2.4 电容器 电容 —鲁科版高中物理选修3-1作业

第4节
电容器
电容
作业
1．下列关于电容器和电容的说法中，错误的是
(　　)
A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其带电荷量与两板间的电压成正比
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两极板上的电压无关
2．对于给定的电容器，如图的反映其电容C、电量Q、电压U之间关系的图中不正确的是(　　)
3．有一已充电的电容器,若使它的电荷量减少3×10-4
C,则其电压减小为原来的,由此可知(　　)
A.电容器原来带的电荷量为9×10-4
C
B.电容器原来带的电荷量为4.5×10-4
C
C.电容器原来的电压为1
V
D.电容器的电容变为原来的
4．如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40
V降低到36
V,对电容器来说正确的是(　　)
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5×10-2
F
D.该电容器的电荷量变化量为0.2
C
5．(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
6．如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是(　　)
A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间电场强度减小
B.若将电容器的下极板上移一点,则P点的电势升高
C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大
D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小
7．如图所示，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(　　)
A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近时，θ减小
B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近时，θ不变
C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近时，θ增大
D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
8.传感器是一种采集信息的重要元件，如图所示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，可使膜片发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭
合电路，那么(　　)
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，电容不变
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
9．如图所示，平行板电容器与电压为E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点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的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点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减少
D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
10.如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地。若极板B稍向上移动一点，可观察到静电计指针的变化，则电容器电容变小的依据是(　　)
A．两极间的电压不变，极板上的电荷量变小
B．两极间的电压不变，极板上的电荷量变大
C．极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变小
D．极板上的电荷量几乎不变，两极间的电压变大
11．如图所示,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:
(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2
cm的M点处的电势。
12.如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．
参考答案：
1、答案：A
解析：电容器所带的电荷量Q与两极板间电压U的比值，叫电容器的电容，C＝.电容器的电容由电容器本身因素决定，与电容器的带电荷量Q和两极板电压U无关．故C、D选项正确．A选项错．由Q＝CU可知带电荷量与两极板间电压成正比，故B选项正确．
2、答案：A
解析：电容C与电容器所带的电荷量及两极板间的电压都无关，所以电容不随Q、U变化，对于给定的电容器其上所带电荷量与两端电压成正比，所以只有A项错误。
3、答案：B
解析：电容器的电荷量减少ΔQ=3×10-4
C,电压减小为原来的,即减少了原来的,则根据C=知,电容器原来带的电荷量Q=4.5×10-4
C,A错误,B正确;由已知条件无法求电压,C错误;电容反映电容器本身的特性,电容器极板上的电荷量减少,电容器的电容不变,D错误。
4、答案:B
解析:电由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错,B对;
由C=
F=5×10-3
F,可知C错;
ΔQ=CΔU=5×10-3×4
C=0.02
C,D错。
5、答案:BD
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．
6、答案：D
解析：由E=、U=、C=,可知E=,S减小,E增大,A项错误;由E=可知d变化,E不变,φP不变,B项错误;U=Ed,d减小,U减小,C项错误,D项正确。
7、答案：D
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。
开关S断开，A板向B板靠近时，则极板的带电荷量将不变，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D。
8、答案：C
解析：当F向上压膜片电极时，电容器的两极板间距离减小，电容器的电容增大；因电容器与电源相连，故两极间电压不变，由Q＝CU知，电容器带电荷量将增加，有给电容器的充电电流，故C正确。
9、答案：B
解析：电容器与电源相连，当上极板上移时，板间距离d增大，场强E＝U/d减小，电场力减小，带电油滴将向下运动，A错；由U＝Ed知，P与下极板电势差减小，P点电势降低，B对；由Ep＝qφ以及粒子带负电可判断，电势能增加，C错；由C＝Q/U知C减小，U不变，Q将减小，D错。
10、答案：D
解析：静电计是用来测带电体和大地之间电势差的，指针偏角大小反映了电容器A、B两极板间电势差大小，由于Q几乎不变，而C＝变小，则由Q＝CU即可得出结论。
11、解析:(1)平行板电容器的电容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)M点距A板间距离为dAM=d-dBM=1
cm
A与M间电势差UAM=EdAM=20
V
又UAM=φA-φM,φA=0可得φM=-20
V。
答案(1)1×10-9
F　(2)2×103
V/m,方向竖直向下　(3)-20
V
12.解析:设电容器电容为C.第一次充电后两极板之间的电压为U＝
①
两极板之间电场的场强为E＝
②
式中d为两极板间的距离．
按题意，当小球偏转角θ1＝时，小球处于平衡位置．设小球质量为m，所带电荷量为q，则有
Tcosθ1＝mg
③
Tsinθ1＝qE
④
式中T为此时悬线的张力．
联立①②③④式得
tanθ1＝
⑤
设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ，此时小球偏转角
θ2＝，则tanθ2＝
⑥
联立⑤⑥式得
＝
⑦
代入数据解得
ΔQ＝2Q.
⑧
【答案】　2Q
图
PAGE