1.8电容器 电容 同步练习（Word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.8电容器电容 同步练习（解析版）
1．如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，电容器间有一点a，到上极板A距离恒定， S是闭合的，φ表示a点的电势， E表示电场强度，现保持A板不动，将B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（ ）
A．φ升高， E变大
B．φ升高， E变小
C．φ不变， E不变
D．φ不变， E变小
2．如图所示为某一物理量y随另一物理量x变化的函数图象，关于该图象与横轴所围面积（阴影部分）的物理意义，下列说法中正确的是（ ）
A．若图象表示质点的加速度随时间的变化关系，则面积等于质点在对应时间内的位移
B．若图象表示力随位置的变化关系，则面积等于该力在对应位移内做的功
C．若图象表示电势随位置的变化关系，则面积等于电场在x=x0处的电场强度
D．若图象表示电容器充电电流随时间的变化关系，则面积等于对应时间内电容器储存的电能
3．如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（　　）
A．使A、B两板靠近一些
B．使A、B两板正对面积减小一些
C．断开S后，使B板向右平移一些
D．断开S后，使A、B正对面积增大一些
4．下列关于电容的说法不正确的是（　　）
A．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量
B．电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多
C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D．由公式知，若电容器两极板间电压为10 V，极板带电荷量为2×10-5 C，则电容器电容大小为2×10-6 F
5．对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图是一个电解电容器，由标注的参数可知（　　）
A．电容器的击穿电压为450 V
B．当电容器的电压低于450 V时，电容器无法工作
C．给电容器加90 V电压时，电容器的电容为200 μF
D．电容器允许容纳的最大电荷量为0.45 C
7．如图甲所示，有两个不带电且相互接触的金属导体和，向左靠近带正电的带电体，、、均放在绝缘支座上。乙图是不带电的平行板电容器，电容器的下极板接地，为上极板接线柱。移动绝缘支座分开、，则（　　）
A．分开前，左端的电势高于右端的电势
B．分开后，带正电，带负电
C．分开后，将与接触，下极板的电势降低
D．分开后，将与接触，上极板的电势降低
8．天上的一片雷云聚集了大量的负电荷，电荷量为Q。假设这片云与大地构成了一个大电容器，并且该大电容器可以视为平行板电容器，电容为C，下列说法正确的是（　　）
A．这片云与大地之间的电压为
B．雷云与大地之间的电场线由雷云指向地面
C．若这片云与大地之问的距离减小，则C减小
D．若这片云与大地之间的距离减小，则这片云与大地之间的电压增大
9．如图所示，平行板电容器经开关与电池连接，处有一电荷量非常小的点电荷，是闭合的，表示点的电势，表示点电荷受到的电场力。现将电容器的板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（　　）
A．变大，变大 B．变大，变小
C．不变，不变 D．不变，变小
10．下列说法正确的是（ ）
A．电场强度为零处，电势也一定为零
B．在一个以点电荷为中心，半径为的球面上，各点电场强度相同
C．由可知，若电容器两极板间的电压改变，则电容器的电容一定改变
D．同一电场中等差等势面较密处的电场强度也一定较大
11．在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接，若极板A向上移动，则以下说法正确的是（　　）
A．极板上的电压几乎不变，电容值C变大
B．极板上的电压几乎不变，电容值C不变
C．极板上的电量几乎不变，电容值C变大
D．极板上的电量几乎不变，电容值C变小
12．概念是物理学内容的基础和重要组成部分，以下有关物理概念的描述正确的是（）
A．比值定义法是物理概念中常用的一种定义新物理量的方法，即用两个已知物理量的比值表示一个新的物理量，如电容的定义，表示C与Q成正比，与U成反比，这就是比值定义的特点
B．空气阻力和浮力的影响不能忽略时，斜向上抛出一物体，则物体在空中的运动是一种匀变速运动
C．静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体不可能受到静摩擦力
D．圆周运动是一种加速度不断变化的运动，其向心力不一定就是物体受到合外力
13．如图所示，平行板电容器与电源连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的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．P点的电势将降低
B．带点油滴将沿竖直方向向上运动
C．上极板在向上移动的过程中，流过R的电流由a到b
D．带点油滴在P处的电势能将减少
14．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．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B．p点的电势将降低
C．带电油滴运动时电势能将增加
D．电容器的电容减小，极板所带电荷量减小
15．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10－8 C，A极板接地．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）若在距B板2 cm的M点放一电子，求其电势能．（电子的电荷量e＝－1.6×10－19 C）
参考答案
1．B
【详解】
由于开关S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压UAB保持不变．随B极板下移，两极板之间的距离增大，根据E＝，可知两极板之间的电场强度E减小；由于UAa=EhAa，由于电场强度E减小，故UAa减小，由于UAB=UAa+UaB，所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0，即φB=0，又UaB=Ua-UB，所以φ=UaB升高；故选B.
2．B
【详解】
若图象表示质点的加速度随时间的变化关系，因 ,则面积等于质点在对应时间内的速度的变化量,选项A错误； 若图象表示力随位置的变化关系，则根据W=Fx可知，面积等于该力在对应位移内做的功，选项B正确；若图象表示电势随位置的变化，根据 知，图线的斜率表示电场强度，选项C错误； 若图象表示电容器充电电流随时间的变化关系，则根据 ,则面积等于对应时间内电容器释放的电量，选项D错误；故选B.
3．C
【详解】
AB．开关S闭合，电容器两端的电势差不变，等于电源的电动势，则指针的张角不变，AB错误；
C．断开S，电容器所带的电量不变，B板向右平移拉开些，由
可知电容减小，根据知，电势差增大，则指针张角增大．C正确；
D．断开S，电容器所带的电量不变，A、B的正对面积增大一些，电容增大，根据知，电势差减小，则指针张角减小，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．电容反映电容器容纳电荷本领的大小，故A正确；
B．电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与是否带电无关，故B错误；
C．由
知，电容在数值上等于使两极板间电势差为1 V时，电容器需要带的电荷量，故C正确；
D．电压为10 V，电荷量为2×10-5 C时，电容
故D正确。
本题选不正确的，故选B。
5．B
【详解】
ACD．对于给定的电容器，据电容器电容的决定式知，电容器的电容不变，则ACD三项错误；
B．对于给定的电容器，电容器的电容不变，据电容的定义式知，
由于电容不变，因此电量Q和电压U成正比，故B正确。
6．D
【详解】
AB．由标注的参数值可知，450 V指的是工作的额定电压，不是击穿电压，低于450 V的时候，电容器也可以工作，故AB错误；
C．电容器的电容值由其内部构造所决定，与其工作电压无关，故C错误；
D．由
可得
故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．分开前，由于A、B相接触放在C附近，处于静电平衡状态的导体是等势体，所以A和B的电势相等。故A错误；
B．因带电体C带的正电，在静电感应作用.下，金属导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，因此在分开后，A带负电，B带正电。故B错误；
C．分开后，将B与P接触，在接触带电下，上极板带正电，但是下极板电势仍为零不变，故C错误；
D．分开后，将A与P接触，在接触带电下，上极板带负电，因此其电势降低，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．根据
这片云与大地之间的电压为；故A正确；
B．雷云与大地之间的电场线由地面指向雷云，故B错误；
C．根据
若这片云与大地之问的距离减小，则C增大，故C错误；
D．若这片云与大地之间的距离减小，则这片云与大地之间的电压减小，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
由于开关S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压UAB保持不变。随B极板下移两极板之间的距离增大，根据
E=
可知两极板之间的电场强度E减小，由于
所以增大，依题意B板电势为零，根据
所以增大。点电荷在a点所受的电场力
F=qE
由于E减小，所以电场力F减小。
故选B。
10．D
【详解】
A、电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故A错误；
B、在一个以点电荷Q为中心，半径为r的球面上，各点电场强度大小相等，但方向不同，故电场强度不相同，故B错误；
C、电容的定义公式中，电容是由电容器本身决定的，与电容器两极板间的电压无关；故C错误；
D、同一电场中等差等势面较密处的电场线也一定密，故电场强度也一定较大，故D正确；
故选D．
【点睛】本题综合考查了电势、电场强度、电容、等势面和电场线等概念，关键是明确各个概念的定义公式．
11．D
【详解】
极板A向上移动，由于两极板没有直接相连，极板上的电荷几乎不变；根据可知，极板A向上移动，正对面积减小，则电容值变小；根据可知，电量不变，电容值减小，则电压增大，故ABC错误，D正确。
故选D。
12．D
【详解】
试题分析：A、采用的是比值定义法，C是由电容器本身的性质决定的，故电量Q及电压U无关；这是比值定义法的共性，选项A错误；B、空气阻力和浮力不能忽略时，阻力随着物体速度的变化而变化，物体在空中运动时的合外力在变化，不是匀变速运动，选项B错误；C、静止的物体可能受到静摩擦力也可能受到滑动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力也可能受到滑动摩擦力，选项C错误；D、匀速圆周运动的向心力一定是物体受到的合外力，但是非匀速圆周运动，向心力是其合外力的一个分力，选项D正确．综上本题选D．
考点：考查静摩擦力和最大静摩擦力；物理学史；匀速圆周运动；电容．．
【名师点睛】本题考查摩擦力、比值定义法及向心力等内容，要注意摩擦力的相对性，明确运动的物体可以受静摩擦力；静止的物体也可以受滑动摩擦力．
13．AC
【详解】
AB．与电源相连，两极板间的电压恒定，将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，而P点与下极板间的距离不变，则由公式分析可知，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A正确，B错误；
C．根据，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，处于放电状态，流过R的电流由a到b，故C正确；
D．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D错误。
故选AC。
14．BCD
【详解】
试题分析：将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，电容器两板间电压不变，根据E=分析板间场强的变化，判断电场力变化，确定油滴运动情况．由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化，即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化．
解：A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误．
B、场强E减小，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．
C、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正确．
D、根据Q=Uc，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D正确；
故选BCD．
【点评】本题运用E=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．
15．（1）2×10-9 F；（2）1×103 V/m　方向竖直向下；（3）1.6×10-18J
【详解】
（1）依电容定义，有电容．
（2）两板之间为匀强电场，电场强度
方向竖直向下．
（3）C点距A板间距离为 dAC=d-dBC=3cm-2cm=1 cm=0.01m
A与C间电势差 UAC=EdAC=1×103×0.01 V=10V
又UAC=φA-φC，φA=0可得φC=-10 V．
则EP=qφC=-1.6×10-19×（-10）=1.6×10-18J．
【点睛】
本题关键要掌握电容的定义式，知道匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed，要知道求电势往往先求电势差，再求电势．同时在求解电势能和电场力做功时要注意各物理量的符号不能忽略．