2022-2023学年鲁科版必修三 2.5 科学探究：电容器 同步测试

1、第5节 科学探究：电容器 同步测试一、选择题1根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右，则地球的电容约为(B)A0.17 F B1.7 FC17 F D170 F2.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.电容在数值上等于两极板间的电压为1 V时电容器所带的电荷量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,3.一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

2、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4.某电容器上标有“25 F、450 V”字样,下列对该电容器的说法中正确的是()A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V,所需增加电荷量为2.510-5 CB.要使该电容器带电荷量1 C,两极板之间需加电压2.510-5 VC.该电容器能够容纳的电荷量最多为2.510-5 CD.该电容器能够承受的最大电压为450 V5.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

3、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.ldgB.d-ldgC.6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如图所示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()7目前，电容式触摸屏技术已广泛应用于一些手机和触摸屏上一层透明的薄膜导体层夹在两层绝缘玻璃层的中间，这就形成了触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个较弱的交流电场如图所示，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被玻璃绝缘层隔开，形成一个电容器，在四边电极与触点间会有电流流

4、过，而电流大小与手指到电极的距离成比例，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的大小，准确算出触摸点的位置关于电容式触摸屏，下列说法中正确的是()A电容式触摸屏需要用力触摸才能产生信号B电容式触摸屏的两极分别是导体层和手指C手指与屏的接触面积越大，电容越大，准确度越高D如果手指上戴了棉线手套，仍可使触摸屏有效工作8某电容器的电容是30 F，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是()A为使它的两极板间的电压增加1 V，所需要的电荷量是3105 CB给电容器1 C的电荷量，两极板间的电压为3105 VC该电容器能容纳的电荷量最多为6103 CD该电容器两极板间能承

5、受的最大电压为200 V9（多选）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()AA板与静电计的指针带的是异种电荷B甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大C乙图中将B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10（多选）传感器是一种采集信息的重要器件，如图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，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么()A当F向上压膜片电极时，电容将减小B当F向上压膜片电极时，电容将增大C若电流计有示数，则压力F发生变化D若电流计有示数，则压力

6、F不发生变化二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)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60 V的恒压电源上,两极板间距为3 cm,电容器带电荷量为610-8 C,A极板接地。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2 cm的C点处的电势。12.如图所示,一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止。(1)若将两板间距离增大为原来的两倍,那么液滴的运动状态如何变化?(2)若先将S断开,再将两板间距离增大为原来的两倍,液滴的运动状态又将如何变化?13.如图所示,水平

7、放置的平行金属板A、B的距离为d,开始两板都不带电,现将电荷量为+q、质量为m的液滴从小孔正上方h处无初速度滴下,通过小孔落向B板并把电荷全部传给B板,若第N滴液滴在A、B间恰好做匀速运动,求电容器的电容。14.如图,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。先给电容器缓慢充电,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3,15.如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距离为d=8 cm,板长为L=25 cm,接在直流电上,有一带电液滴以v0=0.5 m/s的初速度从板间的正中

8、央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起43 cm,液滴刚好从金属板末端飞出,求(1)将下板向上提起后,液滴的加速度大小。(2)液滴从射入电场开始计时,匀速运动到P点所用时间为多少?(g取10 m/s2)参考答案：1.B2.C。3.B。4.A。5.A。6.C7.B8.A9.BD10.BC11.【解析】(1)由电容定义式C=QU=610-(2)两板之间为匀强电场E=Ud=60310(3)C点距A板间距离为dAC=d-dBC=1 cmA与C间电势差UAC=EdAC=20 V 又UAC=A-C,A=0可得C=-20 V答案:(1)110-9 F(2)2103 V/m,方向竖

9、直向下(3)-20 V12.【解析】(1)S闭合时,U不变,d,E,即E=Ud=U2合外力F=mg-12Eq=12mg=ma,所以a=液滴将向下做初速度为零,加速度为12(2)S断开,电容器的电荷量保持不变,当d=2d时,由公式EQS可知,E不变,E13.【解析】第N滴液滴做匀速运动时,板上电荷量:Q=(N-1)q由平衡条件得:qE=mg两极板间电压:U=Ed 电容器电容:C=QU由联立解得:C=(N答案:(14.【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两极板之间电场的场强为:E=Ud按题意,当小球偏转角1=6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Fcos 1=mg,Fsin 1式中F为此时悬线的张力。联立以上各式得tan 1=qQ设第二次充电使正极板上增加的电荷量为Q,此时小球偏转角2=3,则tan 2=由以上两式得:tan 1tan 答案:2Q15.【解析】(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力,因为液滴匀速运动,所以有:qE=mg,qUd=mg,即:qU=mgd当下板向上提后,d减小,E增大,电场力增大,故液滴向上偏转,在电场中做类平抛运动。此时液滴所受电场力F=qUd=mgdd,