选修3-1 第一章 静电场 8.电容器的电容 课时练习
文档属性
| 名称 | 选修3-1 第一章 静电场 8.电容器的电容 课时练习 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 44.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-12-10 14:33:00 | ||
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文档简介
第一章 第8节
1．某电容器的电容是30 μF，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是
( )
A.为使它的两极板间的电压增加1 V，所需要的电荷量是3×10－5C
B.给电容器1 C的电荷量，两极板间的电压为3×10－5V
C.该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3C
D.该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V
解析：选A.由ΔQ＝C·ΔU＝30×10－6×1 C＝3×10－5C，A对；由U＝＝V＝3.3×104 V，电容器被击穿 ，B错；击穿电压为400 V表示能承受的最大电压为400 V，最大电荷量Q＝CU＝3×10－5×400 C＝1.2×10－2C，C、D错.
2．传感器是一种采集信息的重要器件.图1－8－7是一种测定压力的电容式传感器.当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路.那么
( )
图1－8－7
A.当F向上压膜片电极时，电容将减小
B.当F向上压膜片电极时，电容将增大
C.若电流计有示数，则压力F发生变化
D.若电流计有示数，则压力F不发生变化
解析：选BC.当压力向上时，膜片电极将向上弯曲，使电容器两个电极之间距离减小，电容增大，故A错，B正确.当压力F发生变化时，电容器容量也发生变化，电容器会有不断的充、放电现象，所以电流计有示数.当压力不变时，因为电压恒定，电容器带电荷量不会改变，电流计无示数，故C正确，D错误.
3.如图1－8－8所示，平行板电容器的电容为C，极板带电荷量为Q，极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷，则它所受到的电场力大小为
( )
图1－8－8
A.k B.k
C. D.
解析：选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场，其电场强度为E＝，因此点电荷q在其中所受到的电场力为F＝Eq＝.
4.如图1－8－9所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大，则
( )
图1－8－9
A.电荷将向上加速运动
B.电荷将向下加速运动
C.电流表中将有从a到b的电流
D.电流表中将有从b到a的电流
答案：BD
5. (2010年沈阳高二质检)如图1－8－10所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是
( )
图1－8－10
图1－8－11
解析：选B.两极板正对面积S＝(π－θ)R2，则S∝(π－θ)
又因为C∝S，所以C∝(π－θ)
令C＝k(π－θ) ∴θ＝π－(k为常数)
所以B正确.
6．如图1－8－12所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，电键S闭合，电容器两极板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述正确的是( )
图1－8－12
A.微粒带的是正电
B.电源电动势的大小等于mgd/q
C.断开电键S，微粒将向下做加速运动
D.保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动
答案：BD
7.如图1－8－13所示，平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量＋Q，板间电场内有一固定点P.若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是
( )
图1－8－13
A.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变
B.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
C.B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D.B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低
解析：选AC.A板下移，电荷密度不变，场强不变，又因P与B板距离不变，由UP＝Ed知P点电势不变，A对，B错，B板上移，场强同样不变，但P与B板距离减小，故电势降低C对，D错.
8.如图1－8－14所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是】
( )
图1－8－14
A.液滴将向下加速运动
B.M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小
C.M点的电场强度变小了
D.在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同
解析：选BD.当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变，由U＝Ed可知M点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同，D正确.
9.如图1－8－15所示，A和B两平行金属板相距10 mm，M点距A板及N点距B板均为2 mm，则板间场强为______N/C.A板电势为________V，N点电势为________V.
图1－8－15
答案：400 －4 －0.8
10．如图1－8－16所示，置于真空中的两块带电的金属板，相距1 cm，面积均为10 cm2，带电荷量分别为Q1＝2×10－8C，Q2＝－2×10－8C，若在两极板之间的中点放一个电荷量q＝5×10－9C的点电荷，求：金属板对点电荷的作用力是多大？
图1－8－16
解析：两个平行带电板相距很近，其间形成匀强电场，电场中点电荷受到电场力作用.
C＝＝F＝8.85×10－13F
两极间电势差为U＝＝V＝2.26×104V，
E＝＝V/m＝2.26×106V/m.
F＝qE＝5×10－9×2.26×106 N＝1.13×10－2N.
答案：1.13×10－2N
11.
如图1－8－17所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10F，两极板间距离d＝1.20×10－3m，取g＝10 m/s2，求：
(1)该电容器所带电量.
(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？
图1－8－17
解析：(1)由公式C＝得
Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C.
(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，而E＝解得q＝＝ C
＝2.0×10－6 C
微粒带负电荷.
答案：(1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C 负电荷
12.如图1－8－18所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一质量为m，带电量为q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间，小球恰好能打到A板，求A、B板间的电势差.
图1－8－18
解析：如果电场力做正功，由动能定理得
qU－mg(h＋H)＝0－mv/2，
解得U＝，
如果电场力做负功， 则有
－qU－mg(h＋H)＝0－mv/2，
解得U＝.
答案：见解析
1．某电容器的电容是30 μF，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是
( )
A.为使它的两极板间的电压增加1 V，所需要的电荷量是3×10－5C
B.给电容器1 C的电荷量，两极板间的电压为3×10－5V
C.该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3C
D.该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V
解析：选A.由ΔQ＝C·ΔU＝30×10－6×1 C＝3×10－5C，A对；由U＝＝V＝3.3×104 V，电容器被击穿 ，B错；击穿电压为400 V表示能承受的最大电压为400 V，最大电荷量Q＝CU＝3×10－5×400 C＝1.2×10－2C，C、D错.
2．传感器是一种采集信息的重要器件.图1－8－7是一种测定压力的电容式传感器.当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路.那么
( )
图1－8－7
A.当F向上压膜片电极时，电容将减小
B.当F向上压膜片电极时，电容将增大
C.若电流计有示数，则压力F发生变化
D.若电流计有示数，则压力F不发生变化
解析：选BC.当压力向上时，膜片电极将向上弯曲，使电容器两个电极之间距离减小，电容增大，故A错，B正确.当压力F发生变化时，电容器容量也发生变化，电容器会有不断的充、放电现象，所以电流计有示数.当压力不变时，因为电压恒定，电容器带电荷量不会改变，电流计无示数，故C正确，D错误.
3.如图1－8－8所示，平行板电容器的电容为C，极板带电荷量为Q，极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷，则它所受到的电场力大小为
( )
图1－8－8
A.k B.k
C. D.
解析：选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场，其电场强度为E＝，因此点电荷q在其中所受到的电场力为F＝Eq＝.
4.如图1－8－9所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大，则
( )
图1－8－9
A.电荷将向上加速运动
B.电荷将向下加速运动
C.电流表中将有从a到b的电流
D.电流表中将有从b到a的电流
答案：BD
5. (2010年沈阳高二质检)如图1－8－10所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是
( )
图1－8－10
图1－8－11
解析：选B.两极板正对面积S＝(π－θ)R2，则S∝(π－θ)
又因为C∝S，所以C∝(π－θ)
令C＝k(π－θ) ∴θ＝π－(k为常数)
所以B正确.
6．如图1－8－12所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，电键S闭合，电容器两极板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述正确的是( )
图1－8－12
A.微粒带的是正电
B.电源电动势的大小等于mgd/q
C.断开电键S，微粒将向下做加速运动
D.保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动
答案：BD
7.如图1－8－13所示，平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量＋Q，板间电场内有一固定点P.若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是
( )
图1－8－13
A.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变
B.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
C.B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D.B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低
解析：选AC.A板下移，电荷密度不变，场强不变，又因P与B板距离不变，由UP＝Ed知P点电势不变，A对，B错，B板上移，场强同样不变，但P与B板距离减小，故电势降低C对，D错.
8.如图1－8－14所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是】
( )
图1－8－14
A.液滴将向下加速运动
B.M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小
C.M点的电场强度变小了
D.在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同
解析：选BD.当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变，由U＝Ed可知M点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同，D正确.
9.如图1－8－15所示，A和B两平行金属板相距10 mm，M点距A板及N点距B板均为2 mm，则板间场强为______N/C.A板电势为________V，N点电势为________V.
图1－8－15
答案：400 －4 －0.8
10．如图1－8－16所示，置于真空中的两块带电的金属板，相距1 cm，面积均为10 cm2，带电荷量分别为Q1＝2×10－8C，Q2＝－2×10－8C，若在两极板之间的中点放一个电荷量q＝5×10－9C的点电荷，求：金属板对点电荷的作用力是多大？
图1－8－16
解析：两个平行带电板相距很近，其间形成匀强电场，电场中点电荷受到电场力作用.
C＝＝F＝8.85×10－13F
两极间电势差为U＝＝V＝2.26×104V，
E＝＝V/m＝2.26×106V/m.
F＝qE＝5×10－9×2.26×106 N＝1.13×10－2N.
答案：1.13×10－2N
11.
如图1－8－17所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10F，两极板间距离d＝1.20×10－3m，取g＝10 m/s2，求：
(1)该电容器所带电量.
(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？
图1－8－17
解析：(1)由公式C＝得
Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C.
(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，而E＝解得q＝＝ C
＝2.0×10－6 C
微粒带负电荷.
答案：(1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C 负电荷
12.如图1－8－18所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一质量为m，带电量为q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间，小球恰好能打到A板，求A、B板间的电势差.
图1－8－18
解析：如果电场力做正功，由动能定理得
qU－mg(h＋H)＝0－mv/2，
解得U＝，
如果电场力做负功， 则有
－qU－mg(h＋H)＝0－mv/2，
解得U＝.
答案：见解析