高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场8 电容器与电容课后作业题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场8 电容器与电容课后作业题，共10页。
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的体积大
D．两电容器的电压都改变1V时，A的电荷量改变比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决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1V所改变电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．
答案 D
2．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )
A．根据C＝eq \f(Q,U)可知，电容器的电容与其所带电量成正比，与两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其带电量与两板间的电压成正比
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电量与电压的比值恒定不变
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
解析 电容器的电容C＝eq \f(εrS,4πkd)与两极板间的电压与极板所带电量无关，故A选项错误；由C＝eq \f(Q,U)可知，对确定的电容器来说，Q与U成正比，故B选项正确， C、D选项也正确．
答案 BCD
3．水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态．现将两极板间的距离增大，则( )
A．电容变大，质点向上运动
B．电容变大，质点向下运动
C．电容变小，质点保持静止
D．电容变小，质点向下运动
解析 当平行板电容器两极板距离增大时，电容器电容变小，与电源相连极板电压不变，其间电场强度减小，电场力变小，合外力向下，质点向下运动，故D选项正确．
答案 D
4．一平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘工具将两板距离拉开一些，则( )
A．电容器的带电荷量增加
B．电容增大
C．电容器电压增加
D．两板间电场强度增大
解析 由C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，当d增大时，C变小，故B选项错误；充电后与电源断开，所带电量不变，故A选项错误；由C＝eq \f(Q,U)，当C减小，Q不变时，U增大，故C选项正确；其间电场强度E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4Qπkd,εrSd)＝eq \f(4Qπk,εrS)，故D选项错误．
答案 C
5．一空气平行板电容器，极板间正对面积为S，极间距离为d，充以电量Q后两板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )
A．将电压变为U/2
B．电量变为2Q
C．将极板正对面积变为2S
D．两极间充以介电常数为2的电介质
解析 由C＝eq \f(εrS,4πkd)可知C、D选项正确．
答案 CD
6．平行板电容器的电容C，两极板间电压U，两板间场强E和带电荷量Q，在下列情况下怎样变化？
(1)保持两板与电源相连，只增大两板间距离，则C_________，U____________，Q____________，E____________.
(2)给电容器充电后与电源断开，再减小电容器极板间距离，则C____________，U____________，Q____________，E____________.
解析 (1)电容器与电源相连，故U不变，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)和C＝eq \f(Q,U)，d增大→C减小→Q减小，由E＝eq \f(U,d)，知E减小．
(2)电容器充电后断开电源，故Q不变，由公式C＝eq \f(εrS,4πkd)和C＝eq \f(Q,U)，知d减小→C增大→U减小，此时电场强度用E＝eq \f(U,d)不好讨论，有两种方法可处理．
①是用推论E＝eq \f(4πkQ,εrS)，(此式由E＝eq \f(U,d)，C＝eq \f(Q,U)和C＝eq \f(εrS,4πkd)三式导出)，可见E与d无关，故E不变．
②是熟记极板上电荷密度不变，其电场强度不变，故E不变．
答案 (1)减小 不变 减小 减小
(2)增大 减小 不变 不变
提 升 能 力
7．传感器是一种采集信息的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么( )
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容将增大
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
解析 当压力向上时，膜片电极将向上弯曲，使电容器两个极之间距离减小，电容增大，故A错误，B正确．当压力F发生变化时，电容器的电容发生变化，电容器会不断的充放电，所以电流计有示数，当压力不变时，因为电压恒定，电容器带电量不会发生变化，电流计无示数，故C正确，D错误．
答案 BC
8．如图所示是一个平行板电容器，两板间距离为d，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电．现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为l，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于( )
A.eq \f(qCl,Qd) B.eq \f(qQl,Cd)
C.eq \f(qQl,2Cd) D.eq \f(qCl,2Qd)
解析 根据U＝eq \f(Q,C)，E＝eq \f(U,d)可得E＝eq \f(Q,Cd)，所以，从A→B电场力做功，W＝qElsin30°＝eq \f(qQl,2Cd).
答案 C
9．如下图是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( )
A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流
D．电阻R中有从b流向a的电流
解析 平行板电容器的电容和带电荷量分别为C＝eq \f(εrS,4πkd)，Q＝CU.当两板间距离d增大时，电容C减小，极板的带电荷量Q也减小，由于原来电容器的上板A带正电，下板B带负电，带电荷量减小，B板的电子在电源的作用下将输送到A板中和部分正电荷，所以电阻R中会有从a流向b的电流．
答案 BC
10．如图①是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体．在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化．若Q随时间t的变化关系为Q＝eq \f(b,t＋a)(a、b为大于零的常数)，其图像如图②所示，那么图③、图④中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是( )
A．a和c B．a和d
C．b和c D．b和d
解析 由于C＝eq \f(Q,U)且C＝eq \f(εrS,4πkd)结合题中条件Q＝eq \f(b,t＋a)联立以上三式解得
d＝eq \f(εrSU,4kπb)(a＋t)，可见d与t成线性关系，利用E＝eq \f(U,d)可得E＝eq \f(4kπb,εrSa＋t)，因此图线②正确，即C选项正确．
答案 C
11．已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，电容器极板上的电荷量不变，当板间距离增大时(如图①)，静电计指针的偏角将____________，板间电势差将____________，电容器的电容将____________，说明电容器的电容跟板间距离成____________；当正对面积减小时(如图②)，静电计的偏角将____________，板间电势差将____________，电容将____________，说明电容器的电容跟正对面积成____________．当两板间插入电介质时(如图③)，静电计的偏角将____________，板间电势差将____________，电容将____________，说明电容器的电容跟两板间的电介质有关．
答案 增大 增大 减小 反比 增大 增大 减小 正比 减小 减小 增大
12．如下图所示，相距为d，水平放置的两平行金属板a、b的电容为C，开始时两板均不带电，a板接地且中央有孔，现将带电荷量为q，质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度滴下，竖直流到b板上层，电荷全部被b板吸收，(重力加速为g，不计阻力)试求：
(1)能够到达b板的液滴数不会超过多少？
(2)若能够到达b板的液滴数为k，第k＋1滴液滴将如何运动？
解析 设第k滴液滴恰好能够到达b板，则第k滴液滴进入两板间时，前(k－1)滴液滴已建立电场，对第k滴液滴应用动能定理
(1)前(k－1)滴液滴已建立的电场为U＝eq \f(Q,C)＝eq \f(k－1q,C)，E＝eq \f(U,d)＝eq \f(k－1q,Cd).
对第k滴液滴应用动能定理有：mg(h＋d)－qEd＝0，
mg(h＋d)－qeq \f(k－1q,Cd)d＝0.
解得k＝eq \f(mgCh＋d,q2)＋1.
(2)由题意，第(k＋1)滴液滴进入两板间后做减速运动，无法到达b板，反向运动跳出a板小孔，然后再无初速滴下，所以(k＋1)滴液滴将在板内外做往复运动．
答案 见解析