【优化方案】2013-2014学年高二物理(RJ.选修3-1)：第一章第八节知能演练轻松闯关

1、【优化方案】2021-2021学年高 二物理RJ.选修3-1：第一章 第八节知能演练轻松闯关i,对电容c=Q,以下说法正确的选项是 ()A.电容器充电电荷量越多，电容增加越大B.电容器的电容跟它两极板间所加电压成 反比C.电容器的电容越大，所带电荷量就越多D.对于确定的电容器，它所充的电荷量跟 它两极板间所加电压的比值保持不变解析：选D.电容是描述电容器储存电荷特性的物理量，一旦电容器确定了，电容C便不再变 化.C=Q是定义式，不是决定式，无论带电荷 量Q和电压U如何变化，其比值始终不变.应选D.2.如下图，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，

2、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选项是()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 =：= 噜不

3、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.应选C.3.（2021福建龙岩一中高二期中）如下图为某 一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图 线，假设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选项是（）A.是充电过程B.是放电过程C. X10 2 FD. C解析：Q = CU知，U降低，Q减小，故为 放电过程，A错误B正确；由C = Q=40 F = 5X 103 F,可知 C 错误；Q = CAU = 5X 10-3X 4 C, D错误.应选B.4.（2021高考新课标全国卷）如下图，平行板电 容器的两个极板与水平地面成一角度） 两极板与

4、 一直流电源相连.假设一带电粒子恰能沿图中所 示水平直线通过电容器，那么在此过程中，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，应选BD.5. 一个平行板电容器，使它每板电荷量从 Qi=x 10 5 C增加到Q2=x 10 5 C时，两板间 的电势差从Ui = 10 V增加到U2=12 V,这个电 容器的电容多大？如要使

5、两极板电势差从U1 =10 V降为U2' =6 V,那么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=1Q得：第3页X 10-5X 10-5C= X 10-6 F1210Q = CAU X 10-6X（10-6） X10-5 Cc L曰CL4一由 Coca c -d' 一2所以 C' =2C = 2X X 10-6 X 10-6 F.答案：X106 F X105 C X106 F一、选择题1. 对于给定的电容器，以下描述其电容 C、 电荷量Q、电势差U之间的相互关系，正确的 选项是（）解析：选AD.对于给定电容器的电容是由电 容器本

6、身决定的，与电容器的带电荷量Q的大小 和两极板间的电压 U的大小无关，不能认为 C 与Q成正比，与U成反比，故B、C错误，A 正确.而D图告诉我们电容器所带的电荷量与极 板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不 变，故D正确.应选AD.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增第5页大）U减小C. C减小，U增大D. C和U均减小解析：C=/S,在两极板间插入电介质后，4水d电容C增大，因电容器所带电荷量Q不变，由CQ一， Q 一、=U可知，U = C减小，B正确.

7、应选B.3. 一个电容器带电荷量为 Q时，两极板间 电压为U, X 10 7 C时，它两极板间的电势差增 加20 V那么它的电容为（）A. X 10 8 FB. X 10 8 FC. X 10 8 F D. X 10 8 F解析：选B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关，所以可根据电容的定义式推导QX10-7出：C=1Q.因此电容C = -20- X10-8 F应选B.4.如下图，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，那么它所受到的电场 力大小为（ ）A. k2QqB. k4d2qC.QqCdD.2QqCd解析：选C.平

8、行板电容器极板间电场为匀强 电场，其电场强度为E = Cd，因此点电荷q在其 中所受到的电场力为F = Eq = Qq.应选C.Cd5.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，如下图是测定液 面高度h的电容式传感器，在导线芯的外面涂上 一层绝缘物质，放入导电液体中，导线芯和导电 液体构成电容器的两个极，导线芯外面的绝缘物 质就是电介质，测出电容器电容C的变化，就可 以知道h的变化情况，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增大解析：选AC.C增大时，由公式

9、C = 7JS可 4#d知，平行板电容器两极板的正对面积增大，即 h 增大，A正确，B错误.同理可知，当C减小时， 平行板电容器两极板的正对面积减小，即 h减 小，C正确，D错误.应选AC.6.如下图，用电池对电容器充电结束，电路a、 第7页b之间接有一灵敏电流表）两极板之间有一个电 荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大，那 么（）A.电荷将向上加速运动B.电荷将向下加速运动C.电流表中将有从a到b的电流D.电流表中将有从b到a的电流解析：C = 4；kd知，d变大，C变小，而U 不变，由E = U-知，E变小，qEvmg,电荷将向 下加速运动，故 A错误，B正确.再根据Q = CU, Q减

10、小，电容器放电，故电流表中有从 b 向a的电流，故C错误，D正确.应选BD.7.如下图，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.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上移动一小段距 离（）A.带电油滴将沿竖直方向向上运动8. P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小D.电容器的电容减小，极板带电量将增大 解析：选B.上极板向上移动一小段距离后， 板间电压不变，故电场强度将减小，油滴所受电 场力减小，故油滴将向下运动，A错误.P点的 电势大于0,且P点与下极板间的电势差减小， B正确.油滴向下运动时电场力做负功，油滴的 电

11、势能应增加，c错误.电容器的电容c=/rS,4水d由于d增大，电容C应减小，极板带电荷量 Q =CU将减小，D错误.应选B.8.如下图，两极板间距为d的平行板电容器与 一电源连接，电键S闭合，电容器两板间有一质 量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，以下表 达中正确的选项是（ ）A.微粒带的是正电B.两极板的电压等于mgd/qC.断开电键S,微粒将向下做加速运动D.保持电键S闭合，把电容器两极板距离 增大，微粒将向下做加速运动解析：选BD.由平衡条件知，微粒受电场力 向上，故带负电，A错误；由qUd=mg得：U = mgd, B正确；断开电键后，微粒仍静止，C错 q误；S闭合，d增大，由E =

12、Ud知，E减小，qE<mg,第9页向下加速，D正确,应选BD.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 ， ， 1所带的电荷量变为2Q,板间距变为2d,其他条件不变，这时两极板间电势差为 为E2,以下说法正确的选项是（U2,板间场强A . U2=Ui,E2= EiB.)U2 = 2UiE2 =第13页4EiC. U2=Ui, E2=2EiD.U2=2UiE2 =2EiCi =解析：选C.由题意可知,Q 1=Ui)UiE1 =一E1d)瞪，当电容器所带电荷量变为2Q，板间、,dr f -rS距变为2时,C2 =4水2Q 2Q= 2C，U2=CQ

13、=2C； =2U2 2Ui-Ui）E2= d = d =2Ei）应选 C.二、非选择题i0.如下图，有的计算机键盘的每一个键下面都 连一小块金属片，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 =S计算，式中常量£= 9Xi0i2 F/ m, S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离， 当键按下时，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 mm2, mm)pF)电子线路恰能检测出必要 的信号，那么键至少需要被按下多少？解析：设金

14、属片的原距离为d,金属片被按下笈时电容变化 皿pF,此时金属片间距为(d山|)一一 S 一 S那么 Ci=C2= &dd Ad11C=C2-C1= £ Sd_ d代入数据得H mm.答案： mm 11.如下图，水平放置的平行板电容器的两极板 M、N,接上直流电源.上极板M的中央有一小 孔A,在A的正上方h = 20 cm处的B点，有一 小油滴自由落下,小油滴的电量Q= X 1014C,质量m=X 10 9 ,速度恰为零.(不计空气 阻力)g= 10 m/s2)求：(1)两极板间的电场强度E;(2)两极板间的电势差U;(3)设平行板电容器的电容 C=X1012F,那么该电容器带

15、电量Q是多少?解析：由动能定理W= AEk得mg(h+L) = |Q|Umg h + LU=iqT-代入数据X 10-9X 10Xx 105 V X 1014X105E=U/d =X106 V/mQ=CUX 1012x x 105 x 10-6 C.答案：X106 V/m 方向竖直向下 (2)X 105 V (3)X 106 C 12.如下图，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一直到悬线和 竖直方向的夹角增加到 兀/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 且 里.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Q