人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量第4节电容器的电容课时课件+作业含答案

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名称 人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量第4节电容器的电容课时课件+作业含答案
格式 zip
文件大小 6.6MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-03-18 11:34:39

文档简介

INCLUDEPICTURE"分层演练素养达标LLL.TIF"
(限时:25分钟)
【合格考练】
1.某同学从废旧音响中拆得一个电学元件,如图所示。该元件是(  )
A.电阻          B.干电池
C.电容器 D.验电器
解析:选C。从图中220 μF可知这是电容的单位,故该元件为电容器。
2.根据电容器的电容的定义式C=,下列说法正确的是(  )
A.电容器所带电荷量Q越多,它的电容C就越大,C与Q成正比
B.电容器不带电时,其电容为零
C.电容器两极之间的电压U越高,它的电容C就越小,C与U成反比
D.电容器的电容大小与电容器的带电情况无关
解析:选D。电容器所带电荷量Q越多,两极之间的电压U越高,但电容不变,故A错误;电容反映本身的特性,电容器不带电时,电容并不为零,故B错误;电容表征电容器容纳电荷的本领大小,与电压U无关,故C错误;电容表征电容器容纳电荷的本领大小,电容大小与电容器的带电情况无关,故D正确。
3.a、b两个电容器的部分参数如图所示,则下列关于a、b两个电容器的说法正确的是(  )
A.a、b两个电容器的电容之比为8∶1
B.a、b两个电容器的电容之比为4∶5
C.b电容器工作时最多能容纳电荷0.1 C
D.a电容器工作时最多能容纳电荷1 C
答案:C
4.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接。将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电荷量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的电场强度E的变化情况是(  )
A.Q变小,C不变,U不变,E变小
B.Q变小,C变小,U不变,E不变
C.Q不变,C变小,U变大,E不变
D.Q不变,C变小,U变大,E变小
解析:选C。由于电容器与电源断开,因此电容器所带的电荷量Q保持不变,根据C=
当增大两板间的距离d时,电容C变小,根据C=
可知两板间的电压U增大,而电容器两极板间的电场强度E=,三式联立可得E=
因此电场强度E与d无关,增大d时电场强度E不变,因此C正确,A、B、D错误。
5.两块互相靠近的、很大的平行金属板,分别带有等量异种电荷,为了使两板间的匀强电场电场强度加倍,可采取的措施是(  )
A.只使两板的距离减半
B.只使两板的电荷量都加倍
C.只使两板的正对面积加倍
D.使两板的电荷量、距离、正对面积都加倍
解析:选B。只使两板的距离减半,由C=和C=得E==,可知电场强度不变,故A错误;只使两板的电荷量都加倍,由Q=CU知电压U加倍,而由E=可知两板间的匀强电场电场强度加倍,故B正确;只使两板的正对面积加倍,由E=知,板间匀强电场的电场强度减小,故C错误;使两板的电荷量、距离、正对面积都加倍,由C=知电容不变,而由Q=CU知电压加倍,再由E=知电场强度不变,故D错误。
6.(多选)如图所示,一工作人员对手机指纹识别功能进行演示,此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为:在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板,极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时,指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器,若每个电容器的电压保持不变,则(  )
A.指纹的凹点与小极板距离远,电容大
B.指纹的凸点与小极板距离近,电容大
C.若手指挤压绝缘表面,电容电极间的距离减小,小极板带电量增多
D.若用湿的手指去识别,识别功能不会受影响
解析:选BC。根据电容的定义式C=可知,指纹的凹点与小极板距离远,即d大,则C小;指纹的凸点与小极板距离近,即d小,则C大,故A错误,B正确;若手指挤压绝缘表面,电容电极间的距离减小,则C增大,由于电容器的电压保持不变,根据Q=CU可知小极板所带电荷量Q增多,故C正确;若用湿的手指去识别,由于水是导电的,则使得同一指纹的凹点与凸点与小极板之间的距离将会发生变化,从而改变了电容器电容,使得识别功能受到影响,故D错误。
【等级考练】
7.传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图如图所示,从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况,下列说法正确的是(  )
A.C减小表示h减小
B.C 增大表示h减小
C.C减小表示h增大
D.C 的变化与h变化无直接关系
解析:选A。在该传感器中,液体相当于一个极板,根据电容器的决定式C=,h 减小,表示液面下降时,相当于电容器的正对面积S减小,因此导致电容C减小,故A正确,B、C、D错误。
8.(2023·河南许昌市期末)如图所示的是研究电容器的充、放电实验电路图,实验前,开关S是断开的,电容器不带电。下列的操作过程说法正确的是(  )
A.开关S接1,电容器上极板带负电
B.开关S接1稳定后,再断开S,电容器两极板间有电场存在
C.开关S接1稳定后,再将S掷向2,通过电流传感器的电流方向向上
D.开关S接1稳定后,再将S掷向2,通过电阻R中电流方向向右
答案:B
9.(多选)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大
D.极板所带的电荷量减少
解析:选CD。将B极板匀速向下运动时,两极板间的距离增大,由于电势差U不变,则根据E=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a==g-。由于q、U、m不变,d逐渐增大,则加速度a逐渐增大,油滴向下做加速度增大的加速运动,故C正确,A错误;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C=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,故B错误,D正确。
10.(多选)如图所示,有一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S 闭合。一带电液滴悬浮在两板间的P点不动,下列说法正确的是(  )
A.带电液滴可能带正电
B.增大两极板间距离的过程中,电阻R中有从a到b的电流
C.断开S,减小两极板正对面积,液滴将加速下降
D.断开S,减小两极板距离的过程中,液滴静止不动
解析:选BD。平行板电容器中的电场如图所示
对油滴受力分析可知,重力与电场力等大反向,电场力与电场线的方向相反,可知带电油滴带负电,A错误;根据电容的决定式C=可知,增大两极板间距离的过程中,d增大,C减小。保持开关闭合,平行板电容器的电压保持不变,根据电容的定义式C=可知,电容C减小、电压U保持不变时,平行板的电荷量Q减小,因为A极板带正电,电荷量减小时,电阻R中有从a到b的电流,B正确;根据电容的决定式C=可知,减小两极板正对面积S,电容器的电容C减小。断开开关,平行板带的电荷量Q保持不变,根据电容的定义式C=可知,电荷量Q不变,电容C减小,则电压U增大。由平行板间的电场强度表示为E=可知,电压U增大,板间距d保持不变,则电场强度增大,受到竖直向上的电场力增大,带电油滴将加速上升,C错误;平行板间的电场强度表示为E=,又因为C=,C=,可得E=,断开开关,平行板带的电荷量Q保持不变,改变板间距并不影响板间的电场强度,则小球的受力情况不改变,小球仍静止,D正确。
11.在“观察电容器的充、放电现象”实验中,利用常用器材设计电路如图甲所示。
(1)将开关S接通1,电容器的________(选填“上”或“下”)极板带正电,再将S接通2,通过电流表的电流方向向__________________(选填“左”或“右”)。
(2)若电源电压为9 V,实验中所使用的电容器如图乙所示,充满电后电容器正极板所带电荷量为________C。
(3)下列关于电容器充电时,电流i与时间t的关系或所带电荷量q与两极板间的电压U的关系正确的是________。
解析:(1)开关S接通1,电容器充电,根据电源的正负极可知与电源正极相连的电容器上极板带正电;开关S接通2,电容器放电,电流从电容器上极板流出,通过电流表的电流方向向左。
(2)充满电后电容器所带电荷量Q=CU=3 300×10-6 F×9 V=2.97×10-2 C。
(3)电容器充电过程中,电流逐渐减小,随着两极板电荷量增加,电流减小得越来越慢,电容器充电结束后,电流减为0,A正确,B错误;电容是电容器本身具有
的属性,根据电容的定义式C=可知,电荷量与电压成正比,所以图线应为过原点直线,C、D错误。
答案:(1)上 左 (2)2.97×10-2 (3)A
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共39张PPT)
第十章 静电场中的能量
第4节 电容器的电容
绝缘
相距很近
带电
电荷
电源的两极
变大
变小
电场能
电场能
电荷量Q
比值
1 V
越大
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×
×
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传感器
1
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