1.8电容器 电容 课后作业（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.8电容器电容 课后作业（解析版）
1．平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油滴在极板间静止如图，若将板间的距离增大 些，由油滴的运动将（ ）
A．向上运动 B．向下运动 C．向左运动 D．向右运动
2．如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连,在距离两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态．若将b板向上平移一小段距离,但仍在M点下方,稳定后,下列说法中正确的是()
A．液滴将加速向下运动
B．M点电势升高
C．带电液滴在M点的电势能增大
D．在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功不相同
3．超级电容器又叫双电层电容器,是一种新型储能装置,它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源．它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点．如图为一款超级电容器,其标有“2.7 V　3 000 F”,则可知
A．该电容器在2.7 V电压下才能正常工作
B．该电容器最大容纳电荷量为8 100 C
C．所储存电荷量是手机锂电池“4.2 V,1 000 mAh”的3倍
D．该超级电容充电时把电能转化为化学能
4．平行板电容器的电容为C，电荷量为Q，极板间的距离为d，在两极间的中点放一电荷量很小的点电荷q，它所受的电场力大小等于（ ）
A． B． C． D．
5．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)和灵敏电流计连接，电容器下极板接地．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上运动
B．P点的电势将降低
C．带电油滴在P点的电势能将减小
D．此过程中灵敏电流计中的电流方向是由b流向a
6．下列电容器相关知识描述正确的是( )
A．图甲为电容器充电示意图，充完电后电容器上极板带正电，两极板间的电压 U 等于电源的电动势 E．
B．图乙为电容器放电示意图，放电过程中电流大小保持不变
C．图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，两种电容使用时都严格区分正负极
D．图戊中的电容器上有“5.5V 1.0F”字样，说明该电容器只有两端加上 5.5V 的电压时电容才为1.0F
7．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下述正确的是（ ）
A．电容器带电量会增多
B．电容器极板间的电场强度会增大
C．P点的电势将降低
D．带点油滴的电势能将减少
8．如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将B极板匀速向下移动到虚线位置，其他条件不变．则在B极板移动的过程中（ ）
A．油滴将向下做匀加速运动
B．电流计中电流由b流向a
C．油滴运动的加速度逐渐变小
D．极板带的电荷量减少
9．如图所示，P、Q为平行板电容器，两极板竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球．将该电容器与电源连接，闭合电键后，悬线与竖直方向夹角为α．则()
A．保持电键闭合，缩小P、Q两板间的距离，角度α会减小
B．保持电键闭合，加大P、Q两板间的距离，角度α会增大
C．将电键再断开，加大P、Q两板间的距离，角度α会增大
D．将电键再断开，缩小P、Q两板间的距离，角度α不变化
10．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
11．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
12．2016年8月23日，第七届中国国际超级电容器产业展览会在上海举行，作为中国最大超级电容器展，众多行业龙头踊跃参与.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，一带电油滴位于容器中的点且恰好处于平衡状态，在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中
A．电容器的电容C增大
B．电容器所带的电荷量Q减小
C．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M
D．油滴静止不动，电流计中的电流从M流向N
13．关于平行板电容器C，两极间电压U、两板间电场强度E和带电量Q，下列说法正确的是（ ）
A．给电容器充电后保持与电源连接，只将电容器两极的正对面积减小，则C增大，E不变，U不变；
B．给电容器充电后保持与电源连接，只将两板间距离减小则E增大，C增大Q也增大；
C．给电容器充电后与电源断开，只减小两板间正对面积，则Q不变，U增大，E增大；
D．给电容器充电后与电源断开，只增大两板间距离，则E不变，C不变，U增大；
14．如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以表示两板间的电场强度,表示点电荷在P点的电势能,表示静电计的偏角,表示两极板间电压，若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A．减小,不变
B．增大,增大
C．减小,不变
D．增大,不变
15．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的点且处于静止状态，现将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上运动
B．点电势将降低
C．电容器的电容减小，极板带电荷量减小
D．带电油滴的电势能保持不变
16．一个平行板电容器，电容为200 pF，充电后两板间电压为100V，电容器带多少电荷量？断开电源后，将两板距离减半，两板间电压为多少？
17．某平行板电容器，当其所带电荷量增加ΔQ=2.0×10﹣9C时，两极板间电压增加了△U=5V。求：
（1）该电容器的电容是多少？
（2）当电容器两极板间电压为50V时，其所带电荷量为多少？
参考答案
1．B
【详解】
试题分析：平行板电容器两极板间电压恒定，若将板间的距离增大，根据分析得知板间场强减小，由F=qE得知油滴所受的电场力减小，油滴将向下运动.故B正确；故选B.
考点：电容器的动态分析；牛顿第二定律.
【名师点睛】本题是电容器动态分析问题，关键掌握电场强度与电势差的关系公式，并能正确运用；开始时油滴受力平衡，通过分析电场力的变化来判断油滴的运动情况；此题是基础题.
2．C
【详解】
电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将b板向上平移一小段距离，根据 分析得知板间电场强度增大，液滴所受的电场力增大，液滴将加速向上运动．故A错误．由U=Ed知，M与a间的电场差增大，a点的电势为零，M点的电势小于零，则知M点的电势降低．故B错误．由于液滴带负电，则带电液滴在M点的电势能增大．故C正确．在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，两板间的电势差不变，根据电场力做功公式W=qU知，电场力做功相同．故D错误．故选C．
点睛：由于金属板与电源始终相连，即使改变两板间距，两板的电压仍不变，所以电场力做功也相同．同时考查了电势能与电荷的电量及电势有关，且注意电荷的极性与电势的正负．
3．B
【详解】
A、电容器的额定电压为2.7 V，说明工作电压要不超过2.7 V，可以小于2.7 V，故A错误；
BC、该电容器最大容纳电荷量，手机锂电池“4.2 V，1 000 mAh”的电荷量，故，故B正确，C错误；
D、由于是电容器，故该超级电容充电时把电能存储在电容器中，没有转化为化学能，故D错误；
故选B．
【点睛】
电容器的额定电压是正常工作时允许的最大电压，实际电压可以低于额定电压；电容器与电源的电容量q=It，电容器是储存电能的工具．
4．D
【详解】
平行板电容器极板间存在匀强电场，根据
联立可得
再根据公式可得
故选D。
5．B
【详解】
试题分析：电容器和两极板相连，即两极板间的电势差恒定不变，当将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则两极板间的距离增大，根据公式可得两极板间的电场强度减小，所以电场力减小，故油滴将向下运动，A错误；由于电场强度减小，而P到下极板间的距离不变，所以根据公式可得P点到下极板间的电势差减小，而下极板电势为零，恒定不变，所以P点的电势减小，B正确；因为油滴带负电，所以根据公式可得带电油滴在P点的电势能将增大，C错误；根据公式可得电容减小，根据公式可得电容的电荷量减小，故电容器放电，电流由a到b，故D错误；
考点：考查了电容器的动态变化
【名师点睛】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
6．A
【详解】
图甲为电容器充电过程，充完电后电容器上极板与电源的正极相连，同时两极板间的电压 U 等于电源的电 动势 E，故A正确；图乙为电容器放电过程，若电容器上极板带电量为+Q，则放电过程中通过安培表的电流方向从右向左，且流过的总电量为 Q，故B错误；图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，前者电容器使用时严格区分正负极，后者没有，故C错误；图戊中的电容器上有“5.5V1.0F”字样，说明该电容器两端电压最大值为 5.5V，而电容与电容器的电压，及电量均无关，总是为1.0F，故D错误；故选A．
点睛：考查电容器的充电与放电过程，掌握电容器带电量与极板带电量的关系，理解电容的含义，与极板电量，及两端电压无关，同时区别电解电容器与可变电容器的不同．
7．C
【详解】
A．根据电容的定义式和决定式
可知电容器与电源保持相连，即U不变，当上极板竖直向上移动一小段距离，C减小，则Q也减小，故A错误；
B．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，故B错误；
C．板间场强E减小，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C。
8．D
【详解】
AC．将B极板匀速向下运动时，两极板的距离增大，由于电势差U不变，则根据
可知，极板间的电场强度减小，油滴所受的电场力减小，电场力小于重力，油滴所受合力向下，油滴向下加速运动，加速度为
由于q、U、m不变，d逐渐增大，则加速a逐渐增大，油滴向下做加速度增大的加速运动，AC错误；
BD．电容器板间距离增大，则电容器的电容C减小，而板间电压U不变，则由
可知，电容器所带电荷量Q减小，电容器放电，上极板带正电，则知电流计中电流由a流向b，B错误，D正确。
故选D。
考点：电容器
9．D
【详解】
试题分析：保持电键S闭合时，电容器板间电压不变，缩小P、Q两板间的距离，由分析得知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则α增大．相反，加大P、Q两板间的距离时，α会减小．故AB错误．电键S断开，电容器的带电量不变，根据公式，U=Ed、，则得，即电场强度与极板间距无关，故板间场强不变，小球所受电场力不变，则α不变，故C错误，D正确．
故选D．
考点：电容器的电容；电场强度.
10．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．
11．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。
12．B
【详解】
A、将两板缓慢地错开一些,两板正对面积减小,根据电容的决定式得知，电容减小，故A错误；
B、根据Q=CU，由于电容器电容减小，因两板间电压U不变，那么极板的电荷量会减小，故B正确；
C、将平行板电容器的两极非常缓慢地水平错开一些,由于电容器两板间电压不变,根据E=U/d，得知板间场强不变，油滴所受的电场力不变，则油滴将静止不动；再由C=Q/U知，电容器带电荷量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有N→M的电流．故C错误，D错误．
故选B．
【名师点睛】
带电油滴原来处于静止状态，电场力与重力平衡，将两板缓慢地错开一些后，分析板间场强有无变化，判断油滴是否仍保持静止；根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析电荷量的变化，确定电路中电流的方向．
13．BC
【详解】
电容器充电后保持与电源连接则电压不变；减小正对面积时，由可知，电容器的电容减小；由可知，E不变；故A错误；电容器充电后保持与电源连接则电压不变；减小两板间的距离，则由决定式可知，电容器的电容增大；E增大；再由Q=UC可知，Q增大，故B正确；给电容器充电后与电源断开，电量不变；只减小两板间的正对面积，则C减小，则由Q=UC可知，U增大，则E增大，故C正确；增大两板间的距离，则由决定式可右，C减小；则U增大，E不变；故D错误；故选BC．
点睛：对于电容器的动态分析问题，要注意明确两种情况，若充电后断开电源，则电量不变；若充电后与电源相连，则电压不变．
14．AC
【详解】
电容器与电源断开，故电量Q不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容C增大，则根据可知，电压U减小；故静电计指针偏角减小；两板间的电场强度为：；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；
再根据设P与下极板距离为L，则P点的电势φP=EL，电势能EP=ELq； 因此电荷在P点的电势能EP保持不变；故AC正确，BD错误；故选AC．
【点睛】
本题考查电容器的动态分析问题，解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式；同时注意要掌握相关结论的应用，如本题中可以直接应用结论：当充电后断开电源时，如果只改变两板间距离，则两板间的电场强度不变．
15．BC
【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．
由于两极板与电源相连，所以两极板间的电势差不变，上极板向上移动一小段距离后，两极板间的距离变大，根据公式可得两极板间的电场强度减小，油滴受到的电场力变小，重力大于电场力，油滴向下运动，A错误；P点到下极板的距离不变，下极板的电势为零，所以P到下极板的电势差等于P点的电势，故根据可得P点电势减小，B正确；根据可得电容减小，根据公式可得电荷量减小，C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D错误．
16．2×10－8C；50V
【详解】
根据C＝得Q＝CU＝200×10－12×100C＝2×10－8C．
根据C＝知，距离减半后，电容变为原来的两倍，C1＝2C＝400PF．断开电源后电容器所带电荷量保持不变，仍为Q＝2×10－8C．此时电容器两板间的电压为
U1＝＝50V．
17．（1）4.0×10﹣10F；（2）2×10﹣8C
【详解】
（1）根据电容器电容的定义式，有
=4.0×10﹣10F
（2）根据电容的定义式
解得
Q=CU=4.0×10﹣10×50C=2×10﹣8C