1.8电容器 电容基础巩固（Word版含答案）

1.8电容器 电容基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，平行板电容器与电源相接，充电后切断电源，然后将电介质插入电容器极板间，则两板间的电势差U及板间场强E的变化情况为(　　)
A．U变大，E变大 B．U变小，E变小
C．U不变，E不变 D．U变小，E不变
2．某电容器所带电荷量Q和两端电压U之间的关系图线如图所示，该电容器的电容为（ ）
A．5F B．0.5F C． D．
3．如图所示，接通S，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是（　　）
A．Q变小，C不变，U不变，E不变
B．Q变小，C变小，U不变，E变小
C．Q不变，C变小，U变大，E不变
D．Q不变，C变小，U变小，E变小
4．两百多年前，诺莱特让700个修道士手拉手做“电震”实验。实验中装水的大玻璃罐起到了储存电荷的作用，其实装水的大玻璃罐相当于（　　）
A．电容器 B．变阻器 C．静电计 D．电阻
5．如图所示，a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是(　　)
A．使a、b板的距离增大一些
B．使a、b板的正对面积减小一些
C．断开S，使a、b板的距离增大一些
D．断开S，使a、b板的正对面积增大一些
6．如图所示，平行板电容器电容为C，带电量为Q，板间距离为，今在两板正中央处放一电荷，则它受到的电场力大小为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示的电学器材中，属于电容器的是
A． B． C．
D．
8．如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P.现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点．若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则(　　)
A．金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变
B．金属板A、B间的电压减小
C．甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同
D．乙电子运动到O点的速率为2v0
9．如图所示，闭合开关S使电容器充电，充电结束后断开开关，保持平行板电容器两极板的正对面积、间距不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是（　　）
A．C和U均增大 B．C增大，U减小 C．C减小，U增大 D．C和U均减小
10．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（　　）
A．电容器的电容增大，带电荷量减小
B．电容器的电容减小，带电荷量增大
C．稳定后电流表仍有示数，两极板电势差增大
D．稳定后电流表示数为零，两极板电势差不变
11．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在点。表示电容器的电容、表示两板间的场强、表示点的电势，表示正检验电荷在点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，则下列关系图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，电容器两极板与电源正负极相连，当电容器两极板间的距离由d迅速增大为2d的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．电容器两板间电压始终不变
B．电容器两板间电压瞬时升高后又恢复原值
C．根据Q＝CU可知，电容器带电荷量先增大后减小
D．电路中电流由A板经电源流向B板
13．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在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表示正电荷在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l0的过程中，下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是（　　）
A． B． C． D．
14．如图所示，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若（ ）
A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小
C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变
15．电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，电容器储存电荷的特性用电容C来表征。可用如图所示的电路对电容器进行充电。在对电容器充电的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电容器所带的电荷量逐渐增大
B．电容器所带的电荷量保持不变
C．电容器两极间的电压保持不变
D．电容器两极间的电压逐渐减小
二、填空题（共4题）
16．如图所示，开始时开关与a相连．当将开关与b相连后的瞬间，通过灵敏电流表的电流方向________（选填“向左”或“向右”），电容器的电容________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
17．定义：电容器所带_________与电容器两极板之间的_________之比。
18．用如图所示装置可以研究影响平等板电容器电容的因素，设两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，板间电介质的介电常数为 ，静电计指针偏角为θ，实验中，极板所带电荷量不变
①若保持d， 不变，减小S，则θ_____；
②若保持S， 不变，增大d，则θ_____；
③若保持d，S不变，在板间插入介电常数 更大的电介质，则θ_____．（填“变大”、“变小”或“不变”）
19．如图所示，电容器A极板和静电计外壳均接地，P点到A、B极板的距离相等。两极板间电场强度为E，P点电势为。
（1）若在A、B极板间插入绝缘介质，则静电计的指针偏角将__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）若将A极板上移一小段距离，则A、B极板间的电场强度将__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）若将A极板右移一小段距离，则P点电势将__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，有三块大小相同的平行金属板A、B、C，其中A、B间的间距为B、C间距的一半，且A与B板构成的电容器的电容为10-2μF，电池电压为2V，则A、B两板上的电荷量分别是多少？
21．类比是科学思维中的重要方法。
（1）某同学做“探究弹力与弹簧形变量的关系”的实验，如图甲所示，实验操作规范，正确画出了弹簧弹力F和形变量x的图像，如图乙所示。他根据图像斜率求出弹簧的劲度系数为k。之后他思考该实验过程克服弹力做功等于弹性势能增量，并求出弹性势随x变化的表达式，因为这一过程弹力是变力做功，所以他类比了匀变速直线运动v-t图像求位移的微元求和法。请你利用这一方法写出弹性势能随x变化的表达式，取原长为弹性势能零势能点。
（2）当平行板电容器的两极板间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板间距离d的关系为，k为静电力常量。对给定的平行板电容器充电，当该电容器极板所带电荷量Q变化时，两极板间的电势差U也随之变化。
①在如图丙所示的坐标系中画出电容器极板间电势差U与带电量Q的关系图像。电容器储存的电能等于电源搬运电荷从一个极板到另一个极板过程中，克服电场力所做的功。这一过程与克服弹力做功等于弹性势能增量类似，与之类比，推导电容器储存的电能表达式。
②若保持平行板电容器带电量Q、极板正对面积S不变，两极板间为真空，将板间距离由增大到，需要克服电场力做多少功？
③如果我们把单位体积内的电场能定义为电场能量密度，用表示。试证明真空中平行板电容器的电场能量密度和两板间的电场强度平方成正比。（忽略两板外的电场）
22．如图所示，一带电平行板电容器与水平方向成37°放置，下方有绝缘挡板支撑，板间距d=2.88cm，一带正电的小球的质量为0.02g，电荷量为10﹣7C，由电容器的中心A点静止释放恰好沿水平直线AB向右运动，从上极板边缘飞出进入边界BC右侧的水平向左的匀强电场区域，场强为2×103V/m，经过一段时间后发现小球打在竖直挡板C点正下方的D处，（取g=10m/s2）求：
（1）平行板电容器内的场强大小
（2）小球从上极板边缘飞出的速度
（3）CD间的距离．
23．在“用电流和电压传感器研究电容器的放电”实验中，某同学按照图所示连接电路。实验时，先将开关S掷向1，一段时间后，将开关掷向2，传感器将信息传入计算机屏幕上，显示出电流或电压随时间变化的图线。
（1）由图可知，传感器1应为________（选填选项前的字母）
A．电流传感器 B．电压传感器
（2）用q表示电容器上极板所带的电荷量，UR表示滑动变阻器两端的电压，UC表示电容器两端的电压，I表示电路中的电流，关于电容器在整个放电过程中的图像变化正确的有________。
A．B．
C．D．
（3）若已知电源电动势E，但其内阻和电阻箱阻值均未知，根据已知条件和传感器显示的图像中的数据信息，下列判断正确的是________；
A．可知该电容器的电容
B．可知此时电阻箱阻值大小
C．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短
D．若只减小电容器的电容大小，电容器放电的时间将变短
参考答案
1．B
2．D
3．B
4．A
5．C
6．B
7．C
8．C
9．B
10．D
11．D
12．B
13．C
14．A
15．A
16．向左； 不变
17．电荷量Q 电势差U
18．变大 变大 变小
19．变小 变大 变小
20．-2×10-8C，3×10-8C
21．（1）；（2）①，；②；③证明见解析
22．（1）平行板电容器内的场强大小为2500V/m
（2）小球从上极板边缘飞出的速度为0.6m/s
（3）CD间的距离为为3.6cm
23．A BD ABD