10.4 电容器的电容 同步练习—2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

10.4 电容器的电容 同步练习
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、选择题（共14题）
1、 下列单位是电容单位的是（　　）.
A．安培 ? B．伏特 C．法拉 ?D．瓦特
2、 根据电容的定义式知(　　)
A．电容器的电容越大，则电容器所带电荷量应越多 B．电容器两极板间电压越大，电容越大
C．电容器的电容与电荷量成正比，与电压成反比
D．电容器的电容不随带电荷量及两极板间电压的变化而变化
3、 对于水平放置的平行板电容器，下列说法不正确的是（　　）
A．将两极板的间距加大，电容将减小 B．将两极板平行错开，电容将减小
C．在下极板上放置一块等大的金属板，电容将增大
D．在两极板间放入其他电介质，电容不会改变
4、 有一个电容器，当它所带的电量q=1×10﹣6C时，电容器两极板间的电压U=1V，这个电容器的电容大小是（　　）
A．1μF B．2μF C．3μF D．4μF
5、 对于给定的电容器，下列是有关描述其电容C、电荷量Q、电压U之间关系的图，正确的是
A. ? ? B. ? C. ? D.
6、 平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，则下列说法正确的是 (　　)
A．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小
B．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
C．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
D．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
7、 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，G为一灵敏电流表．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下移动一小段距离（??? ）
A．带电油滴将沿竖直方向向下运动 B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小 D．上板移动过程中，有电流向右通过G表
8、 如图，平行板电容器与电动势为E的电源连接，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．现将上极板竖直向上移动一小段距离，则（? ）
A．P点的电势将降低 B．极板带电量将增加
C．带电油滴的电势能将增大 D．带电油滴将竖直向上运动
9、 某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动．在P、Q间距增大过程中
A．P、Q构成的电容器的电容增大???? B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低????? ? ??D．M点的电势比N点的高
10、 如图，C为中间插有电介质的电容器， b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地．开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度．以下操作能使静电计指针张角变大的是（? ）
A．将b板也接地 B．b板不动、将a板向右平移
C．将a板向上移动一小段距离 D．取出a、b两极板间的电介质
11、传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，自动控制中有着广泛的应用．如图所示是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是（? ）
A．C增大表示h减小 B． C增大表示h增大
C．C减小表示h增大 D．C的变化与h的变化无直接关系
12、如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置,极板间距为D，在下极板上叠放一厚度为l的金属板A（lA．电容器的电容变大 B．两板间的电场强度不变
C．上极板所带电荷量变大 D．粒子运动的加速度大小为
13、电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用下列说法正确的是（　　）
A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器可以用来测量速度
14、 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是（?? ）
二、填空题（共4题）
1、某电容器上标有“220V? 300μF”，300μF=　??? 　F=　?? 　pF．
2、要使某个平行板的电容器的电容减小，可将两板间的距离________些，或将两极板的正对面积__________些。（填增大或减小）
3、两块平行金属板，相距2厘米，组成一个电容器．当将它接在200伏的直流电压上时，它所带的电量是5×10﹣8库．那么，电容器的极板间的场强大小为　　，电容器的电容大小为　　．
4、日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流，在检测此次重大事故中应用了非电量变化（冷却剂外泄使管中液面变化）转移为电信号的自动化测量技术．如图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，芯柱外面套有绝缘管（塑料或橡皮）作为电介质，电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低．由此作出下面的判断：如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积　?? 　（填“增大”、“减小”或“不变”），必为液面　?? 　（“升高”、“降低”或“不变”）．
三、计算题（共3题）
1、 (8分)如图所示，有三块大小相同平行导体板A、B、C，其中A与B间距是B与C间距的一半，且A、B两板所构成的电容器的电容为10-2μF， 电池电压为2V，求A、B两板上的电荷量分别为多少？
2、如图所示，一平行板电容器接在U=12V的直流电源上，电容C=3×10﹣10 F，两极板间距离d=1.2×10﹣3m，取g=10m/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？
3、 如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10﹣8C，A极板接地（电势为零）．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板为2cm的C点处的电势．
============参考答案============
一、选择题
1、 C
2、 D
【分析】
本题应根据电容器电容的定义式及其物理意义进行分析；
【详解】
A、由可知，电容器所带电量取决于电压及电容，只有电容大，电量不一定大，故A错误；
B、电容是电容器的固有属性，与电压无关，故B错误；
C、电容器的电容与电压及电荷量无关，故C错误；
D、电容器的电容是电容器的本身的属性，与电量及电压无关，故D正确．
【点睛】
电容器的定义式采用了比值定义法；应注意C其实与U及Q无关．
3、 解：A、由电容器的决定式可知，间距加大时，电容C将减小；故A正确；
B、错开两极板时，正对面积减小，故电容将减小；故B正确；
C、在下极板的内表面上放置一块等大的金属板时，相等于板间距，故电容将增大；故C正确；
D、在内部放置其他电介质时，介电常数增大；故电容将增大；故D错误；
本题选错误的，故选：D
4、 A．
5、 C
6、 D
7、 C
【详解】
AC．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态，知液滴的电场力和重力平衡，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动，d减小，则电场强度增加，电场力增大，液滴沿竖直方向向上运动，电场力做正功，电势能减小．故A错误，C正确．
B．因为U不变，d减小，根据知，电场强度增大，P与下极板间的电势差增大，下极板的电势为0，则P点的电势升高．故B错误．
D．因为U不变，d减小，根据 知，电容增大，结合Q=CU知，电荷量增加，电容器充电，因上极板带正电，电流表中将有从向左的电流．故D错误．
故选C．
8、 C
【解析】
将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=U/d得知板间场强减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势低于下极板的电势，则知P点的电势将升高．故A错误．油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故D错误．根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故B错误；由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带正电，P点的电势升高，则油滴的电势能将增加．故C正确．故选C．
点睛：本题运用E=U/d分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．
9、 D
10、 CD
11、 B
12、 D
13、 ABC
【详解】
A．从甲图可以看出，θ变化，能引起动片与定片正对面积变化，由
可知引起电容变化，由
可知引起电信号变化，故甲图的传感器可以用来测量角度，故A正确；
B．从乙图可以看出，液体深度h变化，能引起正对面积变化，由
可知引起电容变化，由
可知引起电信号变化，故乙图的传感器可以用来测量液面的高度，故B正确；
C．从丙图可以看出，压力的变化，能引起两极间距离变化，由
可知引起电容变化，由
可知引起电信号变化，故丙图的传感器可以用来测量压力，故C正确；
D．从丁图可以看出，s的变化，能引起介电常数的变化，由
可知引起电容变化，由
可知引起电信号变化，故丁图的传感器可以用来测量距离x，故D错误．
故选ABC．
14、 C
二、填空题
1、 3×10﹣4，3×108．
2、 增大．减小
3、10000V/m，2.5×10﹣10F
4、增大，升高
三、计算题
1、 根据
电容器AB的带电荷量
其中A板带负电，B板带正电
电容器BC的带电荷量
其中B板带正电，C板带负电
所以A板电荷量
B板电荷量
2、解：
（1）由电容的定义式得，电容器所带电量Q=CU=3.0×10﹣10×12C=3.6×10﹣9C．
（2）由E=得，板间电场强度E=V/m=104V/m
对于带电微粒，由平衡条件得，qE=mg
则q==C=2×10﹣6C
由于电容器上板带正电，场强方向向下，微粒所受电场力方向竖直向上，则该电荷带负电．
答：（1）该电容器所带电量3.6×10﹣9C．
??? （2）该微粒带电量为2×10﹣6C，带负电荷．
3、解：（1）依电容定义有=F=1×10﹣9 F．
（2）两板之间为匀强电场E==2×103 V/m方向竖直向下．
（3）C点距A板间距离为dAC=d﹣dBC=1 cm
A与C间电势差UAC=EdAC=20 V
又UAC=φA﹣φC，φA=0可得φC=﹣20 V．
答：（1）平行板电容器的电容1×10﹣9F；
（2）平行板电容器两板之间的电场强度2×103 V/m方向竖直向下；
（3）距B板为2cm的C点处的电势﹣20 V．