人教版 选修3-1 高二(上 )第一章 8.电容器的电容 课后作业
人教版高二选修3-1第一章 第8节 电容器的电容 课时练习
一、多选题人教版高二选修3-1第一章 第8节 电容器的电容 课时练习1. 如图所示，下列几种情况中，对电阻R 来说，有电流通过且方向正确的是（ ）A ．S 接1瞬间，R 上电流方向从A 到B B ．S 接1一段时间后，R 上电流方向从A 到BC ．S 接1一段时间后再接2的瞬间，R 上有从B 到A 的电流D ．S 接1一段时间后再接2的瞬间，R 上无电流2. 如图所示，A 、B 是平行板电容器的两个金属板，G 为静电计，开始时开关S 闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列措施可行的是（）C ．保持开关S 闭合，使A 、B 两板靠近些B ．断开开关S ，并使A 、B 两板正对面积错开些A ．断开开关S ，并使A 、B 两板分开些D．保持开关S闭合，使A、B两板正对面积错开些3. 如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池两极，一带负电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（）A．保持S闭合，将A板向B 板靠近，则增大B．保持S闭合，将A板向B 板靠近，则不变C．断开S，略向上移动A 板，则增大D．断开S，略向上移动A 板，则不变4. 如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α．在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是A．缩小a、b间的距离B．加大a、b间的距离C．取出a、b两极板间的电介质D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质5. 如图所示，将平行板电容器接在电源两极间，电容器两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态。
若将两极板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（）A．电容器上的电荷量不变B．尘埃仍保持静止状态二、填空题三、单选题C ．电流计中将有电流通过，电流方向由D ．电流计中将有电流通过，电流方向由6. 有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V ，现使它的电荷量减少3×10-4 C ，于是电容器两极板间电压降为原来的，此电容器的电容是________ μF ，电容器原来的带电荷量是________ C ，若电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是________ μF ．7. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触右侧极板，使电容器带电.（请在以下各横线上选填“变大”“变小”或“不变”）（1）上移其中一极板时，可观察到静电计指针偏角______；（2）将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏_______；（3）在两板间插入电介质时，可观察到静电计指针偏角______.8. 下列各图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间关系的图像，其中错误的是（ ）A．B．C．D．9. 板间距为的平行板电容器所带电荷量为时，两极板间电势差为，板间场强为现将电容器所带电荷量变为，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差，板间场强为，下列说法正确的是A．B．C．D．10. 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（）A．增大两极板间的距离，电容将增大B．将两极板平行错开使正对面积减小电容将咸小C．使两极板间的电压升高，电容将减小D．增加两极板所带的电荷量，电容将增大11. 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。
2019-2020版高中物理第一章8电容器的电容课时作业新人教版选修3-1
8 电容器的电容课时作业* K FSHI 7 U O Y F •匕您础期凰1. （2019 •湖南株洲校级月考）电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是（A ）A. 电容器的电容表示其储存电荷的能力B. 电容器的电容与它所带的电荷量成正比C. 电容器的电容与它两极板间的电压成正比D. 电容的常用单位有卩F和pF,1卩F=103 pF解析：电容是表示电容器容纳电荷的本领的物理量,A正确；电容是电容器本身的性质，与电容器的带电荷量和两极板间的电压无关,B,C错误；电容器的常用单位的换算关系是1卩F=106 pF,D 错误.2. 某电容器上标有“ 25卩F 450 V ”字样，下列对该电容器的说法中正确的是（A ）5A. 要使该电容器两极板之间电压增加 1 V,所需电荷量为2.5 X 10- CB. 要使该电容器带电荷量为 1 C,两极板之间需加电压 2.5 X 10-5 VC. 该电容器能够容纳的电荷量最多为 2.5 X 10-5 CD. 该电容器能够承受的最大电压为450 V徨Q解析：由C=',得厶Q=C-A U=2.5 X 10-5X 1 C=2.5 X 10-5 C,A 正确；若Q=1 C,则U= =4X 104 V,B错误；当电容器的电压为450 V时，电容器的电荷量最多，Q' =CU =2.5 X 10-5X 450 C=1.125 X 10-2 C,C错误;450 V 是电容器的额定电压，低于击穿电压，D错误.3. （2019 •四川成都校级月考）对于水平放置的平行板电容器，下列说法中错误的是（A ）A. 将两极板的间距加大，电容将增大B. 将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C. 在下极板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D. 在下极板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大解析:根据c=rca可知，①电容随正对面积的增大而增大；②电容随两极板间距离的增大而减小；③在两极板间放入电介质，电容增大.由此可知选项A错误,B,C正确；对D选项,实际上是减小了平行板的间距，所以D正确.4. （2019 •安徽合肥校级月考）一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少 3 X 10-4 C,则其电1压减少为原来的3,则（B ）A. 电容器原来的带电荷量为9 X 10-4 CB. 电容器原来的带电荷量为 4.5 X 10-4 CC. 电容器原来的电压为1 V1D. 电容器的电容变为原来的3解析：电容与电容器的带电荷量和板间电压无关，D 错误;设电容器原来的带电荷量为Q,电压£为U,由C= ,解得Q=4.5 X 10-4 C,而u的大小无法求出,故A,C错误,B正确.5. （2019 •安徽宿州一模）（多选）如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图.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，连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为B ,则被测物体（BC ）A. 向左移动时，B增大B.向右移动时，B增大C.向左移动时，B减小D.向右移动时，B减小解析：当被测物体向左移动时，导致电容器极板间的电介质增大，则电容会增大，由于电荷量不变,则电容器极板间的电压减小，即B减小，故A错误,C正确；当被测物体向右移动时，导致电容器极板间的电介质减小，则电容会减小，由于电荷量不变，则电容器极板间的电压增大，即B增大，故B正确,D错误.6. （2019 •福建福州校级检测）如图所示是一个平行板电容器，其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电，两极板间距为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A,B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30° ,则静电力对检验电荷+q所做的功等于(C )if/C52qCsA. Qd\B. Cd c.2皿D>(?rf7. （2019 •天津校级检测）如图所示,平行板电容器的两极板A,B接在电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S,电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为B ,下列说法中正确的是（A ）解析：电容器两极板间电势差为30° = ^ ■',静电力对+q所做的功为UkerEssi n.而AB两点间电势差为A. 保持S闭合，将A板向B板靠近,则B增大B. 保持S闭合，将A板向B板靠近,则B不变C. 断开S,将A板向B板靠近,则B增大D. 断开S,将A板向B板靠近,则B减小U解析：保持S闭合,则电容器两极板间的电压不变,由E=可知,当A板向B板靠近时,E增大,小球所受静电力增大，B增大,A正确,B错误；断开S,则两板带电荷量不变，由I jQ=CU=疋竝^斗TT^E可知,将A板向B板靠近,并不改变板间电场强度,小球所受的静电力不变, 故B 不变,C,D错误•8. （2019 •黑龙江大庆校级模拟）如图所示,平行板电容器与一个恒压直流电源连接,下极板通过A点接地，一带正电小球被固定于P点,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则（D ）A. 平行板电容器的电容将变大B. 静电计指针张角变小C. 电容器的电荷量不变D. 带电小球的电势能将增大解析:根据C=：•知,下极板竖直向下移动一小段距离，即d增大，则电容减小，故A错误;静电计连接电容器两端，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变Q故B错误;下极板竖直向下移动一小段距离，电容减小，根据电容的定义式C=‘，电容器与电U源保持相连,U不变，则电荷量Q减小，故C错误；电势差不变,d增大，由公式E=分析得知板间电场强度减小,P点与上极板间的电势差减小，而P点的电势比上极板低，上极板的电势不变,则P点的电势升高，因为带电小球带正电荷，小球的电势能增大，故D正确.9. （2019 •云南昆明校级月考）如图所示,为一只电容式传感器部分构件的示意图 •当动片（实线圈）和定片（虚线圈）之间正对扇形区的圆心角的角度B 发生变化时 ，电容C 便发生变化，于是通过测量电容 C 的变化情况就可以知道B 的变化情况 •那么，下列图中，能正确反映C 和B间函数关系的是(D )10.(2019 •江西南昌校级检测)如图所示,一平行板电容器接在U=12 V 的直流电源上,电容1032C=3.0 x 10- F,两极板间距离 d=1.20 x 10- m,g 取 10 m/s ,求：(1) 该电容器所带电荷量；(2) 若板间有一带电微粒，其质量m=2.0 x 10-3 kg,恰在板间处于静止状态，则该微粒带电荷量 为多少？带何种电荷？Q解析：(1)由公式C = '得-10-9Q=CU=3.0X 10 x 12 C=3.6 x 10 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则带电微粒带负电，并且有qE=mg,U而E=gmgd 2.0 x 10_3x 1() x 1.20 x 10 ?解得 q= =C=2.0 x 10-6 C.答案:(1)3.6 x 10-9 C (2)2.0 x 10-6 C 负电荷C 满足关系式,图线可表示为匕能』挾It11. (2019 •山东潍坊校级月考)如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a,b与电源E相连,在距离两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将b板向上平移一小段距离, 但仍在M点下方，稳定后，下列说法正确的是(B )①液滴将加速向下运动②M点电势升高③带电液滴在M点的电势能增大④在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板,静电力做功相同A.①②B.③④C.①③D.②④U解析：电容器与电源相连，电容器板间的电压不变,b板向上平移一小段距离，由E='可知场强变大,液滴的静电力变大，液滴将加速向上运动,a,M间的电势差增大，a点电势为零，M点电势降低,由于液滴带负电,带电液滴在M点的电势能增大•在b板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板，两板间的电势差不变，静电力做功相同,B项正确•12. (2019 •山东烟台校级月考)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粒子P静止在电容器中•当把金属板从电容器中快速抽出后g.粒子运动的加速度为(AU I力不再平衡，产生了加速度，根据牛顿第二定律ma=mg-$ ,两式联立可得a='g.13. 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好为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g).求：(1) 小球到达小孔处的速度；⑵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解析:(1)小球从开始下落到上极板间做自由落体运动1的金属板，其上部空间有一带电,粒子P开始运动.重力加速度为A. 'gB.d-l川gC.dD.Q解析:带电粒子在电容器两极板间时受到重力和静电力的作用U衡条件可得mg=q・;当把金属板从电容器中快速抽出后,最初处于静止状态，由二力平电容器两极板间的电势差不变：但两极板间的距离发生了变化,引起电场强度发生了变化,从而静电力也发生了变化,粒子受,由v2=2gh,得电吉.-W⑵在极板间带电小球受重力和静电力作用,由牛顿第二定律得 mg-qE=ma由运动学公式知 0-v 1 2 3=2ad,mg(h + d}整理得电场强度 E=由U=Ed,Q=CU 得电容器所带电荷量mg{h 4 d)CQ=.1■— 2⑶由 h=2g ’i ,o=v+at 2,t=t i +t 2,h + cl ph整理得t='.叫I d)C答案：(1)比閔/i + d⑶14. 如图所示，平行板电容器的电容为 C,带电荷量为Q,极板长为L,极板间距离为d,极板与水 平面间夹角为a ,P,M 两点恰好处在电容器的边缘 ，两极板正对区域均看成匀强电场 •现有一 质量为m 的带电液滴由两极板的中央 P 点从静止开始沿与极板平行的直线运动到 M 点,此过 程中克服空气阻力做功 W,重力加速度大小为 g,求：qE=mgcos a ,Cm^dcosa由以上三式求得液滴带电荷量 q= '.⑵释放瞬间mgs in a =ma,液滴的加速度 a=gsin a .(3) 对从P 点到M 点过程应用动能定理1mgLsin a -W^mV1 液滴的电荷量；2 液滴开始运动瞬时的加速度大小3 液滴到达M 点的速度大小.Q解析:(1)板间电压u 多，电场强度 UE=,对液滴w---- )液滴到达M 点的速度v=J皿Cmi^dcosa答案:⑴⑵gsin a会员升级服务第一拨*清北季神马，有清华北大学弱方法论课；还有漬华学霸向所有的丈母亲述自己求学之路;循水名校试卷悄悄的上线了；扫qq 綾取官閘不首发谍程.很多人我没告诉他駅！会员qq 专皐等伽来撩“…-2(yLsina -⑶讨。
2019-2020版高中物理 第一章 8 电容器的电容课时作业 新人教版选修3-1
8 电容器的电容1.(2019·湖南株洲校级月考)电容器是一种常用的电子元件,对电容器认识正确的是( A )A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有μF和pF,1 μF=103 pF解析:电容是表示电容器容纳电荷的本领的物理量,A正确;电容是电容器本身的性质,与电容器的带电荷量和两极板间的电压无关,B,C错误;电容器的常用单位的换算关系是 1 μF=106 pF,D错误.2.某电容器上标有“25 μF 450 V”字样,下列对该电容器的说法中正确的是( A )A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V,所需电荷量为2.5×10-5 CB.要使该电容器带电荷量为1 C,两极板之间需加电压 2.5×10-5 VC.该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10-5 CD.该电容器能够承受的最大电压为450 V解析:由C=,得ΔQ=C·ΔU=2.5×10-5×1 C=2.5×10-5 C,A正确;若Q=1 C,则U==4×104V,B错误;当电容器的电压为450 V时,电容器的电荷量最多,Q′=CU′=2.5×10-5×450 C=1.125×10-2 C,C错误;450 V 是电容器的额定电压,低于击穿电压,D错误.3.(2019·四川成都校级月考)对于水平放置的平行板电容器,下列说法中错误的是( A )A.将两极板的间距加大,电容将增大B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的铝板,电容将增大解析:根据C=可知,①电容随正对面积的增大而增大;②电容随两极板间距离的增大而减小;③在两极板间放入电介质,电容增大.由此可知选项A错误,B,C正确;对D选项,实际上是减小了平行板的间距,所以D正确.4.(2019·安徽合肥校级月考)一个已充电的电容器,若使它的电荷量减少3×10-4 C,则其电压减少为原来的,则( B )A.电容器原来的带电荷量为9×10-4 CB.电容器原来的带电荷量为4.5×10-4 CC.电容器原来的电压为1 VD.电容器的电容变为原来的解析:电容与电容器的带电荷量和板间电压无关,D错误;设电容器原来的带电荷量为Q,电压为U,由C==,解得Q=4.5×10-4 C,而U的大小无法求出,故A,C错误,B正确.5.(2019·安徽宿州一模)(多选)如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图.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,连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为θ,则被测物体( BC )A.向左移动时,θ增大B.向右移动时,θ增大C.向左移动时,θ减小D.向右移动时,θ减小解析:当被测物体向左移动时,导致电容器极板间的电介质增大,则电容会增大,由于电荷量不变,则电容器极板间的电压减小,即θ减小,故A错误,C正确;当被测物体向右移动时,导致电容器极板间的电介质减小,则电容会减小,由于电荷量不变,则电容器极板间的电压增大,即θ增大,故B正确,D错误.6.(2019·福建福州校级检测)如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A,B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°,则静电力对检验电荷+q所做的功等于( C )A. B. C. D.解析:电容器两极板间电势差为U=,场强为E==.而AB两点间电势差为U AB=Essin30°=,静电力对+q所做的功为W=qU AB=,C正确.7.(2019·天津校级检测)如图所示,平行板电容器的两极板A,B接在电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,下列说法中正确的是( A )A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大D.断开S,将A板向B板靠近,则θ减小解析:保持S闭合,则电容器两极板间的电压不变,由E=可知,当A板向B板靠近时,E增大,小球所受静电力增大,θ增大,A正确,B错误;断开S,则两板带电荷量不变,由Q=CU==E可知,将A板向B板靠近,并不改变板间电场强度,小球所受的静电力不变,故θ不变,C,D错误.8.(2019·黑龙江大庆校级模拟)如图所示,平行板电容器与一个恒压直流电源连接,下极板通过A点接地,一带正电小球被固定于P点,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则( D )A.平行板电容器的电容将变大B.静电计指针张角变小C.电容器的电荷量不变D.带电小球的电势能将增大解析:根据C=知,下极板竖直向下移动一小段距离,即d增大,则电容减小,故A错误;静电计连接电容器两端,因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张角不变,故B错误;下极板竖直向下移动一小段距离,电容减小,根据电容的定义式C=,电容器与电源保持相连,U不变,则电荷量Q减小,故C错误;电势差不变,d增大,由公式E=分析得知板间电场强度减小,P点与上极板间的电势差减小,而P点的电势比上极板低,上极板的电势不变,则P点的电势升高,因为带电小球带正电荷,小球的电势能增大,故D正确.9.(2019·云南昆明校级月考)如图所示,为一只电容式传感器部分构件的示意图.当动片(实线圈)和定片(虚线圈)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时,电容C便发生变化,于是通过测量电容C的变化情况就可以知道θ的变化情况.那么,下列图中,能正确反映C和θ间函数关系的是( D )解析:若设θ=180°时两板正对面积为S0,则圆心角θ和电容C满足关系式C=··S0,因为为一定值,可知C和θ为线性关系,图线可表示为C=k0·θ,其中k0=,D正确.10.(2019·江西南昌校级检测)如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3 m,g取10 m/s2,求:(1)该电容器所带电荷量;(2)若板间有一带电微粒,其质量m=2.0×10-3kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电荷量为多少?带何种电荷?解析:(1)由公式C=得Q=CU=3.0×10-10×12 C=3.6×10-9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止,则带电微粒带负电,并且有qE=mg,而E=,解得q== C=2.0×10-6 C.答案:(1)3.6×10-9 C (2)2.0×10-6 C 负电荷11.(2019·山东潍坊校级月考)如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a,b与电源E 相连,在距离两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将b板向上平移一小段距离,但仍在M点下方,稳定后,下列说法正确的是( B )①液滴将加速向下运动②M点电势升高③带电液滴在M点的电势能增大④在b板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,静电力做功相同A.①②B.③④C.①③D.②④解析:电容器与电源相连,电容器板间的电压不变,b板向上平移一小段距离,由E=可知场强变大,液滴的静电力变大,液滴将加速向上运动,a,M间的电势差增大,a点电势为零,M点电势降低,由于液滴带负电,带电液滴在M点的电势能增大.在b板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,两板间的电势差不变,静电力做功相同,B项正确.12.(2019·山东烟台校级月考)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,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中.当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动.重力加速度为g.粒子运动的加速度为( A )A.gB.gC. gD. g解析:带电粒子在电容器两极板间时受到重力和静电力的作用,最初处于静止状态,由二力平衡条件可得mg=q;当把金属板从电容器中快速抽出后,电容器两极板间的电势差不变,但两极板间的距离发生了变化,引起电场强度发生了变化,从而静电力也发生了变化,粒子受力不再平衡,产生了加速度,根据牛顿第二定律ma=mg-q,两式联立可得a=g.13.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好为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,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.解析:(1)小球从开始下落到上极板间做自由落体运动,由v2=2gh,得v=.(2)在极板间带电小球受重力和静电力作用,由牛顿第二定律得mg-qE=ma由运动学公式知0-v2=2ad,整理得电场强度E=由U=Ed,Q=CU,得电容器所带电荷量Q=.(3)由h=g,0=v+at2,t=t1+t2,整理得t=.答案:(1)(2)(3)14.如图所示,平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,极板长为L,极板间距离为d,极板与水平面间夹角为α,P,M两点恰好处在电容器的边缘,两极板正对区域均看成匀强电场.现有一质量为m的带电液滴由两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到M点,此过程中克服空气阻力做功W,重力加速度大小为g,求:(1)液滴的电荷量;(2)液滴开始运动瞬时的加速度大小;(3)液滴到达M点的速度大小.解析:(1)板间电压U=,电场强度E=,对液滴qE=mgcos α,由以上三式求得液滴带电荷量q=.(2)释放瞬间mgsin α=ma,液滴的加速度a=gsin α.(3)对从P点到M点过程应用动能定理mgLsin α-W=mv2液滴到达M点的速度v=. 答案:(1)(2)gsin α(3)。
人教版高中物理选修3-1学案：第一章 第8节 电容器的电容含答案
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为C＝QU，电容的大小决定于电容器本身，与Q和U无关。
2．平行板电容器的电容决定式为C＝εr S4πkd，即C由εr、S、d共同来决定。
3．平行板电容器保持电荷量不变的情况下，若只改变板间距离，则电场强度不变。
一、电容器和电容1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。
2．电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝Q U 。
(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(3)单位：1 F＝106μF＝1012 pF。
二、平行板电容器及常见电容器1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素：两板间距离d ，两板的正对面积S ，两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式：C ＝εr S4πkd。
2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器3．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。
(2)击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。
1．自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√)(5)电解电容器使用时，正、负极不能接反。
人教版高中物理选修3-1第一章第八节电容器的电容同步习题(附详解答案)
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第一章 第八节电容器的电容 同步习题 （附详解答案）1.一个平行板电容器，它的电容 ( )A ．跟正对面积成正比，跟两板间的距离成正比B ．跟正对面积成正比，跟两板间的距离成反比C ．跟正对面积成反比，跟两板间的距离成正比D ．跟正对面积成反比，跟两板间的距离成反比答案：B2．(2009·河南宝丰一中高二检测)以下说法正确的是 ( )A ．由E ＝F q可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式φ＝E p q可知电场中某点的电势φ与q 成反比 C ．由U ab ＝Ed 可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差也越大D ．公式C ＝Q /U ，电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关 答案：D3．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 答案：BD 解析：本题由于相对介电常数ε发生变化而引起电容器的电容C 的变化，根据C ＝εS 4πkd可知：当电容C 变大时，ε应该增大，电介质板应向左移动，所以答案B 与D 正确． 点评：本题考查相对介电常数ε对平行板电容器电容的影响．电介质板插入电容器板间的部分越多，相对介电常数ε越大，电容C 越大，故只有电介质板移动的方向会影响ε的大小，而与加速、减速无关．4．如图所示，平行板电容器C 和电阻组成电路，当增大电容器极板间的距离时，则( )A ．在回路中有从a 经R 流向b 的电流B ．在回路中有从b 经R 流向a 的电流C ．回路中无电流D ．回路中的电流方向无法确定答案：A解析：依图知电容器a 板带正电，b 板带负电．当d 增大时，由公式C ＝εS /4πkd 知，电容C 减小．由于电容器一直接在电源上，故电容器两极板间的电压U 不变，所以由公式：C ＝Q /U ，得Q ＝UC ，电容器所带电量应减小，即将d 增大时，电容器应放电．电容器放电时，其电流由正极板流向负极板，即从a 板流出经R 流向b 板，所以选项A 正确．5．(2009·苍山高二检测)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之间的电势差U ，现使B 板带电，则下列判断正确的是 ( )A ．增大两极之间的距离，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 ．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D ．若将A 板拿走，则静电计指针张角变为零答案：AB解析：电容器上所带电量一定，由公式C ＝εr S 4πkd ，当d 变大时，C 变小．再由C ＝Q U得U 变大．当A 板上移时，正对面积S 变小，C 也变小，U 变大，当插入玻璃板时，C 变大，U 变小，当将A 板拿走时，相当于使d 变得更大，C 更小，故U 应更大，故选A 、B.6．(2009·河南宝丰一中高二检测)一平行板电容器电容为C ，两极板水平放置，两极板间距为d ，接到电压为U 的电源上，两极板间一个质量为m 的带电液滴处于静止，此液滴的电量q ＝________，若将两个极板之间的距离变为d /2，带电液滴将向________运动，(填“上、下、左或右”)，电容器的电容将________．(填“变大、变小、或不变”)答案：mg d U向上 变大 7．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 的恒定电源上，两板间距为3cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：(1)平行板电容器的电容；(2)平行板两板间的电场强度；(3)距B 板2cm 的C 点的电势．答案：(1)1×10－9F (2)2×103V/m (3)－20V解析：(1)C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1.0×10－9F (2)E ＝U d ＝60V 0.03m＝2×103V/m (3)φ＝Ed ′＝2×103×0.01V ＝20V1.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，如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用下列说法不正确的是()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答案：D解析：丁图的传感器是位移传感器．2．如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态．若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是()A．液滴将加速向下运动B．M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小C．M点的电场强度变小了D．在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同答案：BD解析：当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，A、C错误．由于b板接地且b与M间距未变，由U＝Ed可知M点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确．由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同，D正确．3．如图所示，为一只电容式传感器部分构件的示意图．当动片(实线圈)和定片(虚线圈)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，于是通过测量电容C的变化情况就可以知道θ的变化情况．那么，在图中，能正确反映C和θ间函数关系的是()答案：D4．如图所示，平行金属板AB间的距离为6cm，电势差是300V.将一块3cm厚的矩形空腔导体放入AB两板之间，它的左侧面P与A板平行，且距A板1cm.C是A、B两板正中央的一点，则C点的电势是________V.答案：200解析：E ＝U d ＝300(6－3)×10－2V/m ＝10000V/m.C 点电势即CB 间电势差，即：U ′＝Ed ′＝10000×2×10－2V ＝200V .5．如图所示，水平放置面积相同的两金属板A 、B .A 板挂在天平的一端，B 板用绝缘支架固定，当天平平衡时，两极板间的距离为5mm ，若在两板间加400V 电压后，在天平右端要增加4g 砝码，天平才能恢复平衡，可见金属板A 所带的电荷量为________C.答案：5×10－7 解析：在AB 间加上电压后，A 板受到电场力EQ ＝U d·Q ＝Δmg 所以Q ＝Δmg ·d /U ＝4×10－3×10×5×10－3/400C ＝5×10－7C6．如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm ，两板间的电势差为300V ，如果两板间电势差减小到60V ，则带电小球运动到极板上需多长时间？答案：4.5×10－2s.解析：取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q ，则带电小球受重力mg 和电场力qE 的作用．当U 1＝300V 时，小球平衡：mg ＝q U 1d① 当U 2＝60V 时，带电小球向下板做匀加速直线运动：mg －q U 2d＝ma ② 又h ＝12at 2③ 由①②③得：t ＝2U 1h (U 1－U 2)g ＝2×0.8×10－2×300(300－60)×10s ＝4.5×10－2s. 7．如图所示，两块水平放置的平行金属板a 、b ，相距为d ，组成一个电容为C 的平行板电容器，a 板接地，a 板的正中央有一小孔B .从B 孔正上方h 处的A 点，一滴一滴地由静止滴下质量为m 、电量为q 的带电油滴，油滴穿过B 孔后落到b 板，把全部电量传给b 板，若不计空气阻力及板外电场．问：(1)第几滴油滴将在a 、b 板间作匀速直线运动？(2)能达到b 板的液滴不会超过多少滴？答案：mgdC q 2＋1，mgC (h ＋d )q 2＋1. 解析：理解液滴在板间作匀速运动的条件、到达b 板液滴不会超过多少滴的含义．(1)当液滴在a 、b 间作匀速运动时，Eq ＝mg .设这时已有n 滴液滴落在b 板，板间场强为E ＝U d ＝nq dC ，n ＝mgdC q 2.作匀速运动的应是第mgdC q 2＋1滴； (2)设第N 滴正好到达b 板，则它到达b 板的速度正好为零．此时b 板的带电量Q ′＝(N －1)q ，a 、b 间的电压U ＝(N －1)q C .根据动能定理：mg (h ＋d )－qU ＝0，N ＝mgC (h ＋d )q 2＋1.能够到达b 板的液滴不会超过mgC (h ＋d )q 2＋1滴． a。
人教版高中物理选修3-1作业：1-8 电容器的电容
课后作业45分钟一、选择题(8×5′，共40分)1．关于电容器和电容的概念下列说法正确的是( )A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷C．某一电容器带电量越多，它的电容就越大D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大答案：2．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明( )A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳更多的电荷C．A的体积比B大D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大解析：电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定．电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极板间的电压每改变1 V，电荷量改变的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．正确答案为D.答案：D3．(2010年北京卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图6)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )图6A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变解析：静电计指针的偏角θ反映两极板间电压的大小．根据C＝知，保持S不变，当d增大时，电容C减小，又因电荷量Q不变，根据U＝得，C减小时，U增大，则θ变大，A项正确，B项错误；同理可以判断d不变时，减小S，电容减小，电压增大，θ变大，C、D项均错误．答案：A4．有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3×10－6 C，则其电压降为原来的，则( )A．电容器原来带的电荷量是9×10－6 CB．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 CC．电容器原来的电压可能是5 VD．电容器原来的电压可能是5 ×10－7 V解析：由题意知＝解得Q＝4.5×10－6C．当U1＝5 V时，C1＝＝F＝0.9 μF，当U2＝5×10－7 V时，C2＝＝F＝9 F．电线线路上电器的电容不可能达到(F)数量级，故原电压值不可能是5×10－7 V.答案：5．(2011·天津卷)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是( )A．U2＝U1，E2＝E1B．U2＝2U1，E2＝4E1C．U2＝U1，E2＝2E1D．U2＝2U1，E2＝2E1解析：由题意可知，C＝，E1＝，C＝，当电容器带电量变为2Q，板间距离变为时，C′＝＝2C，U2＝＝＝U1，E2＝＝＝2E1，C项正确．答案：C图76．如图7所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q ，两板间距离为d，上极板带正电．现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点．A、B两点间的距离为s，连线与极板间的夹角为3 0°.则电场力对试探电荷q所做的功等于( )解析：两板间电压U＝，两极板间电场强度E＝＝，电场力所做的功W＝·30°＝.答案：C图87．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．如图8所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是( )A．C增大表示h增大B．C增大表示h减小C．C减小表示h减小D．C减小表示h增大答案：图98．两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图9所示．接通开关S，电源即给电容器充电．则( )A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板所带电荷量增大C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间电势差增大答案：二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图109．如图10所示，静电计的指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，使两块金属板带上等量的异种电荷，则：(1)当向两板间插入电介质时，静电计指针张角变．(2)当两板间距离增大时，静电计指针张角变．(3)当两板互相平行地错开时，静电计指针张角变．解析：插入电介质使εr变大，C＝变大，Q一定，U＝变小，d 变大时，C变小，U＝变大；两板错开，S变小，C变小，U＝变大．答案：(1)小(2)大(3)大图1110．一平行板电容器的电容为C，充电后与电源断开，此时板上带电量为Q，两板间电势差为U，板间场强为E.现保持间距不变使两板错开一半，如图11所示，则下列各量的变化是：电容C′＝，带电量Q′＝，电势差U′＝，板间场强E′＝.解析：介质与间距不变，正对面积减为原来的一半，则由C＝可知电容也减为原来的一半，即C′＝C，又切断电源后，板上电量不变，Q′＝Q.再由C′＝得U′＝2U，且E′＝＝＝2E.答案：C Q2U2E图1211．如图12所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连有一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式C ＝ε计算，式中常量ε＝9.0×10－12F·m－1，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离，当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号，设每个金属片的正对面积为502，键未按下时金属片的距离为0.6 ，如果电容变化0.25 ，电子线路恰能检测出相应的信号，则键至少需要被按下多少毫米？解：当d＝0.6 ，电容C1＝ε＝0.75 ，由题意知C2＝1 ，此时d′＝＝0.45 ，故Δd＝d－d′＝0.15 .图1312．如图13所示，相距为d，水平放置的两平行金属板a、b的电容为C，开始时两板均不带电，a板接地且中央有孔．现将带电量为q、质量为m的带电液体一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度地滴下，竖直落到b板上层，电荷全部被b板吸收(重力加速度为g，不计阻力)，试求：(1)能够到达b板的液滴数不会超过多少？(2)若能够到达b板的液滴数为k，第k＋1滴液滴将如何运动？解：设第k滴液滴刚好能到达b板，则第k滴液滴进入两板间时，前(k－1)滴液滴已建立了电场，由Q、C求出U和E，对第k滴液滴应用动能定理即可求解．(1)前(k－1)滴液滴已建立的电场为：U＝＝，E＝＝.对第k滴液滴应用动能定理，有(h＋d)－＝0，(h＋d)－d＝0，k＝＋1.(2)由题意，第(k＋1)滴液滴进入两板间后做减速运动且已无法到达b板，它所受电场力大于重力，因而将反向跳出a板中央的小孔，然后再无初速度地滴下．所以第(k＋1)滴液滴将在板内外做上、下往复运动．。
高中物理第1章8电容器的电容课时作业(含解析)新人教版选修3_1
课时作业(八) 电容器的电容[全员参与·基础练]1．下列关于电容的说法正确的是( ) A ．电容器简称电容B ．电容器A 的电容比B 的大，说明A 的带电荷量比B 多C ．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量D ．由公式C ＝QU知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比【解析】 电容器和电容是两个不同的概念，A 错；电容器A 的电容比B 的大，只能说明电容器A 容纳电荷的本领比B 强，与是否带电无关，B 错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压、电容器的体积等均无关，D 错．【答案】 C2．电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是( ) A ．电容器的电容表示其储存电荷的能力 B ．电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C ．电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D ．电容的常用单位有μF 和pF,1 μF ＝103pF【解析】 电容是表示电容器容纳电荷的本领的物理量，A 正确．电容是电容器本身的性质，只与正对面积、极板间的距离和电介质的性质有关，与电容器的带电荷量和两极板间的电压无关，B 、C 不正确．电容器的常用单位的换算关系是1 μF ＝106pF ，D 不正确．【答案】 A3．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．下列为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两板间距离而引起电容变化的是( )【解析】 A 选项改变的是介质，B 、D 选项改变的是正对面积，C 选项改变的是两板间距离，故C 正确．【答案】 C4．(多选)对一电容器充电时电容器的电容C ，带电荷量Q ，电压U 之间的关系图象如下图所示，其中正确的是( )【解析】 对一确定的电容器，其电容是不变的，与所加电压或电荷量无关，但其所带电荷量Q ＝CU 是和两极板间电压成正比的．故正确答案为CD.【答案】 CD5．(多选)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点，如图1－8－9所示，以E 表示两极板间的场强，U 表示电容器的电压，E p 表示正电荷在P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( )图1－8－9A ．U 变小，E 不变B ．E 变大，E p 变大C ．U 变小，E p 不变D ．U 不变，E p 不变【解析】 当平行板电容器充电后与电源断开时，每板上带电量Q 不变．由E ＝Ud，U ＝Q C ，C ＝εr S 4πkd 可推得：E ＝4πk εr ·Q S即两极板间场强只与极板上单位面积的带电量(电荷的面密度)成正比．所以两板间场强E 保持不变，由于板间距离d 减小，据U ＝Ed 可知，电容器的电压U 变小．【答案】 AC6．(多选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是( ) A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C ．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 【解析】 影响平行板电容器电容大小的因素有：(1)随正对面积的增大而增大；(2)随两极板间距离的增大而减小；(3)在两极板间放入电介质，电容增大．由此可知B 、C 选项正确．对D 选项，实际上是减小了平行板的间距，所以D 也对．故正确选项为B 、C 、D.【答案】 BCD7．(多选)一个空气平行板电容器，极板间距离为d ，正对面积为S ，充以电荷量Q 后，两极板间电压为U ，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )A ．将电压变为U /2B ．将带电荷量变为2QC ．将极板正对面积变为2SD ．将两极间充满介电常数为2的电介质【解析】 电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A 、B 不正确；根据公式C ＝εr S4πkd可知选项C 、D 正确．【答案】 CD8．如图1－8－10所示是测定液面高度h 的电容式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，D 为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则( )图1－8－10A ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大B ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大C ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小D ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小【解析】 指针左偏，电容器放电，电荷量减小，由C ＝Q U，又U 不变，故C 减小．由C ＝εr S 4πkd，S 减小，即h 减小，故选项D 正确． 【答案】 D[超越自我·提升练]9．(多选)如图1－8－11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( )图1－8－11A ．电容器带电荷量为U CB ．两极板间匀强电场的电场强度大小为UL sin θC ．M 、P 两点间的电势差为UL sin θdD ．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qUL sin θd【解析】 本题考查电容器电容的定义式，电场强度与电势差的关系，电场力做功与电势能改变的关系．由电容器电容的定义式可知，电容器的带电量为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 ＝U d，B 项错误；MP 两点间的电势差就等于NP 间的电势差，即U MP ＝EL sin θ＝UL sin θd，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qU MP ＝qUL sin θd，D 项正确． 【答案】 CD10．(多选)如图1－8－12所示，两块平行带电金属板，带正电的极板接地，两板间P 点处固定着一个负电荷(电荷量很小)．现让两板保持距离不变而水平错开一段距离，则( )图1－8－12A ．两板间电压变大，P 点场强变大B ．两板间电压变小，P 点场强变小C ．P 点电势变大，负电荷的电势能变小D ．P 点电势变小，负电荷的电势能变大【解析】 E ＝U d ＝Q /C d ＝Qεr S /4πkd d ＝4πkQεr S，由S 减小，致使E 变大；根据－φP ＝Ed ，E P ＝(－q )(－φP )负电荷在此电场中具有的电势能是正的．【答案】 AD11．如图1－8－13所示，一平行板电容器接在U ＝12 V 的直流电源上，电容C ＝3.0×10－10F ，两极板间距离d ＝1.20×10－3 m ，取g ＝10 m/s 2，求：图1－8－13(1)该电容器所带电荷量．(2)若板间有一带电微粒，其质量为m ＝2.0×10－3kg ，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量多少？带何种电荷？【解析】 (1)由公式C ＝QUQ ＝CU ＝3×10－10×12 C＝3.6×10－9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE ＝mg ， 而E ＝U d 解得q ＝mgd U＝2.0×10－3×10×1.20×10－312 C ＝2.0×10－6 C微粒带负电荷．【答案】 (1)3.6×10－9C (2)2.0×10－6C 负电荷12．计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是C ＝εS d，其中ε＝9.0×10－12F·m －1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF ，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？图1－8－14【解析】由题中给出的电容计算公式C＝εSd及相关数据，解得键未按下时的电容C1＝0.75 pF，由C1C2＝d2d1得，ΔCC2＝Δdd1，又C2＝1.00 pF，解得Δd＝0.15 mm. 【答案】0.15 mm。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.8电容习题含答案
电容同步测试姓名得分1、下列关于电容器和电容的说法中，不正确的是( )A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比。
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比。
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变。
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关。
2、下面关于电容器及其电容的叙述正确的是()A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关。
B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。
C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。
D．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定。
3、下列说法正确的是（）A．点电荷一定是电量很小的电荷。
B．电场线是假想曲线，实际不存在。
C．电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向。
D．根据C=可知，电容器的电容C与电量Q成正比、与电压U成反比。
4、如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是( ) A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．Q变小，C变小，U不变，E不变C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变小，E变小5、如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是图l—7—7A、合上S，使A、B两板靠近一些。
B、合上S，使A、B正对面积错开一些。
C、断开S，使A、B间距增大一些。
D、断开S，使A、B正对面积错开一些。
6、关于电容器及其电容的叙述，正确的是（）A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关。
物理人教版选修3-1名师精编课时作业：第一章第8节电容器的电容 Word版含解析
[随堂检测]1．下列关于电容器及其电容的叙述正确的是( )A ．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B ．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C ．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D ．一个固定电容器的电荷量增加ΔQ ＝1．0×10－6 C 时，两板间电压升高10 V ，则电容器的电容无法确定解析：选A ．电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A 正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B 错误；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电荷量的变化而变化，C 错误；由C ＝Q U ＝ΔQ ΔU可求电容器的电容，D 错误．2．某位移式传感器的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，平行金属板A 、B 和介质P 构成电容器，当可移动介质P 向左匀速移出的过程中( )A ．电容器的电容变大B ．电容器的电荷量保持不变C ．M 点的电势比N 点的电势低D ．流过电阻R 的电流方向从M 到N解析：选D ．当可移动介质P 向左匀速移出的过程中，介电常数减小，电容器电容变小，选项A 错误；电容器的电压等于电源电动势不变，电荷量Q ＝CU 减小，选项B 错误；电容器放电，电流方向M →R →N ，M 点的电势比N 点的电势高，选项C 错误，D 正确．3．(2018·江西临川一中质检)如图所示是测定液面高度h 的电容式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则( )A ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大B ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大C ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小D ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小解析：选D ．电流计指针向左偏转，说明流过电流计G 的电流由左→右，则导体芯A 所带电荷量在减小，由Q ＝CU 可知，导体芯A 与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度h 在减小，故D 正确．4．板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间电场强度为E 1．现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间电场强度为E 2，下列说法正确的是( )A ．U 2＝U 1，E 2＝E 1B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 1解析：选C ．由公式E ＝U d 、C ＝Q U 和C ∝εr S d 可得E ∝Qεr S ，所以Q 加倍，E 也加倍，再由U ＝Ed 可得U 相等，C 正确．[课时作业] [学生用书P123(单独成册)]一、单项选择题 1．如图所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ，对电容器来说正确的是( )A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5．0×10－2 FD ．该电容器所带电荷量的变化量为0．20 C解析：选B ．由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错，B 对；由C ＝QU ＝0．240F ＝5×10－3 F ，可知C 错；ΔQ ＝C ΔU ＝5×10－3×4 C ＝0．02 C ，D 错．2．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小解析：选B ．由公式C ＝εr S4πkd 知，在两极板间插入一电介质，其电容C 增大，由公式C＝QU知，电荷量不变时U 减小，B 正确． 3．一个空气平行板电容器，极板间距离为d ，正对面积为S ，充上电荷量Q 后，两极板间电压为U ，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )A ．将电压变为U2B ．将带电荷量变为2QC ．将极板正对面积变为S2D ．将两极板间距离变为d2解析：选D ．电容器的电容与电容器极板上的电荷量、极板间电压无关，故选项A 、B 错误；由电容的决定式C ＝εr S4πkd可知选项D 正确，C 错误． 4．如图所示是一只利用电容器电容(C )测量角度(θ)的电容式传感器的示意图，当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C )便发生变化，于是通过知道电容(C )的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C )之间关系的是( )解析：选B ．两极板正对面积S ＝12(π－θ)R 2，则S ∝(π－θ)，又因为C ∝S ，所以C ∝(π－θ)，令C ＝k (π－θ)，解得θ＝π－Ck(k 为常数)，所以B 正确．5．如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则( )A ．电容器带电荷量不变B ．电源中将有电流从正极流出C ．尘埃仍静止D ．电流计中将有电流，电流方向b →a解析：选C ．电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE ＝mg ，两极板错开时电场强度不变，故C 正确；因电容减小，由Q ＝CU 知电荷量Q 减小，电容器放电，电流方向a →b ，A 、B 、D 错误．6．如图所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电源两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是( )A ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ减小解析：选A ．保持S 闭合，则电容器两极板间的电压不变，由E ＝Ud 可知，当A 板向B板靠近时，E 增大，θ增大，选项A 正确，B 错误；断开S ，则两极板带的电荷量不变，由Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ＝εr S4πk E 可知，将A 板向B 板靠近，并不改变极板间的电场强度，故θ不变，选项C 、D 错误．7．如图，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，其上部空间有一带电粒子P 静止在电容器中．当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P 开始运动．重力加速度为g ．粒子运动的加速度为( )A ．l dgB ．d －l dgC ．l d －l gD ．d d －lg解析：选A ．带电粒子在电容器两极板间时受到重力和电场力的作用，最初处于静止状态，由二力平衡条件可得：mg ＝q Ud －l ；当把金属板从电容器中快速抽出后，电容器两极板间的电势差不变，但两极板间的距离发生了变化，引起电场强度发生了变化，从而电场力也发生了变化，粒子受力不再平衡，产生了加速度，根据牛顿第二定律ma ＝mg －q Ud ，两式联立可得a ＝ldg ．二、多项选择题8．一个电容器的规格是“100 μF 、25 V ”，对这两个数据的理解正确的是( ) A ．这个电容器加上25 V 电压时，电容才是100 μFB ．这个电容器最大电容是100 μF ，当带电荷量较小时，电容小于100 μFC ．这个电容器所加电压不能高于25 VD ．这个电容器所加电压可以低于25 V ，但电容不变，总是100 μF解析：选CD ．100 μF 代表电容器的电容，与所带电荷量和所加电压无关，25 V 是指电容器耐压值为25 V ，当其两端电压超过25 V 时，电容器将被击穿．9．连接在电源两极上的平行板电容器，当两极板间距离减小时( ) A ．电容器的电容C 变大 B ．电容器极板的带电荷量变大 C ．电容器两极板间的电势差U 变大 D ．电容器两极板间的电场强度E 变大解析：选ABD ．电容器两极板间距离减小，由C ∝εr Sd 得其电容变大，所以A 正确；因为电容器连在电源上，所以两极板间的电压保持不变，故C 错误；由Q ＝CU 得电容器所带电荷量变大，所以B 正确；由E ＝Ud知，两极板间的场强变大，所以D 正确．10．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点，如图所示，以E 表示两极板间的电场强度，U 表示电容器的电压，E p 表示正电荷在P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则( )A ．U 变小，E 不变B ．E 变大，E p 变大C ．U 变小，E p 不变D ．U 不变，E p 不变解析：选AC ．电容器充电后与电源断开，说明电容器带的电荷量不变．由C ∝εr Sd ，U＝Q C ，推出U ∝d ，因此正极板向负极板接近，即d 变小时，U 变小；又由E ＝Ud ，U ∝d ，故E 不变，选项A 正确，选项B 、D 错误．负极板接地即以负极板作为零电势点，电场强度E 不变，P 点的电势不变，正电荷在P 点的电势能也不变，选项C 正确．三、非选择题 11．如图所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为U ＝60 V 的恒压电源上，两极板间距为d ＝3 cm ，电容器带电荷量为Q ＝6×10－8 C ，A 极板接地．求：(1)平行板电容器的电容C ；(2)平行板电容器两板之间的电场强度E ； (3)距B 板为2 cm 的P 点处的电势φP ． 解析：(1)由电容定义知 C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1×10－9F ．(2)两板之间为匀强电场，电场强度大小为E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103 V/m ，方向竖直向下． (3)P 点距A 板间距离为 d AP ＝d －d BP ＝1 cmA 与P 间电势差U AP ＝Ed AP ＝20 V 又因为U AP ＝φA －φP ，φA ＝0 可得φP ＝－20 V ．答案：(1)1×10－9F (2)2×103 V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V12．如图所示，两块竖直放置的平行金属板A 、B ，板间距离d ＝0．04 m ，两板间的电压U ＝400 V ，板间电场可视为匀强电场．在A 、B 两板上端连线的中点Q 的正上方，距Q 为h ＝1．25 m 的P 点处有一带正电的小球，已知小球的质量m ＝5×10－6 kg ，电荷量q ＝5×10－8C ．设A 、B 板足够长，g 取10 m/s 2．试求：(1)带正电的小球从P 点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰； (2)相碰时，离金属板上端的距离多大．解析：(1)设小球从P 到Q 需时间t 1，由h ＝12gt 21得t 1＝2h g＝ 2×1．2510s ＝0．5 s ， 小球进入电场后其飞行时间取决于静电力产生的加速度a ，设小球在电场中的运动时间为t 2，则有qE ＝ma ，E ＝U d ，d 2＝12at 22，以上三式联立，得 t 2＝dmqU＝0．04× 5×10－65×10－8×400s ＝0．02 s ， 运动总时间t ＝t 1＋t 2＝0．5 s ＋0．02 s ＝0．52 s ．(2)小球由P 点开始由静止下落，在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t 内的位移为y ＝12gt 2＝12×10×(0．52)2 m ＝1．352 m ． 相碰时，与金属板上端的距离为s ＝y －h ＝1．352 m －1．25 m ＝0．102 m ． 答案：(1)0．52 s (2)0．102 m。
人教版高中物理选修3-1高二同步练习：第一章第8节电容器的电容.docx
高中物理学习材料桑水制作电容器的电容 课时作业1．下列关于电容器和电容的说法中正确的是( )A ．某电容器规格为“10 F,50 V ”，则该电容器两端电压为10 V 时，它两极板电荷量绝对值之和为200 CB ．某电容器规格为“10 F,50 V ”，则该电容器只有加50 V 电压时，电容才是10 FC ．一个电容器的规格是“10 F,50 V ”，则这个电容器的耐压值为50 VD ．甲电容器带2 C 电量，板间电压为2 000 V ，乙电容器带3 C 电量，板间电压为4 000 V ，说明乙电容器容纳电荷的能力比较大解析：选A.由电容器的定义式C ＝Q U 可得，当电容器两端电压为10 V 时，一个极板的带电量Q ＝CU ＝10×10 C ＝100 C ，它两极板电荷量绝对值之和为200 C ，选项A 正确；电容器的电容与电压没有关系，选项B 错误；电容器铭牌上标的电压值是额定电压，电容器的耐压值是击穿电压，击穿电压要大于额定电压，选项C 错误；电容器能容纳的最大电荷量除了与电容器本身因素有关外还与耐压值有关，因此电容大的电容器，能容纳的最大电荷量不一定大，电容的大小表示了电容器容纳电荷的能力，由C ＝Q U得甲电容器的电容较大，即甲电容器容纳电荷的能力比较大，选项D 错误．2．(2014·衡阳高二检测)如图所示，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，平行板电容器放电，且上极板带正电D ．开关接2时，平行板电容器放电，且上极板带负电解析：选A.开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连，所以带正电，故A 正确，B 错．开关接2时，平行板电容器被导线短接而放电，瞬间极板上电荷中和，均不带电，故C 、D 均错．3.如图所示，水平放置的平行板电容器，闭合电键与稳压直流电源连接，下板固定，当上板在AB 位置时，一个带电油滴刚好静止在电容器的中点，现在断开电键，使上板在AB 位置与A ′B ′位置之间上下往复移动，以下关于带电油滴的运动描述正确的是( )A ．油滴在电容器两极板间上下往复运动B ．油滴始终向下极板运动最后到达下极板C ．油滴始终处于静止状态D ．上板向上移动时，油滴做加速运动；上板向下移动时，油滴做减速运动解析：选C.带电油滴刚好悬浮静止在电容器的中点，说明油滴所受重力和电场力等大反向，即qE ＝mg .当上板在AB 位置与A ′B ′位置之间上下往复移动时，不管上板在哪个位置(除AB 位置外)，两极板的带电荷量Q 为定值，板间的电场强度为E ＝U d ＝4πkQ εr S不变化，所以总有qE ＝mg ，油滴所受的合力仍为零，始终处于静止状态．故选C.4.(2014·福建龙岩一中高二期中)如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ，对电容器来说正确的是( )A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5.0×10－2 FD ．该电容器的电量变化量为0.20 C解析：选B.由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错误B 正确；由C ＝Q U ＝0.240F ＝5×10－3 F ，可知C 错误；ΔQ ＝C ΔU ＝5×10－3×4 C ＝0.02 C ，D 错误．故选B.附加题5.(2012·高考新课标全国卷)如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )A ．所受重力与电场力平衡B ．电势能逐渐增加C ．动能逐渐增加D ．做匀变速直线运动解析：选BD.由题意可知粒子做直线运动，受到竖直向下的重力和垂直极板的电场力，考虑到电场力和重力不可能平衡，故只有电场力与重力的合力方向水平向左才能满足直线运动条件，故粒子做匀减速直线运动，电场力做负功，电势能逐渐增加，故选BD.6．一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q 1＝3.0×10－5 C 增加到Q 2＝3.6×10－5 C 时，两板间的电势差从U 1＝10 V 增加到U 2＝12 V ，这个电容器的电容多大？如要使两极板电势差从U 1＝10 V 降为U 2′＝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？解析：由C ＝ΔQ ΔU得： C ＝3.6×10－5－3.0×10－512－10F ＝3.0×10－6 F ΔQ ＝C ΔU ′＝3.0×10－6×(10－6) C ＝1.2×10－5 C由C ∝1d 得：C ′C ＝d d ′＝2 所以C ′＝2C ＝2×3.0×10－6 F ＝6.0×10－6 F.答案：3.0×10－6 F 1.2×10－5 C 6.0×10－6 F。
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一、单选题人教版 选修3-1 高二（上 ）第一章 8.电容器的电容 课后作业
1. 连接在电源两极上的平行板电容器，当两极板间距离减小时，下列说法错误的是（ ）
A ．电容器的电容变大
B ．电容器极板的带电荷量变大
C ．电容器两极板间的电势差变大
D ．电容器两极板间的电场强度变大
2. 如图所示，、
为两块平行带电金属板，带负电，带正电且与大地相接，两板间点处固定一负电荷，设此时两极间的电势差为
，点场强大小为
，电势为，负电荷的电势能为，现将、两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（ ）
A ．变大，变大
B ．变小，变小
C ．变大，变大
D ．变大，
变小
A ．板与静电计的指针带的是异种电荷
B ．甲图中将板上移，静电计的指针偏角减小
C ．乙图中将板左移，静电计的指针偏角不变
D ．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小
4. 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为
，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量．如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S ，其间为真空，带电荷量为Q ．不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互
的静电引力大小分别为
A ．和
B ．和
C ．和
D ．和
5. 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；在下极板上叠放一厚度为的金属板，其上部空间有一带电粒子静止在电容器中．当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子
开始运动．重力加速度为．粒子运动的加速度为（ ）
B ．
C ．
D ．
A ．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，以下说法正确的是（）3.
二、解答题6. 如图所示，已知平行板电容器两极板间距离，充电后两极板电势差为。
板带正电，若它的电容为
，且到板距离为。
求：
（1）每一板的带电荷量。
（2）一个电子在点具有的电势能。
（3）一个电子从板出发到板获得的动能。
（4）两板间的电场强度。