高中物理人教版1第一章静电场第8节电容器的电容（省一等奖）

第一章 静电场1.8.电容器的电容自我检测教师版学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题（题型注释）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的能力B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相D．电容的常用单位有μF和pF，1μF＝103pF【答案】A【解析】电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，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，并且电容器是有正负极之分，B、C错误；电容器的常用单位的换算关系是1μF＝106pF，D错误。2．如图所示实验中，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【答案】A【解析】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错误；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，平行板电容器中悬浮一带电微粒P，今把A、B两半方形金属盒相对插入，当A、B合拢时，对微粒运动情况的判断正确的是（）A．向上运动B．向下运动C．仍保持静止D．条件不足，无法判断【答案】B【解析】带电微粒在匀强电场中悬浮，说明重力与静电力平衡，若两个金属盒相对插入，电容变大，电压减小，场强减小，直到当它们合拢时，金属盒有静电屏蔽的作用，其内部场强将变为零，所以带电微粒所受静电力减小，向下运动，故B正确。二、多选题（题型注释）4．对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量Q，电压U之间的关系图象如图所示，其中正确的是（）【答案】CD【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，AB错误；但其所带电荷量Q＝CU是和两极板间电压成正比，故CD正确。5．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【答案】BCD【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，则可知A错误，B、C正确；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，实际上是减小了平行板的间距，电容增大，D正确。6．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，如图所示是测定液面高度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【答案】AC【解析】C增大时，由公式C=可知，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。7．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（）A．A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【答案】BD【解析】静电计指针与A板连为一个导体，带电性质相同，A错误；根据C＝，C＝，B板上移，S减小，C减小，Q不变，U增大，B正确；B板左移，d增大，C减小，U增大，C错误；插入电介质，ε增大，电容C增大，U减小，D正确。8．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，如图所示，则（）A．保持开关S闭合，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角增大B．保持开关S闭合，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角不变C．开关S断开，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角增大D．开关S断开，带正电的A极板向B极板靠近，则θ角不变【答案】AD【解析】球在电场中平衡，则所受电场力、重力及绳的拉力的合力为零。由平衡条件得tanθ＝，故要判断θ的变化，只需判断电场强度E的变化即可。S闭合时，U不变，A向B靠近，d减小，由E＝，可知E增大，θ角增大，故A正确，B错误；S断开，则Q不变，A向B靠近，E不变，则θ角不变，故C错误，D正确。三、填空题（题型注释）9．一个电容器所带电荷量为4×10-8C，两极板之间的电压为【答案】2×10-82×10-8【解析】由C=得C=F=2×10-8F，即使电容器不带电，该电容器电容也不变。10．如图所示，我们可以探究平行板电容器的电容与哪些因素有关。平行板电容器已充电，带电量为Q，静电计的指针偏角大小，表示两极板间电势差的大小。如果使极板间的正对面积变小，发现静电计指针的偏角变大，我们就说平行板电容器的电容________（填“变大”或“变小”）；如果使两极板间的距离变大，发现静电计指针的偏角变大，我们就说平行板电容器的电容________（填“变大”或“变小”）。我们之所以能够得出这些结论是因为电容器的电容C=________。【答案】变小变小【解析】根据C=，正对面积变小说明电容减小，又C=，电压增大则发现静电计指针的偏角变大；使两极板间的距离变大，根据C=，说明电容减小，又C=，电压增大则发现静电计指针的偏角变大。我们之所以能够得出这些结论是因为电容器的电容C=。四、计算题（题型注释）11．把一个3pF的平行板电容器接在9V的电池上。（1）保持与电池的连接，两极板的距离减半，极板上的电荷增加还是减少？电荷变化了多少？（2）移去电池后两极板的距离减半，极板间的电势差增大还是减小？电势差变化了多少？【答案】（1）电荷增加2．7×10－11C（2）电势差减小4．【解析】（1）当电源与电容器一直连接时，电容器两极间电压保持不变，电容器原来带电荷量：Q＝UC＝9×3×10－12C＝2．7×10－当两极板的距离减半时，C′＝2C＝6×10－12电容器后来带电荷量：Q′＝UC′＝5．4×10－11极板上电荷增加了ΔQ＝Q′－Q＝2．7×10－11（2）移去电池，电容器上电荷量Q不变，由C′＝得电势差U′＝＝V＝4．5V，由此可知距离减半时，极板间电势差减小。故电势差改变量为ΔU＝U－U′＝4．5V12．如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d＝4mm，充电后两极板电势差为120V。A板带正电，若它的电容为3μF，且P到A板距离为1mm。求：（1）每个极板的带电荷量；（2）一个电子在P点具有的电势能；（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能；（4）两板间的电场强度。【答案】（1）3．6×10－4C（2）－90