高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电容器与电容当堂达标检测题

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电容器与电容当堂达标检测题，共6页。试卷主要包含了电容器是一种常用的电子元件等内容，欢迎下载使用。

1．电容器是一种常用的电子元件。下列对电容器认识正确的是( )
A．电容器的电容与它所带的电荷量成正比
B．电容器的电容与它两极板间的电压成正比
C．在相同电压作用下，带电荷量多的电容器的电容比较大
D．电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103pF
解析：选C 电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量。电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两极板间电压及电容器所带电荷量无关，A、B错误；由C＝eq \f(Q,U)知，U一定时，带电荷量Q越大的电容器，C越大，C正确；单位μF与pF的换算关系为1 μF＝106 pF，D错误。
2．(2023·广东1月学考)关于电容器充放电过程，下列说法正确的是( )
A．充电过程中，两极板间电压不变
B．充电过程中，两极板间电压增大
C．放电过程中，两极板间电压不变
D．放电过程中，两极板间电压增大
解析：选B 根据电容的定义C＝eq \f(Q,U)可知，充电过程中，两极板所带电荷量逐渐增多，两板间电压逐渐增大，A错误，B正确；同理，放电过程中，两极板所带电荷量逐渐减少，所以两板间电压逐渐减小，C、D错误。
3．平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属极板沿远离另一板方向平移一小段距离。此过程中电容器的电容C、两极板带电荷量Q、两板间电场强度E、两板间电压U随两板间距离d变化的关系，表示正确的是( )
解析：选C 平行板电容器的电容为C＝eq \f(εrS,4πkd)，d增大时，C减小，故A错误；平行板电容器充电后断开电源，Q一定，故B错误；电容器两极板间的电场强度E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)一定，故C正确；两板间电压为U＝Ed，d增大时，U增大，故D错误。
4．一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4 C，则其电压减少为原来的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 由题意知C＝eq \f(Q,U)，C＝eq \f(Q－3×10－4 C,\f(1,3)U)，联立解得Q＝4.5×10－4 C，故B正确，A错误；因电容器的电容不知，所以无法得出电容器原来的电压，C错误；电容是由电容器本身特性决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误。
5.如图所示为某一电容器中所带电荷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 40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是( )
A．此过程是充电过程
B．此过程是放电过程
C．该电容器的电容为5×10－2 F
D．该电容器的电荷量变化量为0.2 C
解析：选B 由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错误，B正确；C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(0.2,40) F＝5×10－3 F，C错误；ΔQ＝C·ΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错误。
6．平行板电容器保持与恒压直流电源两极连接，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恒压直流电源两极连接，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。
7．“探究电容器充、放电”的实验装置示意图如图所示，已知灵敏电流计0刻度在表盘中央位置，经判断：当电流从灵敏电流计左接线柱流入时指针左偏；电流从灵敏电流计右接线柱流入时指针右偏。请根据所学知识回答下列问题：
(1)电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，灵敏电流计指针会________偏(选填“左”或“右”)。
(2)将开关S扳到a，让电源给电容器充电结束后，保持开关位置不变，若在电容器中间插入一层有机玻璃板，则在插入过程中灵敏电流计指针__________偏(选填“左”或“右”)。
解析：(1)当电流从灵敏电流计左接线柱流入时指针左偏；电流从灵敏电流计右接线柱流入时指针右偏。 电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，电流自左向右通过电流计，灵敏电流计指针会左偏。
(2)将开关S扳到a，让电源给电容器充电结束后，保持开关位置不变，电容器极板间电压恒定， 若在电容器中间插入一层有机玻璃板，电容增大，电荷量增加，电流自右向左通过电流计，灵敏电流计指针会右偏。
答案：(1)左 (2)右
eq \a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新
8.超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点。如图为一款超级电容器，其标有“2.7 V,3 000 F”，则可知( )
A．该超级电容器放电时把化学能转化为电能
B．该电容器最大容纳电荷量为8 100 C
C．该电容器在电压为2.7 V时电容才是3 000 F
D．该电容器在2.5 V电压下电容器不能带电
解析：选B 由于是电容器，故其放电时是把储存的电能释放到电路中来，并不是把化学能转化为电能，故A错误；该电容器最大容纳电荷量为Q＝UC＝2.7 V×3 000 F＝8 100 C，故B正确；电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压和电量无关，该电容始终为3 000 F，故C错误；电容器的额定电压为2.7 V，说明工作电压不超过2.7 V，可以小于2.7 V，故D错误。
9.[多选]如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两板间有一个正试探电荷固定在P点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是( )
A．静电计指针张角变小
B．静电计指针张角不变
C．正电荷在P点的电势能减小
D．正电荷在P点的电势能不变
解析：选AC 将负极板缓慢向右平移一小段距离，两板间的距离减小，根据电容的决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，电容C增大，而电容器的电荷量Q不变，则由C＝eq \f(Q,U)得，板间电压U减小，因此静电计的指针张角变小，故A正确，B错误；根据板间场强E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)，可知E不变，P点到负极板距离减小，由公式U＝Ed得，P点的电势降低，正电荷在P点的电势能变小，故C正确，D错误。
10．根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器。通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右。地球的电容约为( )
A．0.17 F B．1.7 F C．17 F D．170 F
解析：选B 根据题意可得Q＝5×105 C，U＝3×105 V，根据C＝eq \f(Q,U)可得C＝eq \f(5×105 C,3×105 V)≈1.7 F，B正确。
11．[多选]微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A．静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电
B．由静止突然向前加速时，电容器的电容减小
C．由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D．保持向前匀减速运动时，电阻R以恒定功率发热
解析：选BC 静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，则电流表示数为零，电容器两极板带电，故A错误；由静止突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，电容器的电容减小，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由b向a流过电流表，故B、C正确；保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则N板的位置在某位置不动，电容器电量不变，电路中无电流，则电阻R发热功率为零，故D错误。
12．下面三个图为探究影响平行板电容器电容大小的因素的实验，请将正确的结论填在横线上。两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开。
(1)如图甲所示，若保持板间距离d不变，正对面积S变小，则两板电容C________，板间电势差U________。(选填“变小”“变大”或“不变”)
(2)如图乙所示，若保持S不变，d变大，两板电容C________，板间电场强度E______。(选填“变小”“变大”或“不变”)
(3)如图丙所示，若保持S和d都不变，在两极板间插入介质板后，则板间电势差U__________，板间电场强度E__________。(均选填“变小”“变大”或“不变”)
解析：(1)保持板间距离d不变，两极板正对面积减小，根据电容的决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)得知，电容C变小，而电容器的电荷量Q不变，由电容的定义式C＝eq \f(Q,U)分析得到，板间电势差U变大。
(2)保持S不变，板间距离d增大，根据电容的决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)得知，电容C变小，而电容器的电荷量Q不变，根据E＝eq \f(U,d)和Q＝UC，可以知道：E＝eq \f(4πkQ,εrS)，故E和d无关，故E不变。
(3)保持S和d都不变，插入介质板后，根据电容的决定式C＝eq \f(εrS,4πkd)得知，电容C变大，而电容器的电荷量Q不变，由电容的定义式C＝eq \f(Q,U)分析得到，板间电势差U变小，由U＝Ed可以知道，E变小。
答案：(1)变小 变大 (2)变小 不变 (3)变小 变小
13.(2022·广东佛山期中)如图所示，两块平行金属板A、B相隔6 cm。分别接在36 V的直流电源的正负极上。点C在两板间且到板A的距离为2 cm，正极板A接地。
(1)求A、B两板间的场强。
(2)求C、A之间的电势差UCA。
(3)将一个电荷量为q＝2×10－8 C的粒子从C点移到A板，求这个过程中静电力做的功。
解析：(1)A、B两板间的场强为E＝eq \f(U,d)＝eq \f(36,6×10－2) V/m＝600 V/m，
由于下极板为高电势，因此电场方向为由A板垂直指向B板。
(2)A板接地，因此A板的电势为0。电场方向为由A板垂直指向B板，所以A点的电势比C点的电势高，所以CA之间的电势差为UCA＝－EdAC＝－600×2×10－2 V＝－12 V。
(3)C到A过程中，静电力做的功为WCA＝qUCA＝2×10－8×(－12) J＝－2.4×10－7 J。
答案：(1)600 V/m，方向由A板垂直指向B板
(2)－12 V (3)－2.4×10－7 J