2016-2017学年高中物理鲁科版选修3-1学业分层测评：8电容器 电容

学业分层测评(八)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是(　　)
A．电容器的电容表示其储存电荷的能力
B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比
C．电容器的电容与它两极板间的电压成反比
D．电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103 pF
【解析】　C＝是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，B、C错；1 μF＝106 pF，D错；电容是表示电容器储存电荷的能力的物理量，A选项正确．21cnjy.com
【答案】　A
2．(多选)下列是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的是(　　) 21·cn·jy·com
【解析】　对于给定电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器的带电荷量Q的大小和两极板间的电压U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图告诉我们电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确．21·世纪*教育网
【答案】　CD
3．(多选)C＝和C＝是两个电容器电容的公式．关于它们的说法，正确的是(　　)
A．从C＝可以看出，电容的大小取决于其所带电荷量和电压
B．从C＝可以看出，电容的大小取决于电介质的种类、导体的形状和两极板的位置关系
C．它们都适用于各种电容器
D．C＝是适用于各种电容器的定义式，C＝是只适用于平行板电容器的决定式
【解析】　公式C＝是电容的定义式，适用于各种电容器，C＝是平行板电容器电容的决定式，只适用于平行板电容器，故A、C错误，B、D正确．
【答案】　BD
4．(多选)某电容器上标有“1.5 μF　9 V”字样，则该电容器(　　)
A．所带电荷量不能超过1.5×10－6 C
B．所带电荷量不能超过1.35×10－5 C
C．所加电压不应超过9 V
D．该电容器的击穿电压为9 V
【解析】　电容器上标出的电压为额定电压，即电容器正常工作时的电压，击穿电压大于额定电压，故C对，D错；而由C＝可得，Q＝CU，当电容器两极板间电压恰为9 V时，电容器所带的电荷量达到最大值，即Q＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C.21世纪教育网版权所有
【答案】　BC
5．如图2-4-6所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　　)
图2-4-6
A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
【解析】　开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A对，B错；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上下极板均不带电，C、D错．2·1·c·n·j·y
【答案】　A
6．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，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
【解析】　由C＝可知，插入电介质后，εr增大，电容C增大；由U＝可知U减小，故选B.
【答案】　B
7．板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是(　　)
A．U2＝U1，E2＝E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1
C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1
【解析】　U1＝，E1＝.当板间距变为d时，由C＝可知电容变为2C，而所带电荷量也变为2Q，故U2＝＝U1，E2＝＝2＝2E1，C选项正确．
【答案】　C
8．有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3 V，先使它的电荷量减少3×10－4 C，于是电容器两板间的电压降为原来的，此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？www.21-cn-jy.com
【解析】　电容器两极板间电势差的变化量为
ΔU＝U＝2 V
由C＝，有C＝ F＝1.5×10－4 F＝150 μF
电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍是150 μF.
【答案】　150 μF　150 μF
[能力提升]
9．在如图2-4-7所示的电路中，闭合开关S，用电压为U的直流电源对平行板电容器充电，要使电容器两板间电压大于U，可采取的办法为(　　)
图2-4-7
A．先将S断开，然后将两板间距离拉大一些
B．先将两板间距离拉大一些，然后将S断开
C．先将两板正对面积减少一些，然后将S断开
D．先将S断开，然后将两板间距离减小一些
【解析】　若先断开S，Q不变化，再将电容器的两板间距离拉大，C减小，由Q＝CU知U增大，选项A正确；若先拉大两板间距离，电压U不变，再断开S，U仍不变化，选项B错误；若先将两板正对面积减少，电压U不变，再将S断开，U仍不变化，选项C错误；若先将S断开，Q不变化，再将两板间距离减小时，C增大，由Q＝CU知U减小，选项D错误．21教育网
【答案】　A
10．(多选)如图2-4-8所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示的水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
图2-4-8
A．所受重力与电场力平衡
B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加
D．做匀变速直线运动
【解析】　由题意可知粒子做直线运动，受到竖直向下的重力和垂直极板的电场力，考虑到电场力和重力不可能平衡，故只有电场力与重力的合力方向水平向左才能满足直线运动条件，故粒子做匀减速直线运动，电场力做负功，电势能逐渐增加，B、D对．www-2-1-cnjy-com
【答案】　BD
11．(多选)如图2-4-9所示，平行板电容器的两极板A、B与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，那么(　　)2-1-c-n-j-y
图2-4-9
A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
【解析】　闭合开关，电容器充电，结果A板带正电，B板带负电，小球在重力、绳子拉力和电场力的作用下处于平衡状态．若保持开关S闭合，A板向B板靠近时，两板间的电势差保持不变，根据E＝，场强E将增大，所以小球所受电场力也将变大，故θ角增大．21*cnjy*com
开关S断开，A板向B板靠近时，则极板的带电量将不变，由E＝，U＝和C＝，可得E＝，所以E将不变，小球所受电场力也不变，所以θ不变．
正确选项为A、D.
【答案】　AD
12．如图2-4-10所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 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：
图2-4-10
(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)距B板为2 cm的C点处的电势．
【解析】　(1)由电容定义式
C＝＝ F＝1×10－9 F.
(2)两板之间为匀强电场
E＝＝ V/m＝2×103 V/m，方向竖直向下．
(3)C点距A板间距离为dAC＝d－dBC＝1 cm
A与C间电势差UAC＝EdAC＝20 V
又UAC＝φA－φC，φA＝0可得φC＝－20 V.
【答案】　(1)1×10－9 F　(2)2×103 V/m，方向竖直向下　(3)－20 V