高中物理 第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 第4節(jié) 電容器 電容學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-1
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電容器 電容 (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.電容器是一種常用的電子元件.對(duì)電容器認(rèn)識(shí)正確的是( ) A.電容器的電容表示其儲(chǔ)存電荷的能力 B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比 C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成反比 D.電容的常用單位有μF和pF,1 μF=103 pF 【解析】 C=是電容的定義式,不是決定式,故C與Q、U無(wú)關(guān),B、C錯(cuò);1 μF=106 pF,D錯(cuò);電容是表示電容器儲(chǔ)存電荷的能力的物理量,A選項(xiàng)正確. 【答案】 A 2.(多選)下列是描述對(duì)給定的電容器充電時(shí)其電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖象,其中正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):34660063】 【解析】 對(duì)于給定電容器的電容是由電容器本身決定的,與電容器的帶電荷量Q的大小和兩極板間的電壓U的大小無(wú)關(guān),不能認(rèn)為C與Q成正比,與U成反比,故D正確,A、B錯(cuò)誤;而C圖告訴我們電容器所帶的電荷量與極板間的電壓成正比,其比值即電容器的電容不變,故C正確. 【答案】 CD 3.(多選)C=和C=是兩個(gè)電容器電容的公式.關(guān)于它們的說(shuō)法,正確的是( ) A.從C=可以看出,電容的大小取決于其所帶電荷量和電壓 B.從C=可以看出,電容的大小取決于電介質(zhì)的種類(lèi)、導(dǎo)體的形狀和兩極板的位置關(guān)系 C.它們都適用于各種電容器 D.C=是適用于各種電容器的定義式,C=是只適用于平行板電容器的決定式 【解析】 公式C=是電容的定義式,適用于各種電容器,C=是平行板電容器電容的決定式,只適用于平行板電容器,故A、C錯(cuò)誤,B、D正確. 【答案】 BD 4.(多選)某電容器上標(biāo)有“1.5 μF 9 V”字樣,則該電容器( ) A.所帶電荷量不能超過(guò)1.510-6 C B.所帶電荷量不能超過(guò)1.3510-5 C C.所加電壓不應(yīng)超過(guò)9 V D.該電容器的擊穿電壓為9 V 【解析】 電容器上標(biāo)出的電壓為額定電壓,即電容器正常工作時(shí)的電壓,擊穿電壓大于額定電壓,故C對(duì),D錯(cuò);而由C=可得,Q=CU,當(dāng)電容器兩極板間電壓恰為9 V時(shí),電容器所帶的電荷量達(dá)到最大值,即Q=1.510-69 C=1.3510-5 C. 【答案】 BC 5.如圖246所示實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于平行板電容器的充、放電,下列說(shuō)法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):34660064】 圖246 A.開(kāi)關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶正電 B.開(kāi)關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶負(fù)電 C.開(kāi)關(guān)接2時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶正電 D.開(kāi)關(guān)接2時(shí),平行板電容器充電,且上極板帶負(fù)電 【解析】 開(kāi)關(guān)接1時(shí),平行板電容器充電,上極板與電源正極相連而帶正電,A對(duì),B錯(cuò);開(kāi)關(guān)接2時(shí),平行板電容器放電,放電結(jié)束后上下極板均不帶電,C、D錯(cuò). 【答案】 A 6.一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變,在兩極板間插入一電介質(zhì),其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是( ) A.C和U均增大 B.C增大,U減小 C.C減小,U增大 D.C和U均減小 【解析】 由C=可知,插入電介質(zhì)后,εr增大,電容C增大;由U=可知U減小,故選B. 【答案】 B 7.板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí),兩極板間電勢(shì)差為U1,板間場(chǎng)強(qiáng)為E1.現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q,板間距變?yōu)閐,其他條件不變,這時(shí)兩極板間電勢(shì)差為U2,板間場(chǎng)強(qiáng)為E2,下列說(shuō)法正確的是( ) A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1 C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1 【解析】 U1=,E1=.當(dāng)板間距變?yōu)閐時(shí),由C=可知電容變?yōu)?C,而所帶電荷量也變?yōu)?Q,故U2==U1,E2==2=2E1,C選項(xiàng)正確. 【答案】 C 8.有一充電的平行板電容器,兩極板間電壓為3 V,先使它的電荷量減少310-4 C,于是電容器兩板間的電壓降為原來(lái)的,此電容器的電容是多大?若電容器極板上的電荷量全部放掉,電容器的電容是多大? 【導(dǎo)學(xué)號(hào):34660065】 【解析】 電容器兩極板間電勢(shì)差的變化量為 ΔU=U=2 V 由C=,有C= F=1.510-4 F=150 μF 電容器的電容是由本身決定的,與是否帶電無(wú)關(guān),所以電容器放掉全部電荷后,電容仍是150 μF. 【答案】 150 μF 150 μF [能力提升] 9.在如圖247所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,用電壓為U的直流電源對(duì)平行板電容器充電,要使電容器兩板間電壓大于U,可采取的辦法為( ) 圖247 A.先將S斷開(kāi),然后將兩板間距離拉大一些 B.先將兩板間距離拉大一些,然后將S斷開(kāi) C.先將兩板正對(duì)面積減少一些,然后將S斷開(kāi) D.先將S斷開(kāi),然后將兩板間距離減小一些 【解析】 若先斷開(kāi)S,Q不變化,再將電容器的兩板間距離拉大,C減小,由Q=CU知U增大,選項(xiàng)A正確;若先拉大兩板間距離,電壓U不變,再斷開(kāi)S,U仍不變化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若先將兩板正對(duì)面積減少,電壓U不變,再將S斷開(kāi),U仍不變化,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若先將S斷開(kāi),Q不變化,再將兩板間距離減小時(shí),C增大,由Q=CU知U減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 A 10.(多選)如圖248所示,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連.若一帶電粒子恰能沿圖中所示的水平直線(xiàn)通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中,該粒子( ) 圖248 A.所受重力與電場(chǎng)力平衡 B.電勢(shì)能逐漸增加 C.動(dòng)能逐漸增加 D.做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 【解析】 由題意可知粒子做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),受到豎直向下的重力和垂直極板的電場(chǎng)力,考慮到電場(chǎng)力和重力不可能平衡,故只有電場(chǎng)力與重力的合力方向水平向左才能滿(mǎn)足直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)條件,故粒子做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能逐漸增加,B、D對(duì). 【答案】 BD 11.(多選)如圖249所示,平行板電容器的兩極板A、B與電池兩極相接,一個(gè)帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合開(kāi)關(guān)S,電容器充電,這時(shí)懸線(xiàn)偏離豎直方向夾角為θ,那么( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):34660066】 圖249 A.保持開(kāi)關(guān)S閉合,帶正電的A板向B板靠近,則θ增大 B.保持開(kāi)關(guān)S閉合,帶正電的A板向B板靠近,則θ不變 C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),帶正電的A板向B板靠近,則θ增大 D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),帶正電的A板向B板靠近,則θ不變 【解析】 閉合開(kāi)關(guān),電容器充電,結(jié)果A板帶正電,B板帶負(fù)電,小球在重力、繩子拉力和電場(chǎng)力的作用下處于平衡狀態(tài).若保持開(kāi)關(guān)S閉合,A板向B板靠近時(shí),兩板間的電勢(shì)差保持不變,根據(jù)E=,場(chǎng)強(qiáng)E將增大,所以小球所受電場(chǎng)力也將變大,故θ角增大. 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),A板向B板靠近時(shí),則極板的帶電量將不變,由E=,U=和C=,可得E=,所以E將不變,小球所受電場(chǎng)力也不變,所以θ不變. 正確選項(xiàng)為A、D. 【答案】 AD 12.如圖2410所示,平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為60 V的恒壓電源上,兩極板間距為3 cm,電容器帶電荷量為610-8 C,A極板接地.求: 圖2410 (1)平行板電容器的電容; (2)平行板電容器兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度; (3)距B板為2 cm的C點(diǎn)處的電勢(shì). 【解析】 (1)由電容定義式 C== F=110-9 F. (2)兩板之間為勻強(qiáng)電場(chǎng) E== V/m=2103 V/m,方向豎直向下. (3)C點(diǎn)距A板間距離為dAC=d-dBC=1 cm A與C間電勢(shì)差UAC=EdAC=20 V 又UAC=φA-φC,φA=0可得φC=-20 V. 【答案】 (1)110-9 F (2)2103 V/m,方向豎直向下 (3)-20 V- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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