《导与练人教版高中物理选修31 课时训练：第一章 静电场 第8节 电容器的电容（2020年整理）.doc.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导与练人教版高中物理选修31 课时训练：第一章 静电场 第8节 电容器的电容（2020年整理）.doc.pptx（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 8 节电容器的电容,对电容器、电容的理解 1.(多选)关于电容的说法正确的是( BCD ) A.电容器简称电容 电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 电容器的电容由电容器本身的因素决定,与电容器是否带电无关 电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量 解析:电容器是一种实物,而电容是指电容器容纳电荷本领大小的物理量.故选项 A 错 误,B,C,D 正确. 2.某平行板电容器标有 2.5 F,这是表示( B ) A.该电容器带电荷量不能超过 2.510-6C B.要使两板间电压降低 1 V,它所带的电荷量必减少 2.510-6C C.电容器只有在带电时电容为 2
2、.510-6F D.如果在板间插入电介质,电容将减小 解析:2.5 F 是电容器的电容,不是带电荷量,故选项A 错误;要使两板间电压降低 1 V,它所带 的电荷量必减少 2.510-6C,故选项B 正确;不管电容器是否带电,其电容均为 2.510-6F,故选项,C 错误;由 C=,知,如果在板间插入电介质,电容将增大,故选项D 错误.,3.平行板电容器所带电荷量Q=410-8C,它的两极板之间电压U=2 V,则它的电容为 F; 如果电荷量减少一半,则两板间电势差变为 V.,解析:电容 C= =F=210-8 F;当电荷量减少一半,电容不变,则电势差U= =,V=1 V.,1,答案:210-8
3、1 平行板电容器的动态分析 4.(多选)在如图所示的实验装置中,一带电平行板电容器的极板 A 与一静电计相接,极板 B 接 地.若极板A 稍向右移动一点,则下列说法中正确的是( BC ),静电计指针偏角变小 静电计指针偏角变大 极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变大 D.极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变小,解析:极板 A 稍向右移动一点,电容器间的距离增大,则由 C=,可知,电容器的电容减小;因电,容器和电源断开,故电容器极板上的电荷量不变,则由 C= 可知,电容器两端的电压增大,则静 电计指针的偏角增大,故选项 A,D 错误,B,C 正确. 5.一个平行板电容器充电后与电源断开,
4、负极板接地,在两板中间有一个正电荷(电荷量很小) 处在A 点,如图所示,若以E 表示板间电场强度,W 表示将正电荷从A 移到B 点静电力做的功. 保持正极板不动,将负极板上移到图中虚线位置,比较两种情况下的E,W和正电荷在A 点的电 势能Ep 的大小,其中正确的是( D ),A.E 不变,Ep 不变,B.Ep 不变,W 不变,C.E 不变,Ep 变大,D.Ep 变小,W 不变,解析:平行板电容器充电后与电源断开后所带电荷量Q 不变,由C= 、C= 、E= 可得E= , 则板间场强 E 不变.将负极板上移到图中虚线位置,AB 间沿电场线方向的距离不变,由 UAB=Ed 得知,AB 间的电势差不变
5、,由公式W=qUAB 知,W 不变.B 点与下板间的电势差减小,则 A 点的电势降低,正电荷在A 点的电势能Ep 变小,故选项D 正确. 6.(2016 桂林十八中测试)一平行板电容器,两板之间的距离 d 和两板面积 S 都可以调节,保持 电容器两极板与电源两极相连接.以Q 表示电容器的电荷量,E 表示两极板间的电场强度,则下 列说法正确的是( A ),2,A.当 d 增大、S 不变时,Q 减小,B.当d 不变、S 增大时,Q 不变,C.当S 不变、d 减小时,E 减小D.当 S 减小、d 减小时,E 不变 解析:由于电容器的两极板与电源两极相连,故电容器两极板之间的电压 U 保持不变,根据电
6、,容决定式C=,由于S 保持不变,d 增大,故电容C 减小,根据 Q=CU 可知电荷量Q 减小,故A,正确;由于d 保持不变,S 增大,故电容 C 增大,根据Q=CU 可知电荷量Q 增大,故 B 错误;由于 S,不变,d 减小,故电容 C 增大,根据 Q=CU,得场强 E= =,则电场强度不变,故 C 错误;由于 S,减小,d 减小,根据 Q=CU,得场强E= =,则电场强度增大,故D 错误.,电容器中的力学问题 7.(2016 汕头金山中学月考)某平行板电容器的电容为 C,带电荷量为 Q,相距为 d,今在板间中 点放一个电荷量为q 的点电荷,则它受到的静电力的大小为( C ),A.,B.,C
7、.,D.,解析:根据公式 C= ,E= ,F=Eq 可得该电荷受到的静电力大小为 F= ,故选项C 正确. 8.如图所示,竖直放置的平行板电容器的两极板分别接电源两极,一带正电的小球用绝缘细线 挂在电容器内部.闭合开关S,电容器充电后悬线与竖直方向夹角为,则( A ),保持开关 S 闭合,将M 板向 N 板靠近,角变大 保持开关S 闭合,将 M 板向 N 板靠近,角变小 断开开关S,将 M 板向N 板靠近,角变小 断开开关 S,将 M 板向 N 板靠近,角变大 解析:保持开关 S 闭合,电容器两端的电势差不变,将 M 板向N 板靠近, d 减小,则电场强度增大,静电力变大,根据共点力平衡知,角
8、变大,故选项A 正确,B 错误.断开,3,开关 S,电荷量不变,根据 E= ,U= ,C=,得 E=,将 M 板向 N 板靠近,则电场强度不变,静,电力不变,所以不变,故选项 C,D 均错误.,9.如图所示,一电容为C 的平行板电容器,两极板A,B 间距离为d,板间电压为U,B 板电势高于 A 板.两板间有 M,N,P 三点,M,N 连线平行于极板,N,P 连线垂直于极板,M,P 两点间距离为 L, PMN=.以下说法正确的是( C ),A.两极板间匀强电场的电场强度大小为U/(Lsin ) B.M,P 之间的电势差为UL/d C.若将带电荷量为+q 的电荷从 M 移到 P,该电荷的电势能减小
9、了 qULsin /d D.电容器 B 板所带电荷量为 CU/2,解析:两极板间电场强度大小E= ,选项A 错误;UMP=ELsin =,选项B 错误;将带电荷量,为+q 的电荷从 M 移到 P,电场力做正功,WMP=qUMP=,电势能减少了,选项C 正确;B 板带电荷量为CU,选项D 错误.,10.如图所示,金属板 A,B 水平放置,两板中央有小孔 S1,S2,A,B 与直流电源连接.闭合开关,从 S1 孔正上方 O 处由静止释放一带电小球,小球刚好能到达 S2 孔,不计空气阻力.要使此小球从 O 点由静止释放后穿过S2 孔,应( D ),A.适当上移A 板,4,B.适当下移A 板,C.断开
10、开关,适当上移A 板D.断开开关,适当下移A 板 解析:设 O 到 A 板高度为 h,A,B 板间距离为 d,小球刚好到达 S2 孔时速度为零,由动能定理 mg(h+d)-qU=0,A 板上移或下移,A,B 板间电压不变,小球仍刚好能到达 S2 孔,选项 A,B 错误; 断开开关,适当上移A 板,板间距离变大,电容变小,Q 不变,则板间电压增大,因此小球还未到S2,孔速度就减为零;断开开关,适当下移A 板,则板间电压减小,由动能定理可知,小球到达S2 孔时 速度大于零,将穿过S2 孔,选项D 正确. 11.如图所示,两带电平行板电容器竖直放置,两板之间距离 d=0.10 m,电势差U=1.01
11、03V.一个 质量为 m=0.20 g、所带电荷量为 q=+1.0 10-7C 的小球用长为L=1.010-2m 的绝缘丝线悬挂于电容器内部的O 点.现将小球拉到丝线呈 水平伸直状态的位置 A,然后无初速度释放.假如小球运动到 O 点正下方 B 处时,丝线突然断 开,以后发现小球恰能通过B 点正下方的C 处.试求:,电容器的左极板所带电荷的电性; 小球运动到 C 点时的动能 EkC.(g 取 10 m/s2) 解析:(1)丝线断开后,小球恰好能通过 B 点正下方的 C 处,则小球水平方向上在静电力作用下 做匀减速运动,竖直方向上在重力作用下做自由落体运动,所以带正电的小球受到的静电力水 平向右
12、,故电容器左极板应带正电. (2)带电小球从 A 运动到B,由动能定理得 mgL-qEL= m -0 设小球水平向左运动的最远点为D 点,则,tBD= ,ax=,E= ,而 tBC=2tBD=2 ,sBC= g 小球从 B 运动到C,由动能定理得 mgsBC=EkC-EkB 所以EkC=EkB+mgsBC 由以上相关各式联立解得EkC=1.710-4J. 答案:(1)正电 (2)1.710-4 J (教师备用) 【补偿题组】,5,1.(针对第 4 题)(2016 济南一中期中)如图所示,先接通 S 使电容器充电,然后断开S,当增大两极 板间距离时,电容器所带电荷量 Q、电容 C、两极板间电势差
13、 U、两极板间场强 E 的变化情 况是( C ),A.Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小 B.Q 变小,C 变小,U 不变,E 不变 C.Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变 D.Q 不变,C 变小,U 变小,E 变小,解析:由于充电后,电容器的带电荷量Q 不变,故选项A,B 错误;根据C=,可知,当两板间距离,d 增大时,电容 C 变小,根据C= 可知,两板间的电势差U 增大,故选项D 错误;而内部电场强度,E= = =,因此电场强度与两板间距离变化无关,故选项C 正确.,2.(针对第 8 题)(2016 唐山一中期中)(多选)平行板电容器两板间有匀强电场,两极板间有一个 带电液滴处于
14、静止.当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动( AC ),将电容器的上极板稍稍下移 将电容器的下极板稍稍下移 将S 断开,并把电容的下极板稍稍向左水平移动 将 S 断开,并把电容器的上极板稍稍下移 解析:将电容器的上极板稍稍下移,d 变小,电势差不变,根据 E= ,则电场强度增大,液滴所受静 电力增大,将向上运动,故选项 A 正确;将电容器的下极板稍稍下移,d 变大,电势差不变,则电场 强度减小, 液滴所受静电力减小, 将向下运动, 故选项 B 错误; 将 S 断开,Q 不变, 根据,6,E= ,U= ,C=,则 E=,S 减小,E 变大,则液滴所受静电力变大,液滴向上运动,故选项 C 正,确;
15、将 S 断开,Q 不变,根据 E=,减小 d,而E 不变,带电液滴不动,故选项 D 错误.,3.(针对第 10 题)如图所示是一个由电池、电阻 R、开关 S 与平行板电容器组成的串联电路, 开关S 闭合.一带电液滴悬浮在两板间 P 点不动,下列说法正确的是( D ),带电液滴可能带正电 增大两极板距离的过程中,电阻 R 中有从 a 到 b 的电流,电容器中负电荷从B 到 A C.断开 S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降 D.断开 S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动 解析:带电液滴在重力和静电力作用下处于平衡状态,静电力方向向上,电场方向向下,故液滴,带负电,选项A 错误.由 C=,和Q=CU 可知,当两极板间距离增大的过程中,C 变小,所以 Q 变,小,因此电容器放电,放电电流的方向在电阻R 中从 a 到b,负电荷由B 板经电源和电阻R 流向,A 板,选项 B 错误.断开 S,由 C=,Q=CU 和 U=Ed 知 E=,Q 不变,S 减小,所以 E 增大,静,电力大于重力,液滴加速上升,选项 C 错误.由 E=,知,Q 不变,d 减小,E 不变,液滴静止不动,7,选项D 正确.,
