知，电容C不变，将Q变为原来的两倍，由公式分析可知，U变为原来的两倍．故C错误．
D、根据电容的决定式 可知，，由分析知，；则可知，E与两板间的距离无关，与Q成正比，则将d和Q变为原来的一半，则E减半．故D错误．
综上所述本题答案是：A
【分析】保持U不变，根据公式分析E与d的关系；保持E不变，U与d正比；保持d不变，C不变，根据分析Q与U的关系
13．ABD
【详解】
现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，导致极板间距d增大，因电压U不变，依据E=U/d，可知，场强E减小，油滴所受的向上的电场力减小，则带电油滴将沿竖直方向向下运动，选项A正确；而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B正确．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故C错误．因间距增大，则电容器的电容减小，根据Q=UC，由于电势差不变，故带电量减小，故D正确；故选ABD．
点睛：本题运用E=U/d分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．
14．ABD
【详解】
根据，当A板向上平移一小段距离，间距d增大，其它条件不变，则导致电容变小，故A正确；在A板上移过程中，导致电容减小，由于极板电压不变，那么电量减小，因此电容器处于放电状态，电阻R中有向上的电流，故B正确；根据E=U/d，U一定，d变大，则E减小，故C错误；因场强变小，导致P点与B板的电势差减小，因B板接地，电势为零，即P点电势降低，故D正确；故选ABD．
【点睛】
做好电容器的题目要把电容的定义式C=Q/U、决定式和场强的推导式结合应用，掌握电场强度的推导式，注意B极接地，电势为零．
15．BD
【详解】
C、D、因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E减小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故C错误，D正确；A、B、则上板与a间的电势差减小，而总电势差不变，故a与B间的电势差增大，而B接地，故a点的电势增大，故A错误，B正确；故选BD．
【点睛】电容器的动态分析中首先应注意是否与电源相连，再根据电容的变化进行判断；对于本题应注意因下极间接地，故aB间的电势差大小即为a点的电势；因aB间的距离发生变化，不能直接由U=Ed进行判断，我们是先求得Aa间的电势差再求aB的间电势差．
16．（1）（2）（3）
【详解】
（1）根据电容的定义式：
可得A、B两板间的电势差为：
（2）油滴静止 ，根据平衡条件有 板间的场强为：
联立以上可得：
（3）由于电场力方向向上，而电场强度方向向下，因此此微粒带负电；
而两板之间为匀强电场
油滴所在位置的电势为：
油滴的电势能为：
17．见解析；
【详解】
电容式触摸屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，它是利用人体的电流进行工作的；当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成一个电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置.