1.8电容器 电容 同步提升作业

1.8电容器 电容 同步提升作业（含解析）
一、选择题
1．如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，将平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。关于甲、乙、丙图，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中B板与地相连的导线剪断后，静电计指针的偏角会变为0
B．图甲中，将B板水平向左移动到虚线框所示位置，静电计指针的偏角会变小
C．图乙中，将B板竖直向上移动到虚线阴影框所示位置，静电计指针的偏角会变小
D．图丙中，将一块有机玻璃竖直向下放到虚线框所示位置，静电计指针的偏角会变小
2．如图所示，开关S由1改接2后，电容器的（　　）
A．电容为零
B．电容变大
C．存储电能减少
D．电荷量可能不变
3．如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B极板接地，A极板带有电荷量+Q，板间电场有一固定点P，若将B极板固定，A极板下移一些，或者将A极板固定，B极板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是（　　）
A．A极板下移时，P点的电场强度减小，P点电势不变
B．A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
C．B极板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D．B极板上移时，P点的电场强度减小，P点电势升高
4．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B水平正对放置，一个电介质板放在B板上表面，两板与电源的正、负极直接相连，电键S闭合，一个带电粒子静止在两板间，下列举措会使带电粒子向下运动的是（　　）
A．将电键S断开 B．将极板A向上平移一些
C．将极板A向左平移一些 D．将电介质板向左移出电容器
5．如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变,则（　　）
A．电容器带电量不变
B．尘埃将向下运动
C．检流计G中有a→b的电流
D．检流计G中有b→a的电流
6．以下措施，可以增大平行板电容器电容的是（　　）
A．增大两板带电量 B．增大两板间电压
C．增大两板间的距离 D．增大两板正对面积
7．计算机键盘每个按键下面都连有两块小金属片，两块金属片之间有一定的空气间隙，组成一个可变电容器，如图所示。当键盘连接电源不断电，按下某个按键时，与之相连的电子线路就发出该按键相关的信号。松开按键时，则（　　）
A．电容器的电容变小 B．极板的电量变大
C．两极板间的电压变小 D．两极板间的场强变大
8．如图所示的电路中，平行板电容器、极板水平放置，下极板固定，电阻的下端接地，点为、极板之间的一固定点。开关闭合，待电路稳定后，仅将板向上平移一小段距离，则下列说法正确的（　　）
A．电容器的电容增大
B．在板上移的过程中，电容器的带电量增大
C．、两极板间的电场强度不变
D．当电路稳定时，与原来相比较，点电势降低了
9．如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相接，极板M与静电计的外壳均接地。给电容器充电，静电计指针张开一定角度．以下实验过程中电容器所带电荷量可认为不变．下面操作能使静电计指针张开角度变大的是（　　）
A．将N板沿水平向左方向靠近M板
B．将M板向下平移
C．在M、N之间插入有机玻璃板
D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
10．如图所示，平行板电容器两极板带等量异种电荷，右极板与静电计金属球相连，左极板和静电计金属外壳相连，下列操作能使静电计指针张角变小的是（　　）
A．增大两极板的带电量 B．在两极板间插入电介质
C．将左极板向上平移少许 D．将左极板向左平移少许
11．电容式加速度传感器的工作原理简化为如图所示的示意图，质量块左侧连接轻质弹簧a，上下与b、c光滑接触但不连接，右侧连接电介质，弹簧a、b、c与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动改变电容，则（　　）
A．若传感器从静止开始向上加速，电容器将要充电
B．若传感器从静止开始向下加速，电容器将要充电
C．若传感器从静止开始向左加速，电容器将要放电
D．若传感器从静止开始向右加速，电容器将要放电
12．如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接，G为一零刻度在表盘中央的电流计，闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　）
A．若在两板间插入电介质，电容器的电容变小
B．若在两板间插入一导体板，电容器的带电量变小
C．若将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器的带电量变大
D．若将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流
13．如图甲所示，两个间距为d的平行板电容器，在A板上方某位置有一个带电微粒P静止不动，图乙是在图甲中插入某物体（不影响P点，且厚度小于板间距d），那么（　　）
A．保持开关K闭合，如插入的是云母片，电容器上极板电荷量增加
B．保持开关K闭合，如插入的是云母片，电容器上极板电荷量减少
C．开关K先闭合再断开，如插入的是金属板，则微粒向上运动
D．开关K先闭合再断开，如插入的是金属板，则微粒保持不动
14．我国国产东风洲际弹道核导弹可突破西方国家的防空反导系统，具有很强的战略威慑力，其内部固定安装有多种类型的传感器。例如电容式导弹加速度传感器原理如图所示，质量块左、右侧分别连接电介质和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在武器身体内部，质量块套在光滑且平行于弹簧轴线的固定直杆上，质量块可带动电介质移动从而改变电容。则（　　）
A．电介质插入极板间越深，则电容器电容越大
B．导弹沿弹簧轴线方向向右做加速运动，则电路中一定有电流
C．导弹由静止突然沿弹簧轴线方向向右匀加速运动时，电路中有顺时针方向的电流
D．导弹沿弹簧轴线方向向右匀加速运动过程中突然开始匀速，稳定后弹簧长度会变长
15．如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地左右错开一些，其他条件不变，则下列说法正确的是（　　）
A．电容器两端电压不变 B．尘埃仍静止
C．电流计中有a→b的电流 D．电流计中有b→a的电流
二、解答题
16．如图所示，平行板电容器的两个板A、B接在电压为60V的恒定电源上，两极板间距离为3cm，电容器带电量为6×10-8C，A极板接地。求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）两极板间的电场强度；
（3）将一个带电量为q=8×10-9C 正电荷从B板移到到A板静电力所做的功。
17．质量为m的飞机模型，在水平跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力恒为飞机所受重力的k倍，发动机牵引力恒为F，离开地面起飞时的速度为v，重力加速度为g．求：
（1）飞机模型的起飞距离（离开地面前的运动距离）；
（2）若飞机起飞利用电磁弹射技术，将大大缩短起飞距离。图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图，与飞机连接的金属块（图中未画出）可以沿两根相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动．使用前先给电容为C的大容量电容器充电，弹射飞机时，电容器释放储存电能所产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块，再从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速，从而推动飞机起飞。
①在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压u与极板上所带电荷量q的图像，在此基础上求电容器充电电压为U0时储存的电能；
②当电容器充电电压为Um时弹射上述飞机模型，在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下，可使起飞距离缩短为x．若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值为η，飞机发动的牵引力F及受到的平均阻力不变，求完成此次弹射后电容器剩余的电能。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．图甲中B板与地相连的导线剪断后，电容器带电量不变，两板电势差不变，则静电计指针的偏角不变，选项A错误；
B．图甲中，将B板水平向左移动到虚线框所示位置，根据
可知C减小，根据
Q=CU
电容器带电量不变，则U变大，即静电计指针的偏角会变大，选项B错误；
C．图乙中，将B板竖直向上移动到虚线阴影框所示位置，根据
可知C减小，根据
Q=CU
电容器带电量不变，则U变大，即静电计指针的偏角会变大，选项C错误；
D．图丙中，将一块有机玻璃竖直向下放到虚线框所示位置，根据
可知C变大，根据
Q=CU
电容器带电量不变，则U变小，即静电计指针的偏角会变小，选项D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【详解】
CD．开关S接1时，电源对电容器充电，开关S由1改接2后，电容器放电，存储电能减少，极板电荷量减少，C正确，D错误；
AB．电容器的电容由内部结构决定，与充放电过程无关，电容不为零且保持不变，AB错误。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
AB．依题意，电容器极板上电荷量不变，根据公式有
联立，可得
易知，只改变两板间距时，板间的电场强度不变，由公式
可知，P点与下极板的电势差不变，即P点的电势不变。故AB错误；
CD．同理，可得B极板上移时，板间的电场强度不变，有
可知P点与下极板的电势差变小，即P点电势降低。故C正确；D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．将电键S断开，电容器的带电量不变，因此板间场强不变，粒子不动，故A错误；
B．将极板A向上平移，由
可知，板间场强变小，粒子向下运动，故B正确；
C．将极板A向左平移一些，由
可知，板间场强不变，粒子不动，故C错误；
D．将电介质板向左移出电容器，由
可知，板间场强不变，粒子不动，故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
ACD．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则根据
可知电容C减小，根据
Q=CU
两板电压不变，则电容器带电量减小，电容器放电，则检流计G中有a→b的电流，选项AD错误，C正确；
B．根据
可知，电容器两板间场强不变，则尘埃仍静止，选项B错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
平行板电容器电容与电荷量和板间电压无关，根据可知，要增大电容，可减小两板间的距离或增大两板正对面积，或在两板间插入电介质。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
本题选。
A．电容器极板间距增大，由可知，电容变小，A正确；
B．松开按键时，由可知，极板的电量变小，B错误；
C．由题意可知可变电容器与电源连接，所以其两端电压不变，C错误；
D．由可知极板间的电场强度变小，D错误。
故选A。
8．D
【解析】
【详解】
A．将A板向上平移一小段距离，则两板间距变大，则由
可知，电容器的电容减小，选项A错误；
B．在A板上移的过程中，C减小，根据
Q=CU
可知，电容器的带电量减小，选项B错误；
C．根据
可知，A、两极板间的电场强度减小，选项C错误；
D．当电路稳定时，两板间场强减小，根据
U=Ed
可知，P点与下极板间电势差减小，因下极板电势为零，则与原来相比较，点电势降低了，选项D正确。
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
A．将N板沿水平向左方向靠近M板，d变小，根据公式
电容器的电容变大，根据
Q不变，则电势差减小，张角变小。故A错误；
B．同理，将M板向下平移，极板正对面积减小，导致电容器电容减小，电荷量不变，电势差增加，张角变大。故B正确；
C．同理，在M、N之间插入有机玻璃板，介电常数变大，导致电容器的电容增加，电荷量不变，电势差减小，张角变小。故C错误；
D．同理，在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，极板间距d变小，导致电容器的电容增加，电荷量不变，电势差减小，张角变小。故D错误.
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
平行板电容器的决定式和定义式分别为
A．增大两极板的带电量Q，电容器的电容C不变，两极板间电势差U增大，静电计指针张角变大，故A不符合题意；
B．在两极板间插入电介质，两极板间介电常数增大，C增大，Q不变，则U减小，静电计指针张角变小，故B符合题意；
C．将左极板向上平移少许，两极板正对面积S减小，C减小，Q不变，则U增大，静电计指针张角变大，故C不符合题意；
D．将左极板向左平移少许，两极板间距离d增大，C减小，Q不变，则U增大，静电计指针张角变大，故D不符合题意。
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
AB．若传感器从静止开始向上或向下加速，质量块带动电介质相对极板在竖直方向上移动，电容器两极板间介电常量不变，电容器的电容不变，既不充电也不放电，故AB错误；
C．若传感器从静止开始向左加速，质量块受到向左的弹力，将带动电介质相对极板向右移动，所以电容器两极板间介电常量增大，根据
可知电容器的电容C增大，而电容器两极板间电压U不变，所以电容器所带电荷量Q增大，电容器将要充电，故C错误；
D．若传感器从静止开始向右加速，质量块受到向右的弹力，将带动电介质相对极板向左移动，所以电容器两极板间介电常量减小，根据
可知电容器的电容C减小，而电容器两极板间电压U不变，所以电容器所带电荷量Q减小，电容器将要放电，故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
A．根据公式
在两板间插入电介质，增加，所以电容器的电容变大。故A错误；
B．同理，在两板间插入一导体板，由于导体板的静电感应，致使电容器两板间距减小，电容器的电容增加，由公式
可知极板间电压不变的时候，带电量变大。故B错误；
C．将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压变大，根据
易知电容器带电量变大。故C正确；
D．将电容器下极板向下移动一小段距离，由公式
可知电容器的电容减小，再根据
可知电容器将放电，此过程电流计中有从b到a方向的电流。故D错误。
故选C。
13．AD
【解析】
【详解】
AB．根据平行板电容器电容的决定式和定义式
保持开关K闭合，插入云母片，则两极板间相对介电常数增大，则C增大，又因为U不变，所以Q增加，故A正确，B错误；
CD．两极板间的电场强度大小为
开关K先闭合再断开，插入金属板，Q不变，则E不变，微粒所受电场力不变，将保持不动，故C错误，D正确。
故选AD。
14．AC
【解析】
【详解】
A．根据电容器的电容公式
可知，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，选项A正确；
B．当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，选项B错误；
C．当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，选项C正确；
D．若传感器原来向右匀加速运动变为向右匀速运动，质量块受到向右的弹簧的弹力将变小，弹簧长度会变小，选项D错误。
故选AC。
15．ABC
【解析】
【详解】
A．电容器与电源保持连接，所以，电容器两极板间电压不变，故A正确；
B．根据
知两极板间电场强度不变，所以尘埃仍静止，故B正确；
CD．两板左右错开，正对面积减小，根据
知，电容C减小，再根据公式
知，电量减小，电容器放电，电子从b至a，所以电流方向为从a至b，故C正确，D错误。
故选ABC。
16．（1）1×10-9F；（2）2000V/m；（3）-4.8×10-7J
【解析】
【详解】
(1)平行板电容器电容
(2)电场强度
(3)静电力做功
17．（1）；（2）①，； ②
【解析】
【分析】
【详解】
（1）平均阻力为
依据牛顿第二定律和运动学规律有
设飞机的起飞距离为s，依据运动学公式
解得
（2）①根据
如图所示
依据图像可得电容器储存电能的规律
由于
则电容器充电电压为U0时，电容器储存电能
②电容器电压为Um时，电容器储存电能
设电容器释放的电能为E'，由动能定理有
解得
电容器剩余的电能
解得
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