2.5科学探究：电容器 随堂检测 Word版含答案

2.5科学探究：电容器—2021-2022学年高二物理鲁科版（2019）必修第三册随堂检测
选择题
1.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器( )
A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变
2.平行板电容器与电源连接充电。若保持电源接通，先将一导体平板插入电容器两平板间，然后从另一侧抽出，如图所示。则在此过程中( )
A.插入和抽出导体板时电容器既不充电也不放电
B.插入和抽出导体板时电容器均充电
C.插入和抽出导体板时电容器均放电
D.插入导体板时电容器充电，抽出导体板时电容器放电
3.如图所示的实验装置中，保持平行板电容器极板上的电荷量Q不变，极板A接地，极板B与一个灵敏的静电计相接。将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器的电容C、两极板间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是( )
A.C不变，U不变，E变小 B.C变小，U不变，E不变
C.C变小，U变大，E不变 D.C变小，U变大，E变小
4.关于下列四幅图的叙述正确的是( )
A.图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容
B.图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷
C.图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零
D.图丁所示是电解电容器，击穿电压为80 V
5.测定压力变化的电容式传感器如图所示，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，则( )
A.当待测压力增大时电容器的电容将增大
B.当待测压力增大时电阻R中有从a流向b的电流
C.当待测压力增大时电阻R中没有电流
D.待电路稳定后，电容器两端的电压增大
6.一个电容器的规格是“10 μF 50 V”，则( )
A.这个电容器的电容总等于10 μF
B.这个电容器的最大电容为10 μF，带电荷量较少时，电容小于10 μF
C.这个电容器上加的电压不能低于50 V
D.这个电容器加上50 V电压时，电容才是10 μF
7.如图所示，两块金属板a和c水平放置，相互隔开；板a和c接在电池上。闭合开关，一带电微粒P以某一初速度水平射入板a和c之间，落在板c上的Q点。断开开关，平行地插入薄金属板b，带电微粒P在同样的入射位置、以同样的初速度水平射入板b和c之间，则微粒( )
A.落在c板上Q点的左侧 B.落在c板上Q点的右侧
C.落在c板上的Q点 D.沿直线飞出
8.如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转反映电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。下列关于实验现象的描述正确的是( )
A.保持S不变，增大d，则θ变大
B.保持S不变，减小d，则θ不变
C.保持d不变，减小S，则θ变小
D.保持不变，在两极板间插入电介质，则θ变大
9.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。以E表示两板间的电场强度，θ表示静电计指针的偏角。若保持上极板不动，将下极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，在这一过程中，下列说法正确的是( )
A.E不变 B.电流计中有电流流过
C.θ减小 D.电容器的电容变大
10.常用的电容器从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类。如图甲、乙为两种电容器的实物图片，根据图中的相关信息，下列判断中正确的是( )
A.甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容的
B.在不改变其他条件的情况下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生变化
C.根据乙电容器外壳上标的数据可知，电压超过5.5 V时乙电容器就会被击穿
D.根据乙电容器外壳上标的数据可知，乙电容器接5.5 V电压时，储存的电荷量为5.5 C
非选择题
11.如图所示为一平行板电容器,电容为C,A板带正电,电量为Q,B板接地,板间距离为d ,板间中央有一质量为m的油滴处于静止状态。求:
(1)A、B两板间的电势差;
(2)油滴带的电量;
(3)油滴的电势能。
12.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,重力加速度为g)。求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落到运动到下极板处所用的时间。
答案以及解析
1.答案：D
解析：平行板电容器接在电压恒定的直流电源上，电容器两极板之间的电压U不变。若将云母介质移出，电容C减小，由可知，电容器所带电荷量Q减小，即电容器极板上的电荷量减小。由于U不变，d不变，由可知，极板间电场强度E不变，选项D正确，ABC错误。
2.答案：D
解析：根据公式可知，插入导体板过程电容增大，抽出导体板过程电容减小；保持电源接通，电容器的电压U不变，根据公式知，所带电荷量先增加后减少，故插入导体板时电容器充电，抽出导体板时电容器放电，故选项D正确。
3.答案：C
解析：增大电容器两极板间的距离d时，由知，C变小，根据Q不变及知，U变大，而，均不变，则E不变，故C正确。
4.答案：B
解析：题图甲所示的电容器为可变电容器，动片旋出时与定片的距离不变，通过减小极板间的正对面积，从而改变电容，故选项A错误；题图乙构成一个简易的电容器，能够储存电荷，故选项B正确；题图丙中电容器充电过程中，电流表的示数不为零，电路稳定时电流表的示数为零，故选项C错误；题图丁是电解电容器，额定电压为80 V，小于击穿电压，故选项D错误。
5.答案：A
解析：压力增大时，电容器两极板间的距离减小，由电容器的公式可知电容器电容增大，A正确；电路稳定后，相当于电容器直接与电源相连，因此电容器两端电压不变，D错误；电容器的电容增大，由可知电容器电荷量增加，电容器充电，因此电阻R中电流方向为b流向a，BC错误。
6.答案：A
解析：电容器的电容与电容器板间电压及所带电荷量无关，加电压或不加电压、带电荷量多或少时，电容都是10 μF，故A正确，BD错误。50 V是电容器的额定电压，表示这个电容器的工作电压不能高于50 V，故C错误。
7.答案：C
解析：断开开关后，电容器的电荷量不变，插入薄金属板b，等效为极板的间距减小，根据和得，故电场强度不变，静电力不变，即粒子的受力情况不变，故运动情况不变，依然落在Q点，选项C正确。
8.答案：A
解析：平行板电容器的电容，电容器两极板间的电压，电荷量Q不变，保持S不变，增大d，电容C减小，电压U增大，θ变大，选项A正确；电荷量Q不变，保持S不变，减小d，电容C增大，电压U减小，θ变小，选项B错误；电荷量Q不变，保持d不变，减小S，电容C减小，电压U增大，θ变大，选项C错误；电荷量Q不变，保持不变，在两极板间插入电介质，电容C增大，电压U变小，θ变小，选项D错误。
9.答案：A
解析：电容器与电源断开，故电荷量不变；下极板向下移动，两板间的距离增大，根据可知，电容C减小，则根据可知，电压U增大，故静电计指针偏角θ增大；两板间的电场强度，因此E与两板间距无关，故E不变，选项A正确，C、D错误。因为电容器带电荷量不变，没有电荷移动，所以电流计中没有电流流过，选项B错误。
10.答案：D
解析：图甲中可变电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的，将甲电容器浸入煤油中，两极板间的介质改变，相对介电常数改变，即电容发生变化，选项A、B错误；电容器的击穿电压一定大于额定电压，电容器外壳上标的电压是额定电压，根据公式得，选项C错误，D正确。
11.【解析】(1)根据电容的定义式:C=
可得A、B两板间的电势差为:U=;
(2)油滴静止 ,根据平衡条件有qE=mg
板间的场强为:E=
联立以上可得:q=;
(3)由于电场力方向向上,而电场强度方向向下,因此油滴带负电;而两板之间为匀强电场,则E=
油滴所在位置的电势为:φ=E·=
油滴的电势能为:Ep=qφ=·=
答案:(1)　(2)　(3)mgd
12.【解析】(1)由v2=2gh得v=;
(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,有
qE-mg=ma且v2-0=2ad,得E=
由U=Ed、Q=CU得Q=C;
(3)由题意得h=g、0=v-at2、t=t1+t2,
综合可得t=。
答案:(1)　(2)　C
(3)