2.5科学探究：电容器基础巩固（Word版含答案）

2.5科学探究：电容器基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．由公式知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比
B．由电场强度可知，电场强度与电荷量成反比
C．由点电荷场强公式可知，一定时，电荷量越大，场强越大
D．由电势差可知，电场强度一定时，两点间距离越大，这两点间电势差越大
2．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极接地，一带负电的小球固定于电容器中的P点，现将下极板竖直向上缓慢地移动一小段距离，则（　　）
A．带电小球所受电场力向下
B．有从a往b的电流通过电流表
C．P点的电势增大
D．带电小球的电势能能将增大
3．关于电容器、电容以下说法正确的是（　　）
A．电容器的电容大说明它能容纳的电荷量多
B．电容的定义式为，也可写为
C．由电容的定义式可知：电容C和电容器带电量Q成正比，和两极间的电压U成反比
D．根据电容的定义式知，若电容器不带电，则其电容为零
4．如图甲所示，电阻的阻值R远大于电源的内阻r，t=0时，开关S接1，得到如图乙所示的电容器两极板的电势差UAB随时间变化的图像。t=2s时，开关S改接2。下列图丙中的UAB-t图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)
A．根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据电势差的计算式可知，若带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则UAB=1 V
D．根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量成正比
6．如图，平行板电容器经开关S与电源连接，C点所在位置的空间坐标不变且始终处于由带电平板所激发的匀强电场中，选取B板的电势为零，关于C点电势的变化情况，以下说法正确的是（ ）
A．开关S闭合，将A 板上移一小段距离，极板间电场强度变弱，C 点电势升高
B．开关S闭合，将B板上移一小段距离，极板间电场强度变强，C点电势升高
C．开关S先闭合后断开，然后将A 板上移一小段距离，场强不变，C点电势升高
D．开关S先闭合后断开，然后将B板下移一小段距离，场强不变，C点电势升高
7．如图所示，平行板电容器与电动势为E、内阻不计的直流电源连接，下极板接地（静电计所带电量可忽略），一带负电的油滴固定于电容器的中点P。现将下极板竖直下移使上、下极板间距变为原来的2倍，则
A．变化后电容器的电容变为原来的2倍
B．静电计指针的张角变为原来的一半
C．带电油滴的电势能增大，变为原来的2倍
D．P点的电势升高，变为原来的1.5倍
8．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，那么静电计指针的偏转角度（）
A．一定减小 B．一定增大
C．一定不变 D．无法确定
9．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）
A．在真空中点电荷的电场中，距场源电荷很近的点场强无穷大
B．电场中A、B两点间电势差，故电势差与零电势点选取无关
C．因电场强度，电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
D．电容可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比
10．如图所示，在水平放置两平行金属板M、N之间的P点，固定有一个带电荷量为-q的点电荷，两金属板通过电阻R接到直流电源上，其中N板接地。仅将M板向上移动，则下列说法正确的是（　　）
A．金属板带电荷量将增加
B．移动过程中通过R的电流方向是b指向a
C．将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比，p处点电荷的电势变小
D．将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比，p处点电荷的电势能变小
11．以下说法正确的是（　　）
A．由E＝上可知电场中某点的电场强度E与F成正比
B．由公式φ＝可知电场中某点的电势φ与q成反比
C．公式C＝，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
D．由Uab＝Ed可知，匀强电场中任意两点a、b间的距离越大，则两点间电势差一定越大
12．如图所示的实验装置中,平行板电容器两极板的正对面积为S,两极板的间距为d,电容器所带电荷量为Q,电容为C,静电计指针的偏转角为α,平行板中间悬挂了一个带电小球,悬线与竖直方向的夹角为θ,下列说法正确的是(　 )
A．若增大d,则α减小,θ减小
B．若增大Q,则α减小,θ不变
C．将A板向上提一些,α增大,θ增大
D．在两板间插入云母片,则α减小,θ不变
13．一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为φ，如图所示．下列方法中能使夹角φ减小的是( )
A．保持电键S闭合，使两极板靠近一些
B．保持电键S闭合，使滑动变阻器滑片向右移动
C．保持电键S闭合，使两极板远离一些
D．断开电键S，使两极板靠近一些
14．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
15．如图所示，电容器与输出电压为U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，恰好处于静止状态。现将平行板电容器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点的电势将减小
C．带电油滴的电势能将减小
D．电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
二、填空题（共4题）
16．示波管主要由______（由发射电子的灯丝、加速电极组成）、______（由一对X偏转电极和一对Y偏转电极组成）和______组成。
17．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点的点电荷，以表示两板间的电场强度，表示点电荷在点的电势能，表示静电计指针的偏角。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，则将______，将______，将______（填增大、减小或不变）。
18．有一充电的平行电容器，两板件电压为，现使它的电荷量减小于是电容器两极板间电压降为原来的，此电容器的电容是__________；若电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是__________．
19．某实验小组利用如图甲所示的电路图“观察电容器的充放电现象”。
(1)若将开关S打到1，电容器上极板带___________填“正”或“负”电，再将S打到2，通过A表的电流方向向___________填“左”或“右”。
(2)实验中所使用的电容器如图乙所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器正极板带电量为___________C。(结果保留两位有效数字
(3)下列关于电容器充电时电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的关系、电容器放电时电路中的电流I与时间t的关系正确的是___________。
三、综合题（共4题）
20．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）
21．如图甲是某种机主要部分的剖面图，其中产生射线部分的示意图如图乙所示，图中的、之间有一沿水平方向的匀强加速电场，虚线框内为沿竖直方向的匀强偏转电场。电子从电子枪逸出后沿实线箭头所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生射线（如图中虚线箭头所示）。已知电子的质量为，电荷量为，加速电场间距离为，偏转电场水平宽度为，竖直高度足够大，中电子束距离靶台竖直高度为，电子进入偏转电场时的速度大小为，穿过偏转场过程中速度方向偏转了角，电子枪单位时间内逸出的电子数为，电子束打在靶上产生射线的功率为入射电子束功率的，忽略电子的重力，不考虑电子间的相互作用及电子从电子枪逸出时的初速度大小，不计空气阻力。求：
（1）加速电场对单个电子的冲量大小；
（2）电子离开偏转电场时向下偏移的距离；
（3）电子从电子枪逸出到打在靶上的时间；
（4）靶产生射线的功率。
22．如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压加速，从A板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为，M、N两板间的电压为，两板间的距离为d，板长为，板右端到荧光屏的距离为，电子的质量为m，电荷量为e。（不计重力）求：
（1）电子进入偏转电场时的速度v0；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量y；
（3）P点到O点的距离Y；
（4）电子打到屏上P点的速度。
23．示波管的内部结构如图所示．如果在偏转电极XX/、YY/之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心．如果在偏转电极XX/之间和YY/之间分别加上如图所示的电压，请画出荧光屏上出现的完整扫描波形图．
参考答案
1．C
2．D
3．B
4．A
5．D
6．D
7．D
8．A
9．B
10．C
11．C
12．C
13．C
14．A
15．B
16．电子枪 偏转电极 荧光屏
17．减小 不变 不变
18．
19．正 左 2.6 BD
20．（1）2×10-9 F；（2）1×103 V/m　方向竖直向下；（3）1.6×10-18J
21．（1）；（2）；（3）；（4）
22．（1）；（2）；（3）；（4）
23．