人教版高二物理选修3-1第一章 1.8电容器的电容 课后训练题(含答案解析)

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名称 人教版高二物理选修3-1第一章 1.8电容器的电容 课后训练题(含答案解析)
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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 2020-09-21 08:23:24

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文档简介

1.8
电容器的电容
一、单选题
1.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是(  )
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,平行极电容器充电,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
2.某一电解电容器如图甲所示,接入如图乙所示的电路,下列说法正确的是(  )
A.
该电容器只有在电压为45
V时,电容才是33
μF
B.
该电容器能容纳的最大电荷量为3.3×10-5C
C.
接通电路后,电容器的电容仍是33
μF
D.
接通电路后,灯泡能持续发亮
3.如图所示,电源A两端的电压恒为6
V,电源B两端的电压恒为8
V,当开关S从A扳到B时,通过电流计的电荷量为1.2×10-5C,则电容器的电容约为(  )
A.
2×10-5F
B.
1.5×10-6F
C.
6×10-6F
D.
8.6×10-7F
4.如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,现使B板带正电,则下列判断正确的是(  )
A.
在A、B之间插入金属板,且不和A、B接触,静电计指针张角变大
B.
将A板稍微上移,静电计指针张角将变大
C.
将A板稍微下移,静电计指针张角将变小
D.
若将A板拿走,则静电计指针张角变为零
5.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带电量为Q,P是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是(  )
A.
若将电容器的上板左移一点,则两板间场强减小
B.
若将电容器的下板上移一点,则P点的电势升高
C.
若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大
D.
若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小
6.如图所示是一个由电池、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.
增大两极板距离的过程中,电阻R中有从b到a的电流,电容器中负电荷从B到A
C.
断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降
D.
断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动
7.如图为某位移式传感器的原理示意图,平行金属板A、B和介质P构成电容器.则(  )
A.A向上移,电容器的电容变大
B.P向左移,电容器的电容变大
C.A向上移,流过电阻R的电流方向从N到M
D.P向左移,流过电阻R的电流方向从M到N
8.如图所示的电路中,平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘细线悬挂一带电小球,S闭合电路稳定时,绝缘线与A板成θ角.下列说法正确的是(  )
A.
S断开,只将B板水平向左移动少许时,θ角不变,A、B两板间电势差将减小
B.
S断开,只将B板竖直向上移动少许时,θ角减小,A、B两板间电势差将减小
C.
S闭合,只将B板水平向左移动少许时,θ角变大,A、B两板带电量将减小
D.
S闭合,只将B板竖直向上移动少许时,θ角不变,A、B两板带电量将增加
二、多选题
9.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示.下列说法正确的是(  )
A.
保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半
B.
保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍
C.
保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半
D.
保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半
10.(多选)如图所示的电路中,A、B是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K闭合,等电路稳定后再将K断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法正确的是(  )
A.
电容器的电容变小
B.
电容器内部电场强度大小变大
C.
电容器内部电场强度大小不变
D.P点电势升高
11.(多选)如图所示,一电容为C的平行板电容器,两极板A、B间距离为d,板间电压为U,B板电势高于A板.两板间有M、N、P三点,M、N连线平行于极板,N、P连线垂直于极板,M、P两点间距离为L,∠PMN=θ.以下说法正确的是(  )
A.
电容器带电荷量为
B.
两极板间匀强电场的电场强度大小为
C.M、P两点间的电势差为
D.
若将带电荷量为+q的电荷从M移到P,该电荷的电势能减少了
三、计算题
12.一个平行板电容器,使它每板电荷量从Q1=3.0×10-5C增加到Q2=3.6×10-5C时,两板间的电势差从U1=10
V增加到U2=12
V,这个电容器的电容多大?如要使两极板电势差从U1=10
V降为U2′=6
V,则每板需减少多少电荷量?只把电容器极板间的距离减半,它的电容变为多大?
13.如图所示,两平行的金属板间的电场是匀强电场,电场强度大小为E=1.0×104V/m,两板相距1.0
cm,B板接地,C点与A板相距0.40
cm.
(1)求A、C间的电势差UAC和C点的电势φC各为多少;
(2)将电荷量为q=-1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能Ep为多少?
答案解析
1.【答案】A
【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.【答案】C
【解析】 无论电容器是否充电,其电容都是33
μF,选项A错误,C正确;该电容器能容纳的最大电荷量Q=CU≈1.5×10-3C,选项B错误;电容器仅在充电时灯泡发光,充电结束后,灯泡熄灭,选项D错误.
3.【答案】D
【解析】 当开关S接A时,电容器上极板带正电,所带电荷量Q=CUA,当开关S扳到B时,电容器上极板带负电,所带电荷量Q′=CUB,该过程中通过电流计的电荷量ΔQ=Q+Q′=C(UA+UB)=1.2×10-5C,解得电容C≈8.6×10-7F,选项D正确.
4.【答案】B
【解析】电容器上所带电荷量一定,在A、B之间插入金属板,且不和A、B接触,d减小,根据C=,电容增大,根据U=,Q不变,则电势差减小,张角变小.由公式C=,当A板上移或下移时,正对面积S变小,C也变小,U变大,张角变大;当将A板拿走时,相当于使d变得更大,C更小,故U应更大,张角变大,故选B.
5.【答案】D
【解析】由E=、U=、C=,可知E=,上板左移,S减小,E增大,A错误;下板上移,由E=可知E不变,φP不变;U=Ed,d减小,U减小,D正确.
6.【答案】D
【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=和Q=CU可知,当两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=,Q=CU和U=Ed知E=,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴加速上升,C选项错误.由E=知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.
7.【答案】D
【解析】A向上移时,板间距离增大,根据电容的决定式C=,得知电容器的电容变小,故A错误.P向左移,拔出电介质,根据电容的决定式C=,得知电容器的电容变小,故B错误.A向上移,电容减小,而电容器板间电压不变,由电容的定义式C=,分析可知电容器的电量减小,通过R放电,则流过电阻R的电流方向从M到N.故C错误.P向左移,电容减小,而电容器板间电压不变,由电容的定义式C=,分析可知电容器的电量减小,通过R放电,则流过电阻R的电流方向从M到N.故D正确.
8.【答案】A
【解析】当S断开,电荷量不变,只将B板水平向左移动少许时,d减小,根据C=知,电容增大,根据U=,电势差减小.电场强度E===,知电场强度不变,则小球所受电场力不变,θ角不变.故A正确.当S断开,电荷量不变,只将B板竖直向上移动少许,正对面积S减小,根据C=知,电容减小,根据U=,电势差增大,电场强度E=,d不变,知电场强度增大,小球所受的电场力增大,则θ角变大.故B错误.当S闭合,电容器两端的电势差不变,只将B板向左移动少许,d减小,根据C=知,电容增大,根据Q=CU知,电量增大.电场强度E=,d减小,则电场强度增大,小球所受的电场力增大,则θ角变大.故C错误.当S闭合,只将B板竖直向上移动少许时,正对面积S减小,根据C=知,电容减小,根据Q=CU知,电量减小,电场强度E=,d不变,则电场强度不变,小球所受电场力不变,θ不变.故D错误.
9.【答案】AD
【解析】由E=知,当U不变,d变为原来的两倍时,E变为原来的一半,A正确;当E不变,d变为原来的一半时,U变为原来的一半,B错误;当电容器中d不变时,C不变,由C=知,当Q变为原来的两倍时,U变为原来的两倍,C错误;当d不变,Q变为原来的一半时,U变为原来的一半,则E变为原来的一半,D正确.
10.【答案】ACD
【解析】充电完成后,电键断开,电容器所带电荷量不变,将B板向下平移一小段距离,d增大,由C=可知电容C减小,再由Q=CU,U=Ed,可知E=,场强不变.B板接地,电势为零,根据U=Ed,所以P点的电势升高.
11.【答案】CD
【解析】由电容器电容的定义式可知,电容器的带电荷量为Q=CU,A项错误;两板间的电场为匀强电场,根据匀强电场场强与电势差的关系可知,两板间电场强度E=,B项错误;MP两点间的电势差就等于NP间的电势差,即UMP=ELsinθ=,C项正确;由于下板带正电,因此板间场强方向竖直向上,将带电荷量为+q的电荷从M点移到P点,电场力做正功,电势能减少量就等于电场力做的功,即为qUMP=,D项正确.
12.【答案】3.0×10-6F 1.2×10-5C 6.0×10-6F
【解析】由C=得:
C=F=3.0×10-6F
ΔQ′=CΔU′=3.0×10-6×(10-6)
C=1.2×10-5C
由C∝得:==2
故C′=2C=6.0×10-6F
13.【答案】(1)40
V 60
V (2)-6.0×10-11J
【解析】(1)根据匀强电场电场强度和电势差的关系得,UAC=E·d1=40
V,C点的电势φC=UCB=E·d2=60
V.
(2)点电荷置于C点时的电势能Ep=qφC=-6.0×10-11J.