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高二物理电容器的电容过关检测题

2017-06-20 11:12:07  来源:网络整理

1.下面关于电容器及其电容的叙述正确的是( ) A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关 B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量
1.下面关于电容器及其电容的叙述正确的是(  )
A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关
B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比
D.一个电容器的电荷量增加ΔQ=1.0×10-6C时,两板间电压升高10 V,则电容器的电容无法确定
解析:选A.电容器既然是储存电荷的容器,它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力,A正确;电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的少有值,B错;电容器的电容由电容器结构决定,不随带电量的变化而变化,C错;C=QU=ΔQΔU可求电容器的电容,D错.
2.对于给定的电容器,描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图应是下图中的(  )

解析:选B.电容是描述电容器储存电荷特性的物理量,仅由电容器本身决定,对于给定的电容器,其电容C的大小与电荷量Q、电压U均无关.
3.(2010年高考北京理综卷)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图1-8-7). 设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若(  )
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,由θ不变
解析:选A.保持S不变,增大d,平行板电容器的电容减小,由于电容器的电荷量不变,由Q=CU可以判断极板间电势差变大,静电计指针偏角θ变大,选项A正确,B错误;保持d不变,减小S,电容器电容变小,由Q=CU可以判断极板间电势差变大,选项C、D错误.新 课 标 第 一 网
4.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,下列说法中正确的是(  )
A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大
B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变
C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大
D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变
解析:选AD.保持S闭合,则电容器两极间的电压不变,由E=Ud可知,当A板向B板靠近时,E增大,θ增大,A正确,B错误;断开S,则两板带电荷量不变,则Q=CU=εrSU4πkd=εrS4πkE可知,将A板向B板靠近,并不改变板间电场强度,故Q不变,D正确,C错误.
5.如图1-8-9所示,有的机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片,这两片金属片组成一个小电容器,该电容器的电容C可用公式C=εSd,式中常量ε=9×10-12 F/ m,S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离,当键按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了,从而给出相应的信号,设每个金属片的正对面积为50 mm2,键未按下时两金属片的距离为0.6 mm,如果电容变化0.25 pF,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下多少 mm.
解析:设金属片的原距离为d,金属片被按下Δd时电容变化ΔC=0.25 pF,
此时金属片间距为(d-Δd),
则C1=εSd,C2=εSd-Δd.
ΔC=C2-C1=εS(1d-Δd-1d),
代入数据得Δd=0.15 mm.
答案:0.15 mm

一、选择题
1.某电容器的电容是30 μF,额定电压为200 V,击穿电压为400 V,对于该电容器,下列说法中正确的是(  )
A.为使它的两极板间的电压增加1 V,所需要的电荷量是3×10-5 C
B.给电容器1 C的电荷量,两极板间的电压为3×10-5V
C.该电容器能容纳的电荷量较多为6×10-3C
D.该电容器两极板间能承受的较大电压为200 V
解析:选A.由ΔQ=C•ΔU=30×10-6×1 C=3×10-5C,A对;由U=QC=130×10-6V=3.3×104 V,电容器被击穿 ,B错;击穿电压为400 V表示能承受的较大电压为400 V,较大电荷量Q=CU=3×10-5×400 C=1.2×10-2C,C、D错.
2.一个电容器带电荷量为Q时,两极板间电压为U,若使其带电荷量增加4.0×10-7 C时,它两极板间的电势差增加20 V,则它的电容为(  )
A.1.0×10-8 F       B.2.0×10-8 F
C.4.0×10-8 F D.8.0×10-8 F
解析:选B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关,所以可根据电容的定义式推导出:C=ΔQΔU.因此电容C=4.0×10-720 F=2.0×10-8 F.
3.平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力大小为(  )
A.k2Qqd2 B.k4Qqd2
C.QqCd D.2QqCd
解析:选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场,其电场强度为E=QCd,因此点电荷q在其中所受到的电场力为F=Eq=QqCd.
4.用电池对电容器充电,电路a、b之间接有一灵敏电流表,两极板之间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大,则(  )
A.电荷将向上加速运动
B.电荷将向下加速运动
C.电流表中将有从a到b的电流
D.电流表中将有从b到a的电流
解析:选BD.板距增大,由于板间电压不变,则E=Ud变小,所以电场力变小,电荷向下加速,A错B对;由平行板电容公式可知,板间增大C变小,则Q=CU变小,电容器放电,C错D对.
5.是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图.电容器的两个电极分别用导线接到指示器上,指示器可显示出电容的大小.下列关于该仪器的说法正确的是(  )
A.该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体
B.金属芯柱外套的绝缘层越厚,该电容器的电容越大
C.如果指示器显示电容增大了,则说明电容器中的液面升高了
D.如果指示器显示电容减小了,则说明电容器中的液面升高了
解析:选AC.类似于平行板电容器的结构,导体芯柱和导电液体构成电容器的两电极,导体芯柱的绝缘层就是两极间的电介质,其厚度d相当于两平板间的距离,所以厚度d越大,电容器的电容越小.导电液体深度h越大,则S越大,C越大,C增大时就表明h变大.故A、C正确.
6. (2011年沈阳高二质检)如图1-8-13所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时,电容(C)便发生变化,于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下列图象中,较能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是(  )
解析:选B.两极板正对面积S=12(π-θ)R2,则S∝(π-θ)
又因为C∝S,所以C∝(π-θ)
令C=k(π-θ) ∴θ=π-Ck(k为常数)
所以B正确.
7.某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样,则(  )
A.该电容器所带电荷量不能超过1.5×10-6 C
B.该电容器所加电压不能超过9 V
C.该电容器击穿电压为9 V
D.当给该电容器加4.5 V的电压时,它的电容值变为0.75 μF
解析:选B.该标示值为电容器电容和能允许加的较大电压.加在该电容器上的电压超过9 V就会击穿它.能够给它充的较大电荷量为Q=CU m=1.5 ×10-6×9 C=1.35×10-5C.电容器电容与所加电压无关,因此当给电容器加4.5 V的电压时,其电容值仍为1.5 μF.故B正确.
8.平行板电容器两个极板为A、B,B板接地,A板带电荷量+Q,板间电场内有一固定点P.若将B板固定,A板下移一些,或者将A板固定,B板上移一些,在这两种情况下,以下说法正确的是(  )
A.A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势不变
B.A板下移时,P点的电场强度不变,P点电势升高
C.B板上移时,P点的电场强度不变,P点电势降低
D.B板上移时,P点的电场强度减小,P点电势降低
解析:选AC.A板下移,电荷密度不变,场强不变,又因P与B板距离不变,由UP=Ed知P点电势不变,A对,B错,B板上移,场强同样不变,但P与B板距离减小,故电势降低C对,D错.
9.两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是(  )
A.液滴将向下加速运动
B.M点电势升高,液滴在M点的电势能将减小
C.M点的电场强度变小了
D.在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同
解析:选BD.当将a向下平移时,板间场强增大,则液滴所受电场力增大,液滴将向上加速运动,A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变,由U=Ed可知M点电势将升高,液滴的电势能将减小,B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变,所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同,D正确.
二、题
10.水平放置的平行板电容器的电容为C,板间距离为d,极板足够长,当其带电荷量为Q时,沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动.若使电容器电量增大一倍,则该带电微粒落到某一极板上所需时间为多少?
解析:利用平衡条件得mg=qE=qQCd.
根据运动学公式有d2=at22,
由牛顿第二定律得,qE′-mg=ma,
又E′=2QCd,解得t=dg.
答案: dg
11.一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3m,取g=10 m/s2,求:
(1)该电容器所带电量.
(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电量为多少?带何种电荷?
解析:(1)由公式C=QU得
Q=CU=3.0×10-10×12 C=3.6×10-9 C.
(2)若带电微粒恰在极板间静止,则qE=mg,而E=Ud
解得q=mgdU=2.0×10-3×10×1.20×10-312 C
=2.0×10-6 C
微粒带负电荷.
答案:(1)3.6×10-9 C (2)2.0×10-6 C 负电荷
12.水平放置的A、B两平行板相距h,有一质量为m,带电量为q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间,小球恰好能打到A板,求A、B板间的电势差.
解析:如果电场力做正功,由动能定理得
qU-mg(h+H)=0-mv20/2,
解得U=m[2gh+H-v20]2q,
如果电场力做负功, 则有
-qU-mg(h+H)=0-mv20/2,
解得U=m[v20-2gh+H]2q.
答案:见解析

 

 
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