(粤教版)高中物理【选修3-1】1.7《了解电容器》课时检测及答案
高中物理 1.7《了解电容器》测试 粤教版选修3-1
了解电容器一、单项选择题1．关于电容器的电容，下列说法正确的是( )A．电容器带电量越多，电容越大B．电容器两板间电压越低，其电容越少C．电容器不带电时，其电容为零D．电容器的电容只由它本身特性决定解析：选D.电容器的电容只由它本身的特性决定，与电容器两极板间的电压及极板上的带电荷量均无关．图1－7－62．如图1－7－6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，两极板错开时场强不变，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．3．某电容器上标有“1.5 μF9 V”的字样，则该电容器( )A．所带电荷量不能超过1.5×10－6 CB．所加电压不能超过9 VC．该电容器击穿电压为9 VD ．当给该电容器加4.5 V 的电压时，它的电容值变为0.75 μF解析：选B.该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压．加在该电容器上电压超过9 V 就击穿它．能够给它充的最大电荷量为Q ＝CU m ＝1.5×10－6×9.0 C＝1.35×10－5 C ．电容器电容与所加电压无关，因此当给电容器加4.5 V 的电压时，其电容值仍为1.5 μF.4.图1－7－7如图1－7－7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．现将一个试探电荷q 由两极板间的A 点移动到B 点，如图所示．A 、B 两点间的距离为s ，连线AB 与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )A.qCsQd .qQs Cd C.qQs 2Cd.qCs 2Qd解析：选C.由C ＝Q U 和E ＝U d 得E ＝QCd ，则从A 到B 移动试探电荷q 电场力所做的功为：W ＝qEssin30°＝qQs2Cd，选项C 正确． 5.图1－7－821世纪，智能机器人将走进千家万户，各种各样的传感器是智能机器人的核心部分之一．传感器是一种将感受的物理量(如光、热、力、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．如图1－7－8所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力(F)作用于可动膜片电极上时，可对膜片产生压力发生形变，引起电容的变化．将电容器、灵敏电流计和直流电源串联，接成闭合电路，那么：①当F向上压膜片电极时，电容将减小②当F向上压膜片电极时，电容将增大③若电流计有示数，则压力F发生变化④若电流计有示数，则压力F不发生变化以上各项中正确的有( )A．①③ ．②③C．①④ ．②④解析：选B.F向上压膜片电极时，膜片发生形变，板间距离减小，故电容增大，②对．当F发生变化，可动膜片形状改变，板间距离改变，电容改变，由Q＝CU知电荷量要变化，就有充电或放电电流，电流计有示数，③对．正确选项为B.二、双项选择题6.图1－7－9如图1－7－9所示，平行板电容器总与电池相连，当两极板板间距离减小后，两板间的电压U、场强E、电容C及电量Q的变化情况是( )A．U不变．Q变小C．E变小．C变大解析：选AD.电容器总与电池相连，所以U不变．由C＝εr4πkd知当d减小时C增大．而Q＝CU所以Q变大，而E＝Ud，所以E变大．图1－7－107．如图1－7－10所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量＋Q，板间电场内有一固定点P.若将A板固定，B板下移一些，以下说法正确的是( )A．两板间场强E可能变大B．两板间场强E不变C．P点电势φ升高D．P点电势φ不变解析：选BC.E＝4πkQεrS，间距变化，E不变，故B正确；φ＝Ed，故C正确．8．(2020年苍山高二检测)如图1－7－11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板带正电，则下列判断正确的是( )图1－7－11A．增大两极板之间的距离，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解析：选AB.电容器上所带电量一定，由公式C＝εrS4πkd，当d变大时，C变小．再由C＝QU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.9.图1－7－12如图1－7－12是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的是( )A．该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和导电液体B．芯柱外套的绝缘管越厚，该电容器的电容越大C．如果指示器显示出电容增大了，则说明容器中液面升高了D．如果指示器显示出电容减小了，则说明容器中液面升高了解析：选AC.题中给出的是一个类似于平行板电容器的装置．芯柱和导电液体相当于电容器两极，芯柱外套的绝缘管就是板间的电介质，其厚度d相当于两平行板间的距离，容器中液面的高低影响到两极板间的正对面积，即液面升高，S变大，液面降低，S变小．由于C与S成正比、与d成反比，故电容增大，说明d减小，S 增大，h升高．综上所述，本题的正确答案是A、C.10.图1－7－13如图1－7－13所示为静电除尘示意图，在M、N两点间接高压电源，金属管内空气电离，电离的电子在电场力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，因而煤粉被吸附到管上，排出的烟就清洁了．就此示意图，下列说法正确的是( )A．N接电源的正极．M接电源的正极C．电场强度Em >En．电场强度Em<En解析：选AC.电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电，N接电源正极，将金属棒与金属管壁看作电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的m点处电场线较密，而靠近金属管壁的n点处电场线较疏，故m处场强比n处场强大，即Em >En.三、非选择题11．一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C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？解析：电荷量的增加量和电势差的增加量分别为ΔQ＝Q2－Q1＝3.6×10－5 C－3×10－5 C＝6×10－6 C，ΔU＝U2－U1＝12 V－10 V＝2 V.根据电容的定义，它等于每增加 1 V电势差所需增加的电荷量，即C＝ΔQ ΔU＝6×10－62F＝3×10－6 F＝3 μF要求两极板间电势差降为6 V，则每板应减少的电荷量为ΔQ′＝CΔU′＝3×10－6×(10－6) C＝1.2×10－5 C.据决定式C＝εrS4πkd可知，只有电容器极板间距离减半时，电容加倍，故此时电容大小C′＝2 C＝6 μF.答案：3 μF 1.2×10－5 C 6 μF12.图1－7－14(2020年山东临沂高二检测)要使一质量为m、电荷量为＋q的小球沿水平直线被加速，需要外加一匀强电场，如图1－7－14所示．已知平行板间距为d，与水平夹角为θ，要使此小球从A板左上端沿直线由静止沿水平方向被加速，恰从B板的右下端射出，求两金属板所加电压U是多少？小球被加速后的速度是多大？解析：分析小球受力，由题意可知，小球所受合外力应水平向右，qE＝mg cosθ，所以E＝mgqcosθ，U＝Ed＝mgdqcosθ.由动能定理qU＝12 mv2得v＝2qUm＝2qm·mgdqcosθ＝2gdcosθ.答案：mgdqcosθ2gdcosθ。
高中物理 1.7 了解电容器每课一练 粤教版选修3-1
1.7 了解电容器每课一练（粤教版选修3-1）一、单项选择题1．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，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：A2．下列关于电容器的叙述正确的是( )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＝1.0×10－6 C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定解析：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；电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C错，C＝QU＝ΔQΔU可求电容器的电容，D错．3．对于给定的电容器，在描述电容C、带电荷量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图象中正确的是( )答案：A4．如图176所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态．以下说法正确的是( )图176A．若将上板A向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有a→b的电流B．若将上板A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流C．若将下板B向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流D．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G中无电流通过解析：因A板与电池的负极相连，故A板带负电，由C∝εrSd、Q＝CU和E＝Ud，可以得出将A板向左平移一小段，则电容器的电容减小，A板带电荷量减少，U不变，板间电场强度不变，则板间的油滴仍平衡；A板上移，则电容减小，A板带电荷量减小，U不变，板间的电场强度减小，所以油滴向下加速运动，G中有b→a的电流，B对，C错；将S断开，电容器的带电荷量不变，则油滴仍平衡，所以D错．二、双项选择题5．如图177所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路．在增大电容器两极板间距离的过程中( )图177A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流解析：由题知电容器两板间电压恒定，设已充电荷量为Q，当两板距离增大时，电容C变小，由Q＝CU可知带电荷量Q将减小，必然有一部分正电荷通过电阻R回流．正确选项为B、C答案：BC6．一平行板电容器，两极板间的距离d和两极板面积S都可调节，电容器两极板与电源相连接，以Q表示电容器的电荷量，E表示两极板间的电场强度，则下列说法中正确的是( )A．当d增大，S不变时，Q减小E减小B．当S增大，d不变时，Q增大E增大C．当d减小，S增大时，Q增大E增大D．当S减小，d减小时，Q不变E不变解析：由于电容器与电源相连，则电容器两极板的电压不变，根据平行板电容器电容C＝εrS4πkd可知，当d增大S不变时，电容C减小，又因Q＝CU可得，电荷量减小，又由E＝Ud可知，场强E减小，故A选项正确；当S增大，d不变时，C增大，Q增大，E不变，所以B选项错误；当d减小，S增大时，C增大，Q增大，E增大，所以C 选项正确；当S减小，d减小时，电容C不一定增大，Q也不一定不变，但E一定增大，所以D选项错误．可见本题A、C选项正确．答案：AC7．如图178所示电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度．下述哪些做法可使指针张角增大( )图178A．使A、B两板靠近一些B．使A、B两板正对面积错开一些C. 断开S后，使B板向右平移拉开一些D．断开S后，使A、B正对面积错开一些解析：图中静电计的金属杆接A极，外壳和B板均接地，静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两极板间的电压越高，当合上S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，不变，静电计指针张角不变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C＝QU可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大，答案为C、D.答案：CD8．一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179所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，Ep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179A ．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，每板上带电荷量Q 不变．由E ＝U d ，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荷量(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．由于场强E 不变，因此P 点与接地的负极板即与大地的电势差保持不变，即P 点的电势保持不变，因此电荷在P 点的电势能E p 保持不变．正确选项为A 、C.答案：AC9．平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图1710所示，则( )图1710A ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大B ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变C ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变解析：小球受重力、水平向右的静电力和悬线的拉力而平衡．当开关S始终闭合时，电容器两板间电势差始终保持不变，当两板间距离d减小时，由E＝Ud知E变大，小球所受静电力变大，则θ增大；当电容器充电后S断开时，电容器所带电荷量Q不变，两板间距离d减小时，E＝Ud＝QCd＝4πkQεrS，E与d无关，可见E不变，小球所受静电力不变，θ不变．故A、D选项正确．答案：AD三、非选择题10．一同学用感应起电机给一个电容器充电，充电后从电容器两极板引出两根导线，使两根导线的端点相距很近时，发生的现象是________．若将电容器两极板和一个静电计相连，然后给电容器充电，充电时间越长，静电计指针偏转角度越大，这说明电容器带电荷量越多时，它两极板间的电势差就________．为了定量地研究电容器所带电荷量和两极板间电势差之间的关系，该同学用一个能够给电容器提供5 mA 稳恒电流的恒流源给一个电容器充电，用秒表记录充电时间，充电后用伏特表测电容器两极板间的电势差，测出实验数据如下表所示，由此可知实验中所用电容器的电容为________μF.(保留两位有效数字)充电时间(s) 4 8 12 16 20 24两板间电压(V)4.26 8.51 12.77 17.02 21.88 25.53解析：ΔQ＝IΔt C＝ΔU C＝ΔUI＝5 mA Δt＝4 s ΔU＝4.25 V C＝4 700 μF答案：火花放电大 4 700 μF11．如图1711所示，水平放置面积相同的金属板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，两板间的距离为5 mm.若在两板间加400 V的电压后，在天平右端要增加4 g 砝码，天平才能恢复平衡，可见金属板A 所带的电荷量为________C.图1711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＝4×10－2×10×5×10－3400C ＝5×10－7 C. 答案：5×10－712．如图1712所示，有的计算机键盘的每个键下面连一小块金属片；与该金属片隔有一定空气隙的是另一块小的固定金属片．这两片金属片组成一个小电容器．该电容器的电容C 可用公式C ＝εr S d计算，式中常量εr ＝9×10－12 F·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50 mm 2.键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化0.25 pF.电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少？图1712解析：由C ＝εr S d 得C 1＝εr S d 1，C 2＝εr S d 2ΔC＝C 2－C 1＝εr S ⎝ ⎛⎭⎪⎫1d 2－1d 1 代入数据得d 2＝4.5×10－4 m ＝0.45 mm ，故至少按下的距离Δd＝0.15 mm.答案：0.15 mm。
高中物理 1.7《了解电容器》学案 粤教版选修3-1
了解电容器学案●知识要点整合1、电容器任意两个彼此绝缘、互相靠近的导体即构成一个电容器。
平行板电容器是最简单、最基本的电容器，其他形状的电容器可以看作平行板电容器的变形。
在实际的电子电路中，连接各元件的导线都能构成一个个形状不规则的电容器，尽管其电容量不大，但在高频情况下，其对电路工作状态的影响，也是不容忽视的。
使电容器极板带电的过程叫充电。
电容器充电时两极板总带有等量异种电荷。
电容器的带电量指的是电容器一个极板所带电荷量的绝对值。
使电容器失去电荷的过程叫放电。
电容器充电、放电过程中，电路中都有短暂的变化电流。
交变电流能“通过”电容器，其实质就是电容器在交变电压作用下，反复充、放电的结果。
2、电容器的电容电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其定义为：电容器的带电荷量跟它的两极间电压的比值。
（电容器的两极间的电势差增加1V所需的电量）电容器的电容大小仅由电容器本身性质决定，而与其所带电荷量多少无关，这一点在平行板电容器电容大小的决定式C=kdSπε4中，得到了充分体现。
在电容器问题的讨论中，有两种典型情况应予以特别关注：一是若电容器两极始终和一恒定的直流电源两板相连接时，电容器两极间电压恒等于电源电动势；一是电容器充电后即和外界脱离接触（绝缘）时，其电荷量保持不变。
另外，平行板电容器间场强大小决定于极板电荷的面密度，也是一个有用的结论。
在电荷量不变的情况下，将极板错开、改变间距时，讨论极板间场强、电压的变化问题，要比利用电容定义式和决定式讨论方便得多。
例及解析一、夯实基础1．要使平行板电容器两极板间的电势差加倍，同时极板间的场强减半，可采用：[ ]（课本137页第（4）题）A．两板电量加倍，距离为原来的4倍B．两板电量加倍，距离为原来的2倍C．两板电量减半，距离为原来的4倍D．两板电量减半，距离为原来的2倍【解析】由公式U=Ed可知，要使U加倍，而E 减半，板间距离必须为原来的4倍。
由电容C 与d成反比可知，当d为原来的4倍时，C减为原来的1/4 。
物理新课堂同步粤教版选修3-1课时分层作业7 了解电容器 静电与新技术+Word版含解析.doc
课时分层作业(七)了解电容器静电与新技术[基础达标练](15分钟48分)选择题(共8小题，每小题6分)1．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．B比A能容纳更多的电荷量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D[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势差每改变1 V所改变的电荷量的多少)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项．] 2．(多选)电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是()A．电压保持不变，插入电介质B．电压保持不变，减小正对面积C．电压保持不变，减小极板间的距离D．以上措施都不行AC[根据C＝εr S4πkd及Q＝CU，当U不变时，增大S或减小d均可使电容增大，电量增大，从而增大电能．]3．最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是()A．加油时可以通过整理衣服导走静电B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电C．加油前可以先通过洗手以清除静电D．衣服上的静电产生方式属于接触起电C[加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误．]4．一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为ε0Sd，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间()【导学号：52592041】A．电场强度不变，电势差变大B．电场强度不变，电势差不变C．电场强度减小，电势差不变D．电场强度减小，电势差减小A[平行板所带电荷量Q，两板间电压U，有C＝QU，C＝ε0Sd，两板间匀强电场的场强E＝Ud，可得E＝Qε0S.电容器充电后断开电源，电容器电荷量Q不变，则E不变．根据C＝ε0Sd可知d增大、C减小，又根据C＝QU可知U变大．]5．(多选)如图1-7-7所示，平行板电容器的极板B接地，A板带有电荷量＋Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，下列说法正确的是()图1-7-7A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度变小，P点电势降低AC[A板下移与B板上移，两板间的距离均减小，但此平行板电容器为电荷量不变的电容器，改变两板间的距离不能改变电场强度的大小及方向，即E 不变．因此A板下移时，P点与B板间的电势差不变，即P点电势也不变；但B板上移时，由于P点与B板的距离减小，因此P、B间的电势差减小，即P点电势降低．选项A、C正确．]6.如图1-7-8所示的电容器C，两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是()图1-7-8A．两板间距离增大B．两板间距离减小C．两板正对面积减小D．两板正对面积增大B[开始时电荷受重力和电场力平衡，要使电荷向上运动，则要增大电场力，即要使场强E增大．由于电容器始终跟电源两极相连，所以电容器两极板间的电势差不变，所以，当d减小时，由E＝Ud可知E增大，故选B.]7．(多选)如图1-7-9所示，将平行板电容器与电池组相连，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()图1-7-9A．电容器带电荷量不变B．尘埃仍静止C．检流计中有a→b的电流D．检流计中有b→a的电流BC[电容器与电源相连，所以两极板间电压不变．两板错开一些，正对面积S将减小，由C∝S得C减小．由Q＝UC得，Q减小，电容器放电，电子从b向a运动，所以电流从a向b.由E＝Ud得，E不变，所以尘埃仍静止．]8．如图1-7-10，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()【导学号：52592042】图1-7-10A．F逐渐增大，T逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小C．F逐渐减小，T逐渐增大D．F逐渐增大，T逐渐增大B[电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由U＝Ed可知，电场强度E减小；电场力F＝Eq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T＝F2＋(mg)2；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小，B正确．][能力提升练](25分钟52分)一、选择题(共4小题，每小题6分)1. (多选)如图1-7-11所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了，就此示意图，下列说法正确的是()图1-7-11A．N接电源的正极B．M接电源的正极C．电场强度E M＞E ND．电场强度E M＜E NAC[电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极．将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的M点处电场线较密，而靠近金属管壁的N点处电场线较疏，故M处场强比N处场强大，即E M＞E N.]2.电容器充电后与电源断开，质量为m电荷量为q的带电粒子静止于该电容器两平行板中间，现在两板间贴近下板插入一个厚度为极板间距离1/4的金属板，如图1-7-12所示，则关于两板间电势差、带电粒子的运动情况的说法中正确的是()图1-7-12A．两板间电势差U增大，带电粒子向上加速B．两板间电势差U不变，带电粒子仍静止C．两板间电势差U减小，带电粒子仍静止D．两板间电势差U减小，带电粒子向下加速C[插入金属板后，相当于电容器极板之间的距离变小，根据电容的决定式C＝εr S4πkd，分析可知，当在两板间插入金属板时，d减小，所以电容增大．电容器充电后断开开关，电容器所带电量保持不变，根据Q ＝CU 知电容C 增大，则电压减小；根据E ＝U d 得：E ＝Q Cd ＝4πkQ εr S 知场强与极板之间的距离无关，所以场强不变，粒子受力不变，仍静止．故选C.]3．(多选)有一个正在放电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－6C ，其电压降为原来的13，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 VBC [由C ＝ΔQ ΔU ＝3×10－6C ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13U ＝Q U ，解得Q ＝4.5×10－6 C ，故B 正确．当U 1＝5 V 时，C 1＝Q U 1＝4.5×10－65 F ＝0.9 μF ；当U 2＝5×10－7 V 时，C 2＝Q U 2＝4.5×10－65×10－7 F ＝9 F ，这么大的电容可以说在哪里都没有，F 的单位非常大，一般的电容都是μF 以及pF ，故电压不可能为5×10－7 V ，故C 项正确．]4．(多选)如图1-7-13所示，现有一平行板电容器，上、下极板分别带等量负电和正电，且电量保持不变，两板间距离为d ，有一带电小球以速度v 0水平射入电容器，且刚好从下极板右边缘飞出．若保持下极板静止，把上极板上移，使两板距离为2d ，小球从原处以0.5 v 0的水平速度射入，则带电小球：图1-7-13A ．将打在下板中央B ．仍沿原轨迹运动由下极板边缘飞出C ．不发生偏转，沿直线运动D ．若上板不动，将下板上移一段距离，小球不可能打到下板的中央AD [据电容的定义C ＝Q U ，电容决定式为：C ＝εr S 4πkd ，场强定义式：E ＝U d ，以上联立可得：E ＝4πkQ εr S ，E 显然与d 无关，所以当极板上、下移动时，板内场强不变，则小球受到的合力不变，加速度不变，由y ＝12at 2，可知时间不变，初速度为0.5 v 0，水平位移x ＝0.5 v 0t 为原来的一半，将打在下板中央，故A 正确，BC 错误；当把下极板上移时，粒子竖直位移减小，y ＝12at 2，时间减小，水平位移x ＝0.5 v 0t 小于极板的一半，不可能打在下极板的中央，故D 正确．所以选AD.]二、非选择题(2小题，共28分)5．(14分)如图1-7-14所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：【导学号：52592043】图1-7-14(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2 cm 的C 点处的电势．【解析】 (1)由电容定义式C ＝Q U ＝6×10－860 F ＝1×10－9 F.(2)两板之间为匀强电场E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103 V/m ，方向竖直向下． (3)C 点距A 板间距离为d AC ＝d －d BC ＝1 cmA 与C 间电势差U AC ＝Ed AC ＝20 V又U AC ＝φA －φC ，φA ＝0可得φC ＝－20 V .【答案】 (1)1×10－9 F (2)2×103 V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V6. (14分)如图1-7-15所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点，现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q 和－Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．图1-7-15【解析】 设电容器电容为C ，第一次充电后两极板之间的电压为U ＝Q C① 两极板之间电场的场强为E ＝U d②式中d 为两极板间的距离．按题意，当小球偏转角θ1＝π6时，小球处于平衡位置．设小球质量为m ，所带电荷量为q ，则有T cos θ1＝mg③ T sin θ1＝Qe④ 式中T 为此时悬线的张力．联立①②③④式得tan θ1＝qQ mgCd ⑤ 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ ，此时小球偏转角θ2＝π3，则tan θ2＝q (Q ＋ΔQ )mgCd⑥ 联立⑤⑥式得tan θ1tan θ2＝Q Q ＋ΔQ ⑦代入数据解得ΔQ ＝2Q .⑧ 【答案】 2Q经典语录1、最疼的疼是原谅，最黑的黑是背叛。
高中物理课时作业7了解电容器静电与新技术粤教版选修3_1
课时分层作业（七）了解电容器静电与新技术（时间：40分钟分值：100分）［基础达标练］选择题（本题共8小题，每小题6分）1 •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. B比A能容纳更多的电荷量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D ［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势差每改变1V所改变的电荷量的多少）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项.］2 .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（）甲乙A. 图中甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容器的电容的B. 在不改变其他条件下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生变化C. 根据图乙中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. 根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，乙电容器接 5.5 V 电压时，储存的电量为5.5 C£ SD ［根据电容的决定式C= 4n kd，知C与板间距离d、极板正对面积和电介质有关，由图知板间距离d和电介质没有改变，可知此可变电容器是利用改变正对面积来改变电容的，故A错误；将甲电容器浸入煤油中，其电容电介质发生变化，电容变化，故B错误；电容器外壳上标的电压是额定电压，根据Q= CU知Q= 1.0 X 5.5 C = 5.5 C，故C错误，D正确.］3 .最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是（）A. 加油时可以通过整理衣服导走静电B. 通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电C. 加油前可以先通过洗手以清除静电D. 衣服上的静电产生方式属于接触起电C ［加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误.]4. 如图所示，竖直放置的两个平行金属板 A B带等量的异种电荷，A板带负电荷，B板接地•一带负电的粒子固定在A、B两板中间的一点P处•若将A板向左平移到虚线位置，则P点的电场强度E和该粒子的电势能E P的变化情况是（）A. E不变，曰不变B. E不变，&改变C. E改变，E P不变D. E改变，丘改变A [据题意，电容器所带电量Q不变.根据C= Q C^-A S J、E=U# E=红里则知电U 4 n kd d £S场强度E不变.P与右板间的距离不变，E不变，则由U= Ed分析P点与右板间电势差不变，右板电势为零，所以电势不变，那么电势能&也不变，故A正确，B、C D错误.]5. —平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在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、$表示P点的电势，&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Io的过程中，下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是（）F SC [电容器的电容C^-—，两板间距随负极板向右平移而逐渐减小，电容C与d成反4 n kd比，A错误；电容器与电源断开后，电荷量不变，根据E= U U=Q。
【新步步高】2014-2015学年高中物理 1.7-1.8了解电容器 静电与新技术学案(含解析)粤教版选修3-1
学案9 了解电容器 静电与新技术[学习目标定位] 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式，并能用来进行有关计算.3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题．一、识别电容器电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，导体间可以填充绝缘物质(电介质)． 二、电容器的充放电使电容器的两极板上带上等量异种电荷的过程叫充电，每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量．电容器充电后，两极板间存在电场，从电源获得的能量储存在电场中，称为电场能．使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电． 三、电容器的电容及决定因素1．电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值叫做这个电容器的电容，用公式表示为C ＝QU.在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F. 1 F ＝106μF ＝1012pF.2．平行板电容器电容与两平行板正对面积S 成正比，与两极板间的距离d 成反比，并与板间插入的电介质有关．公式表达式为C ＝εr S 4πkd ，式中k 为静电力常量，εr 是一个常数，称为电介质的相对介电常数，电介质不同，εr 的大小也不同． 四、静电与新技术1．在静电除尘装置中，高压电源的正、负极分别接到金属圆筒和管心的金属线上，它们之间有很强的电场，使附近的气体分子被电离，电子在向着金属圆筒正极运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使尘埃带负电，从而被吸附到金属圆筒上． 2．防止静电危害防止静电灾害的基本原则是：控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免静电的积累．通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电．避免静电积累的常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等.一、电容器的电容 [问题设计]实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷量数值如下表：通过分析数据发现，比值是否不变？两电容器的电荷量与电压的比值是否相同？答案 电荷量与电压成正比，每只电容器的电荷量与电压的比值不变，不同的电容器，这个比值不同． [延伸思考]能否根据公式C ＝Q U 得出C 与Q 成正比，与U 成反比？能否把电容的定义式写成C ＝ΔQ ΔU？答案 电容是电容器本身的一种属性，大小由电容器自身的构成情况决定，与电容器是否带电、带多少电荷量均无关．能把电容的定义式写成C ＝ΔQΔU .[要点提炼]1．定义式：C ＝Q U (或C ＝ΔQΔU)，定义方法：比值定义法．2．物理意义：电容是描述电容器储存电荷能力大小的物理量，在数值上等于使电容器两极板间的电势差为1 V 所需要带的电荷量．电容C 由电容器自身的构造决定，与Q 、U 无关(填“有关”或“无关”)，所以不能根据C ＝QU，就认为C 与Q 成正比，与U 成反比． 二、平行板电容器的电容 [问题设计]平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验：(1)如图1所示，保持Q 和d 不变，增大(或减少)两极板的正对面积S ，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．图1(2)如图2所示，保持Q 和S 不变，增大(或减小)两极板间的距离d ，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．图2(3)如图3所示，保持Q 、S 、d 不变，插入电介质，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．图3答案 (1)实验结论：S 增大，电势差U 减小，电容C 增大． (2)实验结论：d 增大，电势差U 增大，电容C 减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U 减小，电容C 增大． [要点提炼]1．平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S 成正比，与电介质的相对介电常数εr 成正比，与极板间距离d 成反比，其表达式为C ＝εr S4πkd ，两板间为真空时相对介电常数εr＝1，其他任何电介质的相对介电常数εr 都大于1.2．C ＝Q U 适用于所有电容器；C ＝εr S 4πkd仅适用于平行板电容器．三、平行板电容器的动态分析 [问题设计]1．如图4所示，电容器充电后保持和电源相连，此时电容器两极板间的电压不变．图4(1)当两极板的正对面积S 增大时，电容器的C 、Q 、E 如何变化？ (2)当两极板间距d 增大时，电容器的C 、Q 、E 如何变化？答案 (1)根据C ＝εr S 4πkd ，S 增大时，C 增大．根据C ＝QU 得Q ＝CU ，所以Q 增大，电场强度E＝U d不变．(2)根据C ＝εr S 4πkd ，d 增大时，C 减小，由于Q ＝CU ，所以Q 减小，电场强度E ＝Ud 减小．2．在图4中，电容器充电后和电源断开，此时电容器的带电荷量不变． (1)当两极板的正对面积增大时，电容器的C 、U 、E 将如何变化？ (2)当两极板间距d 增大时，电容器的C 、U 、E 将如何变化？答案 (1)根据C ＝εr S 4πkd ，S 增大时，C 增大，由于U ＝Q C ，所以U 减小，电场强度E ＝Ud 减小．(2)根据C ＝εr S 4πkd ，d 增大时，C 减小，由于U ＝Q C ，所以U 增大，电场强度E ＝U d ＝Q Cd ＝Qεr S4πkd ·d ＝4πkQ εr S ，所以E 不变． [要点提炼]1．分析方法：抓住不变量，分析变化量．其理论依据是： (1)电容器电容的定义式C ＝Q U；(2)平行板电容器内部是匀强电场，E ＝U d； (3)平行板电容器电容的决定式C ＝εr S4πkd .2．两种典型题型(1)电压不变时：若电容器始终与电源相连，这时电容器两极板间的电压是不变的，以此不变量出发可讨论其他量的变化情况．(2)电荷量不变时：若电容器在充电后与电源断开，这时电容器两极板上的电荷量保持不变，在此基础上讨论其他量的变化．一、对电容器及电容的理解例1 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V ，所带电荷量为4.5×10－4C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？ 解析 由C ＝QU可求电容．C ＝Q U ＝4.5×10－43F ＝1.5×10－4 F. 电容器电压降为2 V 时，电容不变，仍为1.5×10－4F ．此时电荷量为Q ′＝CU ′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4C.答案 1.5×10－4F 1.5×10－4F 3×10－4C例2 (双选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) 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，电容将增大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 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．据上面叙述可直接得出C 选项正确；对D 选项，实际上是减小了两极板间的距离．所以本题正确选项应为C 、D. 答案 CD二、平行板电容器的两类典型问题例3 (双选)如图5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( )图5A ．增大两极板之间的距离，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 ．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解析 电容器上所带电荷量一定，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. 答案AB。
精选2019-2020年高中选修3-1物理第一章 电场第07节 了解电容器粤教版课后练习[含答案解析]三十三
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精选2019-2020年高中选修3-1物理第一章电场第07节了解电容器粤教版课后练习[含答案解析]三十三第1题【单选题】利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生．如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，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（矿井中含有杂质的水），A，C构成电容器．已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系：电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转．若矿井渗水（导电液体深度h增大），则电流表( )A、指针向右偏转，A，C构成的电容器充电B、指针向左偏转，A，C构成的电容器充电C、指针向右偏转，A，C构成的电容器放电D、指针向左偏转，A，C构成的电容器放电【答案】：【解析】：第2题【单选题】关于电容器的电容，下列说法不正确的是( )A、电容描述电容器容纳电荷的本领B、电容器的电容器与极板间距、正对面积等有关C、在SI制中，电容的单位是法拉D、电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷【答案】：【解析】：第3题【单选题】在如图所示的电路中，已知电容C=2μF，电源电动势E=12V，内电阻不计，R1：R2：R3：R4=1：2：6：3，则电容器极板a上所带的电量为( )A、﹣8×10^﹣^6CB、4×10^﹣^6CC、﹣4×10^﹣^6CD、8×10^﹣^6C【答案】：【解析】：第4题【单选题】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)．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( )A、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【答案】：【解析】：第5题【多选题】一个空气平行板电容器，极板间正对面积为S，板间距为d，充以电量Q后两板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法有( )A、将电压变为有误B、将电量变为2QC、将极板正对面积变为2SD、两板间充入介电常数为原来2倍的电介质【答案】：【解析】：第6题【多选题】如图是利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验装置示意图，下面的叙述符合实验观察结果的是( )A、b板向右平移，静电计的指针偏转角度变小B、b板向上平移，静电计的指针偏转角度变小C、b板不动，在a、b间插入一块绝缘介质板，静电计指针偏转角度变小D、紧靠b板在a、b间插入一块金属板，静电计指针偏转角度变大【答案】：【解析】：第7题【多选题】图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动．若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中( )A、膜片与极板间的电容变小B、极板的带电量增大C、膜片与极板间的电场强度增大D、电阻R中有电流通过【答案】：【解析】：第8题【多选题】如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=7.5Ω，电容器电容C=4μF，开关S 原来断开，现在合上开关S到电路稳定，则( )A、S断开时电容器的电压为3VB、S断开时电容器a极板带负电C、S合上电路稳定后电容器b极板带负电D、从S断开到合上开关S且电路稳定后，流过电流表的电量为1.92×10^﹣^5C【答案】：【解析】：第9题【多选题】如图所示为几种可变电容，其中通过改变电容器两极正对面积而引起电容变化的( ) A、B、C、D、【答案】：【解析】：第10题【综合题】如图所示，极板A、B、K、P连入电路，极板P、K，A、B之间分别形成电场，已知电源的电压恒为E=300V，电阻R1=20KΩ，R2=10KΩ，A、B两极板长L=6.0×10^﹣2m，电荷量q=﹣1.6×10^﹣18C、质量m=1.0×10^﹣29kg，从极板K中心经P、K间电场加速后，沿A、B中线进入电场中发生偏转，恰好从B板的右边缘飞出．（极板间电场可视为匀强电场且不考虑极板边缘效应，不计粒子重力）求：极板P、K之间电压UPK ，A、B之间电压UAB粒子刚进入偏转极板A、B时速度v0两极板A、B的间距d=？【答案】：【解析】：第11题【综合题】如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10^﹣9C，A极板接地．求：平行板电容器的电容；平行板电容器两板之间的电场强度；距B板为2cm的C点处的电势；若将电容器与电源断开后，将B板向下移动2cm，B板的电势．【答案】：【解析】：。
物理粤教版选修3-1自我检测：1-7-了解电容器 含解析 精品
自我检测 1.对电容UQC，以下说法正确的是( ) A.电容器带电荷量越大，电容就增加得越大B.对于固定电容器，它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C.可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比D.如果一个电容器没有电压，就没有带电荷量，也就没有电容 答案:B2.图1-7-5中有关固定电容器的电荷量（Q ）、电压（U ）、电容（C ）的关系曲线正确的是 …… ( )图1-7-5答案:BCD3.某电容器上标有“1.5 μF 9 V”的字样,则该电容器 ( ) A.所带电荷量不能超过1.5×10-6 C B.所加电压不能超过9 V C.该电容器击穿电压为9 VD.当给该电容器加4.5 V 的电压时,它的电容值变为0.75 μF 答案:B4.一个电容器带电荷量为Q 时,两极间电压为U ,若使其带电荷量增加4.0×10-7C 时,它两极间的电势差增加20 V , 则它的电容为( ) A.1.0×10-8 F B.2.0×10-8 F C.4.0×10-8 F D.8.0×10-8 F 答案:B5.如图1-7-6所示,平行板电容器的电容为C ,极板带电荷量为Q ,极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q 的点电荷,则它所受到的电场力大小为( )图1-7-6A. 22d QqkB. 24d QqkC. Cd QqD. CdQq 2答案:C6.平行板电容器充电后断开电源，然后将两极板的正对面积逐渐增大，则在此过程中 ( )A.电容器电容将逐渐增大B.两极板间的电场强度将逐渐增大C.两极板间电压将保持不变D.两极板上带电荷量不变 答案:AD7.平行板电容器充电后不断开电源，逐渐增大两极板的正对面积，则正确的选项是( ) A.电容器电容将逐渐增大B.两极板间的电场强度将逐渐增大C.两极板间电压将保持不变D.两极板上带电荷量不变 答案:AC8.如图1-7-7所示,平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,以下措施中可行的是( )图1-7-7A.将B 板向上移动B.将B 板向右移动C.在A 、B 之间插入电介质D.使A 板放走部分电荷 答案:A9.如图1-7-8所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距的过程中(提示:电路中有电荷的定向移动就形成电流,电流方向与电子定向移动的方向相反)( )图1-7-8A.电阻R 中没有电流B.电容器的电容变小C.电阻R 中有从a 流向b 的电流D.电阻R中有从b流向a的电流答案:BC10.如图1-7-9是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一个金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在电路中其他量发生变化,使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的()图1-7-9A.距离变化B.正对面积变化C.介质变化D.电压变化答案:A11.如图1-7-10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,于是通过电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.图1-7-11的图象中,最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是()1-7-10图1-7-11答案:B12.电容器的电容仅决定于两极板正对面积、极板间距,以及极板间电介质等几个因素.如图1-7-12所示是测定液面高度的电容器传感器,在自动控制中有广泛的应用.在导线外层涂了一层电介质，放入导电液中，若测得金属芯线与导电液之间的电容（C）变大，则可知液面高度怎样变化？简述你的分析过程.图1-7-12答案:液面升高了,分析过程略13.如图1-7-13所示,相距d 水平放置的平行金属板a 和b ,其电容为C ,a 板接地且中央有孔,开始时两板均不带电,现将带电荷量为q 、质量为m 的液滴一滴一滴地从小孔正上方h 高处无初速地滴下,竖直落到b 板,到b 板后将电荷全部传给b 板.问:图1-7-13(1)第几滴液滴开始在ab 间做匀速直线运动?(2)能够到达b 板的液滴不会超过多少滴? 答案: (1)12+qCmgd(2) 1)(2++q d h Cmg。
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第七节 了解电容器
一、单项选择题
1．对电容C ＝Q/U ，以下说法正确的是( ) A ．一只电容器充电量越大，电容增加的越大
B ．对于固定的电容器，它的充电量跟加在两极板间电压的比值保持不变
C ．可变电容的充电量跟加在两极板间的电压成反比
D ．由C ＝Q/U 可知，如果一个电容器没有电压，就没有充电量，也就没有其电容
解析：电容的定义式C ＝Q
U ，但电容由电容器本身的因素决定，包括结构、电介质等因素，
而与电容器所带的电量Q 与两板间的电势差U 无关．
答案：B
2．如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系图象，其中不正确的是( )
答案：A
3．一个平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘的工具把电容器的两金属板拉开一些，这使( )
A ．电容器中的电量增大
B ．电容器的电容增加
C ．电容器电压不变
D ．电容器电压增加
解析：由C ＝Q U ＝εr S
4πkd ，电容器充电后断开电源，Q 不变，把电容器的两金属板拉开，d
增大，C 减小，则U 增大，D 正确．
答案：D
4．一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：由公式C ＝εr S 4πkd 知，在两极板间插入一电介质，其电容C 增大，由公式C ＝Q
U 知，
电荷量不变时U 减小，B 正确．
答案：B
二、双项选择题
5．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下列四个表达式中是用比值法定义的物理量是( )
A ．电场强度E ＝F q
B ．电场强度E ＝k Q
r 2
C ．电容C ＝Q U D. 电容C ＝εr S
4πkd
解析：很明显，比值法定义的物理量是A 、C.而E ＝k Q r 2是点电荷的场强的决定式，C ＝
εr S
4πkd 是平行板电容器的电容的决定式．
答案：AC
6．关于电容的叙述正确的是( ) A ．电容器简称电容
B ．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量
C ．电容器的电容由其本身性质决定，也与电容器是否带电有关
D ．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量 答案：BD
7．欲使平行板电容器的电容增大，可以采取下列哪些措施( ) A ．将两极板间的距离拉大些
B ．将两极板上的电量增大些
C ．在两极板间充填介电常数大些的电介质
D ．增大两极板正对面积
解析：由平行板电容器的电容的决定式C ＝εr S
4πkd 可得．
答案：CD
8．平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压是U 电荷量为Q ，两极板间场强为E ，电容为C ，现将两极板间距离减小，则引起变化的情况是( )
A ．Q 变大
B ．
C 变大 C ．E 不变
D ．U 变小
解析：由C ＝Q U ＝εr S
4πkd 可知，平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极
板间的电压U 不变，两极板距离减小，C 增大，则Q 变大，A 、B 正确D 错；由E ＝U
d 可知E 变
大，所以C 错．
答案：AB
9．充电后的平行板电容器，连接静电计，如图所示( )
A ．若两极板距离增大，则α角变大
B ．若两极板距离减小，则α角变大
C ．若在两极板间插入玻璃板，则α角变大
D ．若在两极板间插入玻璃板，则α角变小
解析：由C ＝Q U ＝εr S
4πkd 可知， Q 保持不变，两极板距离增大，C 减小，则U 变大，引起静
电计内E 增大，指针受力增大，故偏角增大，A 对B 错；在两极板间插入玻璃板，εr 变大，C 变大，则U 减小，引起静电计内E 减小，指针受力减小，故偏角减小，C 错D 对．
答案：AD
三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)
10．标有“10 V,200 μF”的电容器允许加在其两端的电压是______；它最多能储存的电量为______．若将该电容接在5 V 的直流电源上，则它的电容为________，带电量为______．
解析：不大于10 V ；
Q ＝CU ＝200×10－6
×10 C＝2.0×10－3
C.
将该电容接在 5 V 的直流电源上，电容不变，仍为200μF ；Q ＝CU ＝200×10－6
×5 C＝1.0×10－3
C.
答案：不大于10 V 2.0×10－3
C 不变 1.0×10－3
C
11．一个平行板电容器，其电量增加ΔQ ＝1.0×10—6
C 时，两板间的电压升高ΔU ＝10 V ，则此电容器的电容C ＝________F ；若两板间电压为25 V ，此时电容器带电量为Q ＝________C.
解析：由C ＝Q U ＝ΔQ ΔU ＝1.0×10－6
10 F ＝1.0×10－7
F ，
Q ＝CU ＝1.0×10－7
×25 C＝2.5×10－6
C. 答案：1.0×10－7
2.5×10－6
12．如图所示的装置中，平行板电场中有一质量为m ，带电量为q 的小球，用长为L 的细线拴住后在电场中处于平衡位置，此时线与竖直方向的夹角为α，两板间的距离为d ，求：
(1)小球带何种电荷？ (2)两板间的电势差是多少？
(3)把线拉成竖直向下的位置，放手后小球到达平衡位时的速度为多大？
解析：(1)由小球的受力可知，小球带负电．
(2)由qE ＝q U d ＝mg tan α，则U ＝mgd tan α
q .
(3)小球受重力、电场力、拉力作用，拉力不做功， 由动能定理：
qEL sin α－mgL(1－cos α)＝12mv 2
，
其中Eq ＝mg tan α，
整理得：mgL cos α(1－cos α)＝12mv 2
，
解得：v ＝－cos α
α.
答案：(1)负电 (2)mgd tan α/q (3)2g －cos α
α。