新教材高中物理第十章静电场中的能量4电容器的电容课后习题（含解析）新人教版必修

电容器的电容课后篇巩固提升基础巩固1.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,平行板电容器充电,且上极板带正电D.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电解析开关接1时,平行板电容器充电,上极板与电源正极相连而带正电,A对,B错;开关接2时,平行板电容器放电,放电结束后上、下极板均不带电,C、D错误。答案A2.将电容器两极板的电荷量减半,间距变为原来的4倍,则电容器极板间()A.电压加倍,电场强度减半B.电压加倍,电场强度加倍C.电压减半,电场强度减半D.电压加倍,电场强度不变解析由题意,两板上的带电荷量减半;且间距增加到4d,则C减小为原来的14,由公式U=QC可知电压变为原来的2倍,则电场强度E=Ud答案A3.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是()A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间电场强度减小B.若将电容器的下极板上移一点,则P点的电势升高C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小解析由E=Ud、U=QC、C=εrS4πkd,可知E=4πkQεrS,S减小,E增大,A项错误;由E=4πkQεrS答案D4.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40V降低到36V,对电容器来说正确的是()×10-2F.2C解析由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错误,B正确;由C=QU=0ΔQ=CΔU=5×10-3×4C=0.02C,D错误。答案B5.平行板电容器充电后断开电源,现将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离。下图表示此过程中电容器两极板间电场强度E随两极板间距离d的变化关系,正确的是()解析由于平行板电容器充电后断开电源,电容器所带电荷量保持不变,两极板间电场强度E=Ud=QCd=答案C6.当病人发生心室纤颤时,必须要用除颤器及时进行抢救,除颤器工作时的供电装置是一个C=70μF的电容器,它在工作时,一般是让100~300J的电能在2ms的时间内通过病人的心脏部位。问题:已知充电后电容器储存的电能为E=12CU2(1)除颤器工作时的电功率在什么范围?(2)要使除颤器的电容器储存140J的电能,充电电压需达到多大?解析(1)根据电功率P=WtP1=1002×10-3W=5×10P2=3002×10-3W=1.5×10即电功率的范围为50~150kW。(2)根据电容器储存的电能为E=12CU2知U=2EC=答案(1)50~150kW(2)2000V能力提升1.如图所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属层,膜后距离膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一个电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,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极板间的()解析金属层和金属板之间电介质是空气,没有变化,不会导致电容变化,故A错误;振动膜前后振动,金属层和金属板正对面积没有变化,不会导致电容变化,故B错误;振动膜前后振动,金属层和金属板之间的距离发生变化,导致电容变化,故C正确;电容与电压无关,电压的变化不会导致电容变化,故D错误。答案C2.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半C、d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半解析由E=Ud知,当U不变,d变为原来的两倍时,E变为原来的一半,A项正确;当E不变,d变为原来的一半时,U变为原来的一半,B项错误;C不变,由C=QU知,当Q变为原来的两倍时,U变为原来的两倍,C项错误;C不变,Q变为原来的一半,U变为原来的一半时,d不变,则答案AD3.(多选)如图所示是电容器充、放电电路。配合电流传感器,可以捕捉瞬间的电流变化,并通过计算机画出电流随时间变化的图像。实验中选用直流8V电压,电容器选用电解电容器。先使单刀双掷开关S与1端相连,电源向电容器充电,这个过程可瞬间完成。然后把单刀双掷开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流传入计算机,图像上显示出放电电流随时间变化的I-t曲线。以下说法正确的是已知电流I=qt()A.电解电容器用氧化膜做电介质,由于氧化膜很薄,所以电容较小B.随着放电过程的进行,该电容器两极板间电压逐渐减小解析因氧化膜很薄,板间距离很小,所以电容很大,A错;由U=QC可知,因电容器电容不变,放电过程中电容器所带电荷量逐渐减小,所以电容器两端电压逐渐减小,B对;由I=qt,再结合放电电流随时间变化的I-t曲线可知C对;根据I-t曲线可求出放电过程中通过电容器的放电电荷量,再由电容器放电瞬间电压与电源电压相等,根据U=答案BCD4.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)两极板间的电场强度。解析(1)由Q=UC得Q=120×3×10-6C=3.6×10-4C。(2)EP=-eφP=-eUABdd