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）

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.