2019-2020学年新教材高中物理课时分层作业9科学探究：电容器含解析鲁科版必修第三册

PAGEPAGE3课时分层作业(九)科学探究：电容器(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．关于电容器和电容，下列说法正确的是()A．电容器所带电荷量越多，电容越大B．电容器两板间电压越低，其电容越大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的特性决定D[电容器所带电荷量越多，板间电压越大，但电容不变，故A错误．电容器所带电荷量越少，两板间电压越低，但电容不变，故B错误．电容表征电容器容纳电荷本领的大小，电容器不带电时与带电时，电容相同，其电容不为零，故C错误．电容表征电容器容纳电荷本领的大小，由电容器本身的特性决定，故D正确．]2．某电容器上标有“1.5μF9V”字样，则()A．该电容器所带电荷量不能超过1.5×10－6CB．该电容器所加电压不能超过9VC．该电容器击穿电压为9VD．当给该电容器加4.5V的电压时，它的电容值变为0.75μFB[该标示值为电容器电容和额定电压．能够给电容器充的最大电荷量为Q＝CUm＝1.5×10－6×9C＝1.35×10－5C，A错误．电容器电容与所加电压无关，因此当给电容器加4.5V的电压时，其电容值仍为1.5μF，D错误.9V是电容器的额定电压，不是击穿电压，B正确，C错误．]3．当一个电容器所带的电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带的电荷量增大为2Q，则()A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间的电势差保持不变B．电容器的电容减小为原来的eq\f(1,2)，两极板间的电势差保持不变C．电容器的电容保持不变，两极板间的电势差增大为原来的2倍D．电容器的电容保持不变，两极板间的电势差减小为原来的eq\f(1,2)C[由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变；由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)可知，当电容器所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电势差也相应增大为2U.故选项C正确．]4．(多选)如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图，若将该电容器两端的电压从40V降低到36V，下列说法正确的是()A．该过程是充电过程B．该过程是放电过程C．电容器的电容为5.0×10－2FD．该过程中电容器的电荷量变化量为0.02CBD[由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，选项A错误，选项B正确；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5.0×10－3F，可知选项C错误；ΔQ＝CΔU＝5.0×10－3×4C＝0.02C，选项D正确．]5．一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器()A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变D[平行板电容器电容的表达式为C＝eq\f(εrS,4πkd)，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容C变小．由于极板间电压不变，据Q＝CU知，极板上的电荷量变小．再考虑到极板间电场强度E＝eq\f(U,d)，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共20分)6．(8分)电流传感器可以把电容器放电电流随时间变化规律描绘出来．一个电容器先把它接到8V的电源上充电，然后通过电流传感器放电，其电流随时间变化图像如图所示．由图像和坐标轴所围的面积知道电容器放电前所带的电荷量，已知如图所围的面积约为40个方格，由图可算出电容器的电容为________F.[解析]根据Q＝It以及图像的含义可知，图像与时间轴所围成的面积表示电荷量，则可知：电荷量q＝40×0.2×10－3×0.4C＝3.2×10－3C，电容器的电容C＝eq\f(q,U)＝4×10－4F.[答案]4×10－47．(12分)如图所示，一平行板电容器接在U＝12V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10F，两极板间距离d＝1.2×10－3m，g取10m/s2，求：(1)该电容器所带电荷量；(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10－3kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电荷量为多少？带何种电荷？[解析](1)由题意可得U＝12V，C＝3.0×10－10F，根据公式C＝eq\f(Q,U)可得Q＝CU＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C.(2)对于平行板电容器的电场有E＝eq\f(U,d)，粒子在电场中受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力，所以微粒带负电，根据二力平衡，有mg