人教版 高二物理 选修3-1 1.8电容器与电容 巩固练习（带答案）

电容器与电容巩固练习
一、单选题（每道题只有一个正确答案）
下列关于电容器的说法中，正确的是
A.
电容越大的电容器，带电荷量也一定越多
B.
电容器不带电时，其电容为零
C.
两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大
D.
电容器的电容跟它是否带电无关
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．实验过程中电容器所带电荷量不变．下面操作能使静电计指针张角变小的是
A.
在M、N之间插入有机玻璃板
B.
把接地的两根导线直接相连
C.
将M板向上平移
D.
将M板沿水平方向向左移动
电源、开关、平行板电容器连成如图电路。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，板间电压力为U，板间电场强度大小为E，则下列说法正确的是
A.
若将A板下移少许，Q增大；U减小；E不变
B.
若将A板下移少许，Q不变；U减小；E减小
C.
若断开开关，若将A板下移少许，Q增大；U不变；E增大
D.
若断开开关，若将A板下移少许，Q不变；U减小；E不变
平行板电容器一个极板和静电计相接，当该极板带上一定量电荷后，静电计张开一定角度，如图所示．如果平行板电容器发生变化，下面关于静电计张角变化的说法正确的是
A.
两极板间距离增大，增大
B.
两极板正对面积减小，减小
C.
在电容器内加入电介质，增大
D.
上述说法都不对
如图所示，为一平行板电容器的两个极板，其中Q板接地，下列说法正确的是
A.
适当上移P极板，电容器电容增大
B.
保持开关S闭合，适当左移P极板，电容器电量增大
C.
若断开开关S，再适当上移P极板，板间场强减小
D.
若断开开关S，再适当左移P极板，P板电势升高
如图所示，相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连，电键S闭合后，MN间有匀强电场．有一带电粒子垂直于电场方向以某一初速度从M板边缘射入电场，恰打在N板中央，不计重力，为了使粒子刚好能飞出电场，下列措施可行的是
A.
若保持S闭合，N板应向下平移2d
B.
若保持S闭合，N板应向下平移3d
C.
若断开S后，N板应向下平移2d
D.
若断开S后，N板应向下平移3d
如图所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个带电体?P?正好处于静止状态．下列推断正确的是?
A.
S?保持闭合，将?A?板上移一小段距离，P将会向上运动
B.
S?保持闭合，将?A?板上移一小段距离，P将会向下运动
C.
S?断开后，将?A?板上移一小段距离，P将会向上运动
D.
S?断开后，将?A?板上移一小段距离，P将会向下运动
平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键K，电容器充电，这时悬线与竖直方向的夹角为，如图所示
A.
保持K闭合，A板向B板靠近，则变小．
B.
保持K闭合，A板向B板靠近，则不变．
C.
断开K，A板向B板靠近，则增大．
D.
断开K，A板向B板靠近，则不变．
二、多选题（每一小题有多个选项）
如图所示，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位移的变化．若电容器的电容变大，则物体的位移可能的变化是
A.
加速向右移动
B.
加速向左移动
C.
减速向右移动
D.
减速向左移动
正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图电路中，板长为l，板间距为d，在距离板的右端2l处有一竖直放置的光屏?为理想二极管即正向电阻为0，反向电阻无穷大，R为滑动变阻器，为定值电阻．将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合电键S，让一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度射入板间，质点未碰极板，最后垂直打在?M?屏上．在保持电键S闭合的情况下，下列分析或结论正确的是
A.
质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化相同
B.
板间电场强度大小为
C.
若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度射入板间，质点依然会垂直打在光屏上
D.
若仅将两平行板的间距变大一些，再让该质点从N点以水平速度射入板间，质点依然会垂直打在光屏上
如图所示，平行板电容器两极板水平放置，电容为C，开始开关闭合，电容器与一直流电源相连，极板间电压为U，两极板间距为d，电容器储存的能量一电荷量大小为q的带电油滴以初动能从一平行板电容器的两个极板中央水平射入极板足够长，带电油滴恰能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器，则
A.
保持开关闭合，将上极板下移，带电油滴仍能沿水平线运动
B.
保持开关闭合，将上极板下移，带电油滴将撞击上极板，撞击上极板时的动能为
C.
断开开关，将上极板上移，带电油滴将撞击下极板，撞击下极板时的动能为
D.
断开开关，将上极板上移，若不考虑电容器极板的重力势能变化，外力对极板做功至少为
如图所示，充有一定电量的平行板电容器水平放置，其中上极板A带负电，下极板B带正电，其正中有一小孔，带负电的小球可视为质点从小孔正下方某处以一确定初速度开始正对小孔运动，恰能到达上极板A处空气阻力忽略不计只考虑板之间存在的电场，则下列说法正确的是
A.
若A板向上移动少许，则小球将不能到达A板
B.
若A板向上移动少许，则小球仍能到达A板
C.
若B板向上移动少许，则小球仍能到达A板
D.
若B板向下移动少许，则小球仍能到达A板
三、填空题（写清必要的解题步骤）
如图甲、乙所示为定性研究平行板电容器的电容与其结构之间的关系的装置，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，若充电后保证电容器带电量不变，试指出如图所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况．
正对面积减小时，静电计指针的偏转角度______填“变大”“变小”或“不变”
板间距离增大时，静电计指针的偏转角度______填“变大”“变小”或“不变”
下图所示电路中，电池的电动势为E，两个电容器的电容皆为C，K为一单刀双掷开关。开始时两电容器均不带电
第一种情况，现将K与a接通，达到稳定，此过程中电池内阻消耗的电能等于__________；再将K与a断开而与b接通，此过程中电池供给的电能等于___________。
第二种情况，现将K与b接通，达到稳定，此过程中电池内阻消耗的电能等于__________；再将K与b断开而与a接通，此过程中电池供给的电能等于___________。
实验发现，平行板电容器极板间的其他条件相同、极板的正对面积越______
，电容器的电容就越大，储存电荷的能力就越高．填“大”或“小”
如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，在以下操作步骤中，静电计指针的张角分别是怎样变化的？请将答案填在相应的横线上．
甲图中将B板上移，静电计的指针张角将______填“增大”或“减小”或“不变”
乙图中将B板左移，静电计的指针张角将______填“增大”或“减小”或“不变”
丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针张角将______填“增大”或“减小”或“不变”
本实验的研究方法是______．
答案和解析
1.D
解：A、由电容的定义式可知，电容越大的电容器，只有在电压一定时，带电荷量才一定越多。故A错误。
B、D电容器的电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定，与电容器是否带电无关。故B错误，D正确；
C、两个电容器的带电荷量相等时，由电容的定义式可知，两板间电势差较大的电容器的电容较小。故C错误。
2.A
解：A、在M、N之间插入有机玻璃板，根据根据，电容变大；Q一定，根据，电压减小；故静电计指针张角变小，故A正确；
B、把接地的两根导线直接相连时，对电路没有影响，所以张角不变，故B错误；
C、将M板向上平移，正对面积S减小，根据，电容减小；Q一定，根据，电压增加；故静电计指针张角变大；故C错误；
D、将M板沿水平向左方向远离N板，极板间距d变大，根据根据，电容减小；Q一定，根据，电压增加；故静电计指针张角变大；故D错误；
3.D
闭合开关S，则极板间电压U不变，若将A板下移少许，即减小极板间距，由可知，电容器的电容增大；由可知，Q增大，由可知，E变大；故AB错误；
电容器充电后与电源断开，电量Q不变，若将A板下移少许，即减小极板间距，由可知，则C增大，则由可知，U减小，而，则E不变，故C错误，D正确；
4.A
离增大，由电容的决定式判断可知，电容减小，电容器带电量不变，由知，极板间电势差增大，增大．故A正确；
B、两极板正对面积减小，由电容的决定式判断可知，电容减小，电容器带电量不变，由知，极板间电势差增大，增大．故B错误；
C、在电容器内加入电介质，由电容的决定式判断可知，电容增大，电容器带电量不变，由知，极板间电势差减小，减小．故C错误；
D、由上知D错误。
5.D
解：A、上移P极板，两板间距离增大，根据电容器的决定式可知，C减小，故A错误；
B、开关闭合时，电压不变，适当左移P极板将导致正对面积减小，则由决定式可知，C减小，电量，故电量减小，故B错误；
C、断开开关时，电量不变，上移P板，d必变，因，故场强不变，故C错误；
D、断开开关，电量不变，P板左移，C减小，则U增大，则P板的电势升高，故D正确。
6.D
AB、带电粒子在板间的运动均为类平抛运动，水平方向的运动速度一定，设第一次带电粒子的运动时间为，第二次恰从边缘飞出，所用时间为，则有
设N板下移的距离为，则S闭合时，有：?
可得，
即N板向下移动的距离为d，故AB错误；
CD、若S断开，则板上的电荷量不变，不难判断，移动N板时，板间的场强将不变，
设N板下移距离，有?
?
解得，
即N板向下移动距离为3d，故C错误，D正确．
7.B
保持S闭合，则电容器两端的电势差不变，将电容器A极板上移一小段距离，d增大，则电场强度减小，电场力减小，则液滴向下运动，故A错误，B正确；
将S断开，只改变d时，Q不变，根据，，得，，将A板上移一小段距离，电场强度不变，电场力不变，液滴仍然处于静止状态，故CD错误。
8.D
解：对带电小球受力分析，由共点力的平衡条件可知，
，；
A、K闭合，则电压不变，两板靠近时，则两板间的距离减小，由可得E增大，由上式可知，夹角应增大；故AB错误；
C、断开开关后，两板上的电量不变，当两板靠近时，两板间的电场强度不变，则夹角也不变，故C错误，D正确；
9.BD
解：根据电容的决定式，若电容器的电容变大，一定是插入的电解质多了，所以物体向左运动。
10.CD
A.质点先在水平放置的两平行金属板间做类平抛运动，要垂直打在M屏上，离开电场后，质点一定打在屏的上方，做斜上抛运动．否则，质点离开电场后轨迹向下弯曲，质点不可能垂直打在M板上．质点在板间的类平抛运动和离开电场后的斜上抛运动，水平方向都不受外力，都做匀速直线运动，速度都等于，而且方向水平，质点垂直打在M板上时速度也水平，根据质点的轨迹弯曲方向可知两个过程质点的合力方向相反，加速度方向相反，则速度变化量方向相反．故A错误．
B.质点的轨迹如图虚线所示，设质点在板间运动的过程中加速度大小为a，则有
质点离开电场时竖直分速度大小为
质点离开电场后运动过程其逆过程是平抛运动，则
联立解得，故B错误．
C.若仅将滑片P向下滑动一段后，R的电压减小，电容器的电压要减小，电量要减小，由于二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，电量不变，板间电压不变，所以质点的运动情况不变，再让该质点从N点以水平速度射入板间，质点依然会垂直打在光屏上，故C正确．
D.若仅将两平行板的间距变大一些，电容器电容减小，由知U不变，电量要减小，但由于二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，电量不变，根据推论可知板间电场强度不变，所以质点的运动情况不变，再让该质点从N点以水平速度射入板间，质点依然会垂直打在光屏上，故D正确。
11.BD
带电油滴恰能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器，则说明受到的重力和电场力平衡，故有，保持开关闭合，将上极板下移，由于和电源相连，则两极板间的电压恒定，根据可得电场强度增加，即电场力增大，油滴向上偏转，撞击时，根据动能定理可得，，结合，解得，故A错误，B正确；
C.断开开关，电荷量不变，将上极板上移，根据，，可得，则两极板间的电场强度不变，所以油滴仍处于平衡状态，沿直线通过，故C错误；
D.断开开关，电荷量不变，移动前电容器的能量为，将上极板上移后，根据可得，根据可得，此时电容器存储能量为，所以外力对极板做功至少为，故D正确。
12.AC
由题意可知，带负电的小球可视为质点从小孔正下方某处以一确定初速度开始正对小孔运动，恰能到达上极板A处，
由动能定理，则有：；
若A板向上移动少许，带电量一定，电容减小，电势差增大，并且高度增加，根据动能定理表达式，则小球将不能到达A板，故A正确，B错误；
若B板向上移动少许，带电量一定，电容增大，电势差减小，高度不变，则小球仍能到达A板，故C正确，若B板向下移动少许，带电量一定，电容减小，电势差增大，高度不变，则小球不能到达A板，D错误。
13.变大
?
不变
解：正对面积减小时，根据，知电容减小，由，知电势差增大，静电计指针偏转角度增大．
根据，，得，E与d无关，所以电场强度不变，因此电场力也不变，则偏转角度不变．
14.，0?；，
电容器储存的电荷量为，故电容器储存的能量．
电池消耗的总能量，所以电池内阻消耗的电能为。
再将K与a断开而与b接通，等效为第一个状态与a接通时突然断开一段导线，从中再接入一个电容器，此时上面的电容器仍有电荷和电压大小等于电动势，因为断开的导线两端并无电压，所以接入一个电容器后没有变化，所以这一个过程中电池并没有放电，因而供给电能为0．
与b接通时相当于两个电容器串联，电压都为，每个电容器带的电荷量为，故总的储存电能，而此时流经电池的电荷量为，故电池的消耗电能为，所以这个过程中电池内阻消耗的电能为．
当K与a再接通时，直到稳定后流经电池的电量必为，故电池供给电量为．
15.大
解：根据电容器电容的决定式可知，电容与极板正对面积成正比，所以在其他条件相同时，极板的正对面积越大，电容器的电容就越大，储存电荷的能力就越高．
16.增大
?
增大
?
减小
?
控制变量法
解：根据，，B板上移，S减小，C减小，Q不变，U增大，张角将增大；
板左移，d增大，C减小，U增大，张角将增大；
插入电介质，增大，电容C增大，U减小，张角将减小．
控制变量法．
第2页，共2页
第1页，共1页