高中物理教科版 (2019)必修 第三册8 电容器 电容课时训练

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第三册8 电容器 电容课时训练，共7页。试卷主要包含了下列电学元器件属于电容器的是，解析等内容，欢迎下载使用。


2．某电容器上标有“25 μF 450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是( )
A．要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需电荷量为2.5×10－5 C
B．要使该电容器带电荷量为1 C，两极板之间需加电压2.5×10－5 V
C．该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10－5 C
D．该电容器能够承受的最大电压为450 V
3．(多选)连接在电池两极上的平行板电容器，当两板间的距离减小时( )
A．电容器的电容C变大
B．电容器极板的带电荷量Q变大
C．电容器两极板间的电势差U变大
D．电容器两极板间的电场强度E变大
4．平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离．下图表示此过程中电容器两极板间电场强度E随两极板间距离d的变化关系，正确的是( )
5．医用口罩的核心层为熔喷布，其本身是一种不带电的绝缘材料．如图为熔喷布生产线上监控熔喷布厚度的装置原理图：A、B两块固定金属极板组成一电容器，并与恒压直流电源及灵敏电流表G相连，熔喷布从A、B两极板间穿过．若仅是穿过A、B间的熔喷布正在变厚，则此过程中( )
A.A、B间电容大小不变
B．A、B间电容变小
C．有电流自a向b流过G表
D．有电流自b向a流过G表
6.
目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到同一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是( )
A．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小
B．若在手机屏上增贴了一层厚度均匀的玻璃膜，则指纹识别解锁功能无法使用
C．在峪处形成的电容器电容较小
D．沾水潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响
7．如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动．若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中( )
A.膜片与极板构成的电容器的电容减小
B．极板所带电荷量减小
C．膜片与极板间的电场强度减小
D．电阻R中有方向向下的电流通过
8．(多选)如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，下列说法正确的是( )
A．保持K闭合，将上极板右移一小段距离后，静电计指针的张角变大
B．保持K闭合，将上极板下移一小段距离后，P点电势升高
C．若断开K，将上极板右移一小段距离后，带电油滴向上运动
D．若断开K，将上极板下移一小段距离，带电油滴的电势能不变
9.
如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合开关S，小球静止时受到细线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是( )
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
10.
(多选)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷．以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep增大
C．θ减小，Ep不变 D．θ减小，E不变
11.(多选)如图所示，平行板电容器的两极板A、B与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，那么( )
A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小
B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
12．电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I＝ eq \f(Q,t).电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像．图甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源的电压为6 V．先使开关S与2接通，待充电完成后，再使开关与1接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I­t图像，如图乙所示．
(1)下列说法正确的是________
A．电容器充电的过程中，电容器的上极板带负电
B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大
C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小
D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其它形式的能量
(2)图乙中阴影部分的“面积”表示的物理意义是________．
(3)若充电完成后，电容器所带的电荷量为3.04×10－3 C，则该电容器的电容为________F.(请用科学计数法计数，小数点后保留两位小数)
13.
如图所示，平行板电容器两极板与电源两极相连，G为灵敏电流表．闭合开关并达到稳定后，在下列操作过程中，是否有电流流过电流表？如果有，电流的方向是从a到b，还是从b到a?
(1)将电容器两极板的距离拉大一些；
(2)将电容器两极板的正对面积错开一些．
14．如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两极板间相距为L，电容为C.质量为m、电荷量为＋q的小球从上板中心小孔的正上方高H处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零．已知重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计，则：
(1)带电小球到达小孔处的速度大小和电场强度大小；
(2)电容器所带电荷量．
课时素养评价8 电容器 电容
1．解析：由图可知，A为电阻箱；B为电容器；C是打点计时器；D是滑动变阻器，B正确．
答案：B
2．解析：由电容器的定义式C＝ eq \f(Q,U)可得C＝ eq \f(ΔQ,ΔU)，所以ΔQ＝C·ΔU＝2.5×10－5×1 C＝2.5×10－5 C，A正确．若Q＝1 C，则U＝ eq \f(Q,C)＝4×104 V，B错误．当电容器的电压为450 V时，电容器的电荷量Q′＝CU′＝2.5×10－5×450 C＝1.125×10－2 C，C错误.450 V是电容器的额定电压，低于击穿电压，D错误．
答案：A
3．解析：平行板电容器的电容C＝ eq \f(εrS,4πkd).当两极板间距离d减小时，电容C变大，A正确．平行板电容器连接在电池两极上，两极板间的电压为定值，C错误．根据电容定义式，C＝Q/U，Q＝CU，U不变，C变大，所以Q变大，B正确．平行板电容器两极板间的电场是匀强电场，E＝U/d，U不变，d减小，所以E变大，D正确．
答案：ABD
4．解析：由于平行板电容器充电后断开电源，电容器所带电荷量保持不变，两极板间电场强度E＝ eq \f(U,d)＝ eq \f(Q,Cd)＝ eq \f(4kπQ,εrS)，E随两极板间距离d的增大保持不变，C正确，A、B、D错误．
答案：C
5．解析：由C＝ eq \f(εS,4πkd)可知仅是穿过A、B间的熔喷布正在变厚，ε变大，A、B间的电容变大，故A、B错误；当熔喷布的厚度变厚时，A、B间的电容变大，由于电容器与电源保持连接，则两板间的电压保持不变，根据C＝ eq \f(Q,U)可知极板带电量增加，由充电电流从b向a流过G表，D正确，C错误．
答案：D
6．解析：峪处d较大，嵴处d较小，根据电容的计算公式C＝ eq \f(εS,4πkd)可知，峪处形成的电容器电容较小，嵴处构成的电容器电容大，根据Q＝CU可知，充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大，故A错误，C正确；在手机屏上增贴了一层厚度均匀的玻璃膜，即在电容器中间插入一层厚度均匀绝缘介质，无论是嵴处还是峪处的电容都变大，但仍然是嵴处较大，峪处较小，指纹识别解锁功能仍然可以使用，B错误；湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁和指纹识别，D错误.
答案：C
7．解析：振动膜片振动时，膜片与极板距离减小，电容器两极板的距离减小，由公式C＝ eq \f(εS,4πkd)可知，电容增大，A错误；由公式Q＝CU知，U不变的情况下，电容增大，电容器所带电荷量Q增大，故B错误；由公式E＝ eq \f(U,d)知，U不变，间距d减小，则场强E增大，C错误；极板的带电量增大，电容器充电，则电阻R中有方向向下的电流通过，D正确．
答案：D
8．解析：当开关保持闭合时，将上极板右移一小段距离后，则两极板间的电势差保持不变，静电计指针的张角不变，故A错误；当开关保持闭合时，则两极板间的电势差保持不变，根据E＝ eq \f(U,d)，将上极板下移一小段距离后，两极板间场强增大，根据UP下极板＝EdP下极板，P点与下极板间电势差增大，P点电势升高，B正确；当开关断开时，极板的电荷量保持不变，根据C＝ eq \f(εrS,4πkd)，将上极板右移一小段距离后，电容减小，根据U＝ eq \f(Q,C)，两极板间的电势差增大，根据E＝ eq \f(U,d)，两极板间场强增大，带电油滴受到的电场力增大，带电油滴向上运动，故C正确；当开关断开时，极板的电荷量保持不变，将上极板下移一小段距离，两极板间的场强E＝ eq \f(U,d)＝ eq \f(Q,Cd)＝ eq \f(Q,\f(εrS,4πkd)d)＝ eq \f(4πkQ,εrS)不变，根据UP下极板＝EdP下极板，P点与下极板间电势差不变，P点电势不变，带电油滴的电势能不变，故D正确．
答案：BCD
9．解析：保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R和R2串联，R两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的静电力F电＝qE＝q eq \f(U,d)减小，由几何知识可得，细线的拉力F＝ eq \r(（mg）2＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(电)) )减小，故B正确，A错误；保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，由上述分析可知，F电不变，悬线的拉力F不变，故C、D错误．
答案：B
10．解析：若保持下极板不动，将上极板向下平移一小段距离，则根据C＝ eq \f(εrS,4πkd)可知，C变大，Q一定，则根据Q＝CU可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根据E＝ eq \f(U,d)，C＝ eq \f(εrS,4πkd)，Q＝CU，联立可得E＝ eq \f(4πkQ,εrS)可知Q一定时，E不变；根据U1＝Ed1可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，下极板接地，P点的电势不变，则Ep不变．综上所述，C、D正确．
答案：CD
11．解析：当保持开关S闭合，即保持极板间电压一定， 根据E＝ eq \f(U,d)，A板向B靠近时，极板间距减小，则电场强度增大．设带电小球质量为m，电荷量为q，根据平衡条件可知qE＝mg tan θ，电场强度增大，小球所受电场力增大，tan θ增大，θ角增大，A错误，B正确；当开关S断开，即保持极板所带电荷量一定，根据C＝ eq \f(Q,U)＝ eq \f(εrS,4πkd)，则电场强度E＝ eq \f(U,d)＝ eq \f(4πkQ,εrS)可知当A板向B靠近过程中，电场强度一定，即小球所受电场力不变，由qE＝mg tan θ知tan θ不变，θ角不变，C错误，D正确．
答案：BD
12．解析：(1)电容器上极板与电源正极连接，充电过程中，电容器的上极板带正电，故A错误；电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，故B错误；电容器放电过程中，根据E＝ eq \f(U,d)＝ eq \f(Q,Cd)＝ eq \f(4πkQ,εrS)可知，电荷量减小，电场强度减小，故C正确；电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其它形式的能量，故D正确．(2)根据I＝ eq \f(q,t)可知，面积表示放电过程中释放的电荷量．(3)电容器的电容为C＝ eq \f(Q,U)＝ eq \f(3.04×10－3,6)F＝5.07×10－4F.
答案：(1)CD (2)电容器释放的电荷量 (3) 5.07×10－4
13．解析：(1)将平行板电容器两极板间的距离拉大一些时，两极板间的距离d增大，根据C＝ eq \f(εS,4πkd)，电容减小，而电容器两端的电压不变，根据Q＝CU，电容器所带电量减小，电容器将要放电，故电路中形成逆时针方向的放电电流，所以有b到a方向的电流通过电流表；(2)将电容器两极板的正对面积错开一些时，平行板电容器两极板的正对面积S减小，根据C＝ eq \f(εS,4πkd)，电容减小，而电容器的电压不变，根据Q＝CU，由于C减小，电容器所带电量减小，电容器放电，电路中形成逆时针方向的放电电流，故有b到a方向的电流通过电流表．
答案：(1)b到a方向 (2)b到a方向
14．解析：(1)小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有v2＝2gH
解得v＝ eq \r(2gH)
对从释放到达下极板处过程运用动能定理，有
mg(H＋L)－qEL＝0
解得E＝ eq \f(mg（H＋L）,qL).
(2)电容器两极板间的电压U＝EL＝ eq \f(mg（H＋L）,q)
电容器的带电量Q＝CU＝ eq \f(mg（H＋L）C,q)
答案：(1)v＝ eq \r(2gH)，E＝ eq \f(mg（H＋L）,qL) (2) eq \f(mg（H＋L）C,q)
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练