高中物理 1.8 电容器的电容练习 新人教版选修3-1

【成才之路】版高中物理1.8电容器的电容练习新人教版选修3-1基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)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对B错。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。2．(银川一中～学年高二上学期期中)如图所示，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，则它所受到的电场力大小为()A．keq\f(2Qq,d2) B．keq\f(4Qq,d2)C．eq\f(Qq,Cd) D．eq\f(2Qq,Cd)答案：C解析：平行板间电压U＝eq\f(Q,C)，所以两板间的场强E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)，电场力大小F＝qE＝eq\f(Qq,Cd)，C正确。3．某电容器的电容是30μF，额定电压为200V，击穿电压为400V，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1V，所需要的电荷量是3×10－5B．给电容器1C的电荷量，两极板间的电压为3×10－5VC．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3D．该电容器两极板间能承受的最大电压为200V答案：A解析：由ΔQ＝C·ΔU＝30×10－6×1C＝3×10－5C，A对；由U＝eq\f(Q,C)＝eq\f(1,30×10－6)V＝3.3×104V，电容器被击穿，B错；击穿电压为400V表示能承受的最大电压为400V，最大电荷量Q＝CU＝3×10－5×400C＝1.2×10－2C，C、D错。4．板间距为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。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为eq\f(1,2)d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是()A．U2＝U1，E2＝E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1C．U2＝U1，E2＝2E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1答案：C解析：考查平行板电容器知识，板间距变为eq\f(1,2)d时，电容C变为原来的2倍，由U＝eq\f(Q,C)知，U2＝U1；由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,cd)知，场强E2＝2E1，C正确。5．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是()A．电容器M的体积比N大，说明M的电容一定比N的大B．对于确定的电容器，其带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关答案：BCD解析：电容的大小由构造决定，不同的电容器，电容和体积的关系不同，A选项错误；电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，它是用比值定义的，但是与Q、U的大小无关，由电容器构造决定，BCD正确。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极板正对面积而引起电容变化的是()答案：BD解析：A选项改变的是介质，B、D选项改变的是正对面积，C选项改变的是两板间的距离，故B、D正确。二、非选择题7．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＝1.20×10－3m，取g＝10m/s(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答案：(1)3.6×10－9C(2)2.0×10－6解析：(1)由公式C＝eq\f(Q,U)得：Q＝CU＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，而E＝eq\f(U,d)，则q＝eq\f(mgd,U)＝eq\f(2.0×10－3×10×1.20×10－3,12)C＝2.0×10－6C能力提升一、选择题(1～4题为单选题，5～6题为多选题)1．某一电容器标注的是“400V22μF”(如图)，则下列说法中正确的是()A．该电容器可在400V以下电压时正常工作B．该电容器只能在400V电压时正常工作C．电压是200V时，电容是11μFD．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连答案：A解析：每一个电容器都有它的耐压值，电容器可以在耐压值及其以下正常工作，所以选项A正确，选项B错误；电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质决定的，所以电容不变，选项C错误；有的电容器是有极性的，分正负极，所以选项D错误。2．(黄石二中高二检测)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，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，所以带电微粒将不受静电力作用，在重力作用下做自由落体运动，故B正确。3．如图所示为某一电容器中所带电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()A．是充电过程B．是放电过程C．该电容器的电容为5.0×10－2D．电容器的电量变化量为0.20C答案：B解析：由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错B对；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5×10－3F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D错。4．(潍坊一中～学年高二上学期检测)如图所示，把一个平行板电容器接在电压U＝10V的电源上，现进行下列四步操作：①闭合S；②在两板中央插入厚为eq\f(d,2)的金属板；③断开S；④抽出金属板。则此时电容器两板间的电势差为()A．0 B．10VC．5V D．20V答案：D解析：每一步操作造成的影响如下：①闭合S，电源对电容器充电，直至电压为U。设电容为C，则带电荷量Q1＝CU②插入厚为eq\f(d,2)的金属板，相当于极板间距减小了eq\f(d,2)，此时电容器带电量Q2＝C′U＝2Q1③断开S，A、B两极板的电荷量保持不变，即Q3＝Q2＝2Q1④抽出金属板，电容器的电容仍为C，而电荷量为2Q1，所以两板间电势差为eq\f(2Q1,C)＝2U＝20V。故正确答案选D。5．(烟台市～学年高二上学期五校联考)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＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，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，εr增大，电容C增大，U减小，D正确。6．(贵州省重点高中～学年高二上学期期中)如图所示，一平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止状态，则当发生下列哪些变化时，可使液滴向上运动()A．保持S闭合，将电容器下极板稍稍上移B．保持S闭合，将电容器上极板稍稍向左平移C．将S断开，将电容器下极板稍稍下移D．将S断开，将电容器上极板稍稍向左平移答案：AD解析：保持S闭合，两板电压不变，将电容器的下极板稍稍上移，d变小，电势差不变，则电场强度变大，电场力变大，液滴将向上运动，故A正确；将电容器的上极板稍稍向左平移，d不变，电势差不变，则电场强度不变，电场力不变，带电液滴处于静止状态，故B错误；将S断开，Q不变，减小d，根据E＝eq\f(U,d)，U＝eq\f(Q,C)，C＝eq\f(εrS,4πkd)，则E＝eq\f(4πkQ,εrS)与d无关，则E不变，带电液滴不动，故C错误；将S断开，Q不变，将电容器上极板稍稍向左平移，面积S减小，根据E＝eq\f(4πkQ,εrS)可知，E变大，则电场力变大，液滴向上运动，故D正确。二、非选择题7．(·山东济南一模)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π/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π/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量。答案：2Q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＝eq\f(Q,C) ①两极板之间电场的场强为E＝eq\f(U,d) ②式中d为两极板间的距离。按题意，当小球偏转角θ1＝eq\f(π,6)时，小球处于平衡位置。设小球质