2024-2025学年高中物理第一章静电场1.8电容器的电容课后强化演练含解析新人教版选修3-1

PAGE5-电容器的电容一、选择题1．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳更多的电荷量C．A的体积比B大D．两电容器的电压都变更1V时，A的电荷量变更比B的大解析：电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造确定．电容描述了电容器容纳电荷的本事(电容器两极板间的电势差每变更1V所变更的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，A、B错；电容大小与电容器的体积无关，C错；电容在数值上等于两极板间电压变更1V时，电容器所带电荷的变更量，故D项正确．答案：D2．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()A．θ增大，E增大 B．θ增大，EP不变C．θ减小，EP增大 D．θ减小，E不变解析：平行板电容器电荷量恒定不变，上极板向下移动时，两板间的距离减小，依据C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，电容C增大，依据C＝eq\f(Q,U)可知，电压U减小，静电计指针偏角减小，两板间的电场强度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,S)·eq\f(4πk,εr)；电场强度不变，依据匀强电场电势差与电场强度的关系可知，φP＝El，电势能EP＝Elq，电荷在P点的电势能保持不变，D选项正确．答案：D3．(多选)如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B极板接地，A极板带有电荷量＋Q，板间电场有一固定点P，若将B极板固定，A极板下移一些，或者将A极板固定，B极板上移一些，在这两种状况下，以下说法正确的是()A．A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势上升C．B极板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D．B极板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低解析：电容器充电结束后，两极板所带电量不变，A极板下移时，依据C＝eq\f(εrS,4πkd)，解得E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,S)·eq\f(4πk,εr)，P点的电场强度E不变．P点与下板的距离不变，依据公式U＝Ed，P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变，A选项正确，B选项错误；B板上移时，同理得知，P点的电场强度不变，依据公式U＝Ed，P点与下板的电势差减小，而P点的电势高于下板的电势，下板的电势为零，所以P点电势降低，C选项正确，D选项错误．答案：AC4．(2024·温州模拟)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器．其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上．当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是()A．A、B平行板电容器的电容减小B．A、B两板间的电场强度增大C．A、B两板上的电荷量变小D．有电流从b向a流过灵敏电流计解析：依据平行板电容器的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，当产品厚度增大时，导致εr增大，电容器的电容C增大，A选项错误；依据Q＝CU可知，极板带电量Q增加，C选项错误；电容器充电，电流从b向a流过灵敏电流计，D选项正确；两板之间的电势差不变，板间距不变，两板间电场强度E＝eq\f(U,d)不变，B选项错误．答案：D5．(多选)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动．在P、Q间距增大过程中()A．P、Q构成的电容器的电容增大B．P上电荷量变少C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高解析：在P、Q间距d增大过程中，依据电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知电容减小，A选项错误；电容器与电源相连，电势差恒定不变，依据电容器的定义式C＝eq\f(Q,U)可知，电荷量变少，B选项正确；电容器处于放电状态，放电电流由M到N通过电阻R，M点的电势比N点的高，D选项正确．答案：BD

6．如图所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列推断正确的是()A．开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低B．开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小C．开关S断开，极板间距离减小，则极板间的电压减小D．开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动解析：开关S断开，电荷量恒定不变，电压恒定，A、B选项错误；极板间距离减小，电容增大，则极板间的电压减小，C选项正确；电场强度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，开关S断开，极板间距离减小时，电场强度不变，带电液滴处于静止状态，D选项错误．答案：C7．(多选)(2024·福建泉州模拟)如图所示为“探讨影响平行板电容器电容的因素”的试验装置，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，静电计的指针偏角减小C．乙图中将B板左移，静电计的指针偏角增大D．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小E．此试验除了可以用静电计的偏角反应平行板电容器两极板电压，还可以用合适量程的电压表测定两极板电压解析：静电计指针与A板连为一个导体，带电性质相同，A选项错误；依据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选项错误；B板左移，d增大，C减小，U增大，C选项正确；插入电介质，εr增大，电容C增大，U减小，D选项正确；电压表是导体，会将两极板电荷中和，E选项错误．答案：CD8．(多选)(2024·雅安市雨城区期中)如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态．以下说法正确的是()A．若将B板向上平移一小段距离，则油滴向下加速运动，G中有a→b的电流B．若将B板向左平移一小段距离，则油滴仍旧静止，G中有b→a的电流C．若将S断开，A向左平移一小段距离，则油滴向上加速运动，G中无电流D．若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴仍静止，G中无电流解析：油滴处于静止状态，受力平衡，金属板与电源相连，极板间电势差U恒定，若将B板向上平移一小段距离，间距d减小，电场强度E＝eq\f(U,d)，增大，油滴向上加速运动，依据电容器的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，电容C增大，电荷量Q＝CU，增大，电容器充电，G中有a→b的电流，A选项错误；若将B板向左平移一小段距离，正对面积S减小，电容C减小，电荷量减小，电容器放电，电场强度E恒定不变，油滴仍旧静止，G中有b→a的电流，B选项正确；若将S断开，电荷量Q恒定，A向左平移一小段距离，正对面积S减小，电场强度E＝eq\f(4πkQ,εrS)，增大，故油滴向上加速运动，G中无电流，C选项正确；若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，间距d减小，电场强度恒定，则油滴仍静止，G中无电流，D选项正确．答案：BCD二、非选择题9．(2024·长春模拟)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/s2，求：(1)该电容器所带电量；(2)若板中点处有一带电油滴，其质量为m＝2.0×10－3kg，恰在板间处于静止状态，则该油滴带电量为多少？带何种电荷？(3)若电压增加至20V，该带电油滴做什么运动？油滴落在极板上的速度是多大？(4)若电压增加至20V，油滴落在极板上所用多长时间？解析：(1)依据电容器的定义式可知，电容器的带电荷量Q＝CU＝3.6×10－9C.(2)油滴恰在板间处于静止状态，受力平衡，Eq＝mg.两极板间的电场强度E＝eq\f(U,d)＝104V/m.解得q＝2×10－6C，油滴带负电．(3)电压增至20V，电场力增大，油滴向上做匀加速直线运动