高中物理4 电容器的电容当堂检测题

这是一份高中物理4 电容器的电容当堂检测题，共5页。试卷主要包含了下列关于电容器的叙述正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．下列关于电容器的叙述正确的是( )
A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器
B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体，就组成了电容器
C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器的放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能
解析：选D 电容器是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A错误；任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体组成一个电容器，B错误；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确。
2．根据电容器的电容的定义式C＝eq \f(Q,U)，可知( )
A．电容器带的电荷量Q越多，它的电容C就越大
B．电容器两极板之间的电势差U越大，它的电容C就越小
C．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关
D．电容器不带电时，其电容为零
解析：选C 电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，由电容器本身决定，C与Q、U无关，故A、B错误，C正确；电容器不带电时，其电容不为零，故D错误。
3．如图所示是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中不正确的是( )
解析：选A 电容为电容器本身的性质，与带电荷量和电压均无关，A错，B、D对；由Q＝CU可知C恒定不变时，Q与U成正比，C对。
4.某一电容器的标准是“400 V 22 μF”(如图)，则下列说法中正确的是( )
A．该电容器可在400 V以下电压时正常工作
B．该电容器只能在400 V电压时正常工作
C．电压是220 V时，电容是11 μF
D．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
解析：选A 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，A正确，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，C错误；有的电容器是有极性的，分正负极，D错误。
5．用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器C1和C2充电，已知C1＜C2。当达到稳定状态时，两电容器每极板的带电荷量分别为Q1和Q2，则( )
A．Q1＞Q2
B．Q1＜Q2
C．Q1＝Q2
D．无法确定Q1与Q2的大小关系
解析：选B 相同的电池，则电压相同，故根据Q＝CU可知电容越大，充电量越大，即Q1＜Q2，B正确。
6．一个已充电的电容器，若使它的带电荷量减少3×10－4 C，则其电压减小为原来的eq \f(1,3)，则( )
A．电容器原来的带电荷量为9×10－4 C
B．电容器原来的带电荷量为4.5×10－4 C
C．电容器原来的电压为1 V
D．电容器的电容变为原来的eq \f(1,3)
解析：选B 平行板电容器的电荷量减少ΔQ＝3×10－4 C，电压减小为原来的eq \f(1,3)，由C＝eq \f(Q,U)知，电荷量减少为原来的eq \f(1,3)，即减少了原来的eq \f(2,3)，则根据C＝eq \f(ΔQ,ΔU)知，电容器原来的带电荷量Q＝1.5ΔQ＝1.5×3×10－4 C＝4.5×10－4 C，A错误，B正确；由已知条件无法求电压，电容反映电容器本身的特性，电容器极板上的电荷减少，电容器的电容不变，C、D错误。
7．平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电结束后，电容器的电压为U，电荷量为Q，电容为C，极板间的电场强度为E。现将两极板间距离减小，则引起的变化是( )
A．Q变大 B．C变小
C．E变小 D．U变小
解析：选A 平行板电容器保持与直流电源两极连接，其电压U保持不变，将两极板间距离d减小，由电容的决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)，分析得知，电容C变大；电荷量Q＝CU，U不变，C变大，Q变大；由E＝eq \f(U,d)分析可知电场强度E变大。故A正确，B、C、D错误。
8．如图甲，先将开关S掷向1，给平行板电容器C充电，稳定后把S掷向2，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息导入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的图像如图乙所示。将电容器C两极板间的距离增大少许，其他条件不变，重新进行上述实验，得到的I­t图像可能是( )
解析：选C 将电容器两极板间距变大，相当于增大了板间距，根据平行板电容器决定式：C＝eq \f(εrS,4πkd)，可知电容变小，则充电电量：Q＝CU变小，但充电完成后，电容器两端电压仍与电源电压U相等，所以再次放电，初始时刻的电流不变，但电荷量变小。I­t图中图线与坐标轴的面积代表电荷量，所以面积比图乙小，A、B、D错误，C正确。
9．有一个充电的平行板电容器，两极板间的电压为3 V，现设法使它的电荷量减少3×10－4 C，于是其板间的电压降为原来的eq \f(1,3)，如果再使它的带电荷量增加，当板间的电压增加到16 V时，它的带电荷量为元电荷的多少倍？
解析：根据C＝eq \f(Q,U)知：C＝eq \f(ΔQ,ΔU)＝eq \f(3×10－4,2) F＝1.5×10－4 F。电压增加到16 V时，所带电荷量Q＝CU＝1.5×10－4×16 C＝2.4×10－3 C。
带电荷量为元电荷的倍数：n＝eq \f(2.4×10－3,1.6×10－19)＝1.5×1016。
答案：1.5×1016
B级—选考提能
10．传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器极板间距而引起电容变化的是( )
解析：选C A图是通过改变电介质，来改变电容器的电容，故A错误；B图中电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液体，故是通过改变电容器两极板间正对面积而引起电容变化的，故B错误；C图是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，故C正确；D图是通过转动动片改变正对面积，改变电容器的电容，故D错误。
11．[多选]水平放置的平行板电容器与电源相连，下极板接地。带负电的液滴静止在两极板间P点，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势。若电容器与电源断开，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则( )
A．U变大，E不变，φ不变 B．U不变，E变小，φ降低
C．液滴将向下运动 D．液滴仍保持静止
解析：选AD 电容器与电源断开，则带电量Q不变，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则d变大，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)可知C变小，根据Q＝CU可知U变大，由E＝eq \f(U,d)与上述式子联立可得：E＝eq \f(4πkQ,εrS)，则E不变；因P点与下极板的距离不变，根据U＝Ed可知P点与下极板的电势差不变，即P点的电势φ不变，A正确，B错误；由于E不变，则液滴受的电场力不变，则液滴仍保持静止，C错误，D正确。
12.如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d＝4 mm，充电后两极板电势差为120 V。A板带正电，若它的电容为3 μF，且P到A板距离为1 mm。求：
(1)每一极板的带电荷量；
(2)一个电子在P点具有的电势能；
(3)一个电子从B板出发到A板获得的动能；
(4)两板间的电场强度大小。
解析：(1)由Q＝CU得Q＝3×10－6×120 C＝3.6×10－4 C。
(2)Ep＝－eφP＝－eeq \f(UAB,d)dPB＝－90 eV。
(3)因为电子从B板出发到A板的过程中电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以由动能定理得
Ek－0＝－eUBA，解得Ek＝120 eV。
(4)E＝eq \f(U,d)＝eq \f(120,4×10－3) N/C＝3×104 N/C。
答案：(1)3.6×10－4 C (2)－90 eV
(3)120 eV (4)3×104 N/C