2022年高中物理 第一章 靜電場(chǎng)《電容器和電容》課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 教科版選修3-1

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1、2022年高中物理 第一章 靜電場(chǎng)《電容器和電容》課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 教科版選修3-1 一、選擇題(每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)得5分，選不全得3分，錯(cuò)選不得分) 1．對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．將兩極板平行錯(cuò)開(kāi)，使正對(duì)面積減小，電容將減小 B．將兩極板間的間距加大，電容將增大 C．在上板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大 D．在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大 解析：影響平行板電容器電容大小的因素，由其決定式C＝可知： (1)隨正對(duì)面積的增大而增大； (2)隨兩極板間距

2、增大而減小； (3)在兩極板間放入電介質(zhì)，電容增大。 由上面敘述可直接看出A、C、D正確。 答案：ACD 2．如圖1所示，平行板電容器的電容為C，極板帶電荷量為Q，極板間距為d，今在兩極板間正中央放一帶電荷量為q的點(diǎn)電荷，則它所受到的電場(chǎng)力大小為（ ） 圖1 A．k B．k C. D. 解析：平行板電容器極板間電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝，因此點(diǎn)電荷q在其中所受到的電場(chǎng)力為F＝Eq＝。故C正確。 答案：C 3．如圖2所示是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化，檢測(cè)液面高低的儀器原理圖，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示出電容的大小，下列關(guān)于該儀器

3、的說(shuō)法中正確的是（ ） 圖2 A．該儀器中電容的兩個(gè)電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體 B．芯柱外套的絕緣管越厚，該電容器的電容越大 C．如果指示器顯示出電容增大了，則說(shuō)明電容器中液面升高了 D．如果指示器顯示出電容減小了，則說(shuō)明電容器中液面升高了 解析：該檢測(cè)器的原理圖類似于平行板電容器的結(jié)構(gòu)，金屬芯柱和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩塊電極，金屬芯柱的絕緣層就是極板間的電介質(zhì)，其厚度d相當(dāng)于兩平行板間的距離，導(dǎo)電液體的深度h相當(dāng)于兩平行板的相對(duì)面積(且h越大，S越大)；所以d大時(shí)C就小，若C大時(shí)就表明h大。故正確選項(xiàng)是A、C。 答案：AC 4．如圖3所示，平行板電容器經(jīng)開(kāi)關(guān)S與電池連

4、接，a處有一帶電荷量非常小的點(diǎn)電荷，S是閉合的，用φ表示a點(diǎn)的電勢(shì)，用F表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力?，F(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩極板間的距離增大，則（ ） 圖3 A．φ變大，F(xiàn)變大 B．φ變大，F(xiàn)變小 C．φ不變，F(xiàn)不變 D．φ不變，F(xiàn)變小 解析：S是閉合的，兩極板間的電勢(shì)差不變，當(dāng)B板向下移時(shí)，兩極板間的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)變小，點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力變??；A板和a點(diǎn)的距離不變，所以A板和a點(diǎn)間的電勢(shì)差變小，因UAa＋UaB＝UAB，所以UaB變大，即a點(diǎn)的電勢(shì)變大。 答案：B 5．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖4所示)。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離

5、為d，靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若（ ） 圖4 A．保持S不變，增大d，則θ變大 B．保持S不變，增大d，則θ變小 C．保持d不變，減小S，則θ變小 D．保持d不變，減小S，則θ不變 解析：靜電計(jì)是測(cè)量電容器兩端電壓的儀器，指針偏角θ∝U，根據(jù)C＝和C＝得選項(xiàng)A正確。 答案：A 6．如圖6所示是一個(gè)由電池、電阻R、電鍵S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路。電鍵S閉合，一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ） 圖6 A．帶電液滴可能帶正電 B．增大兩極板間距離的過(guò)程中，電阻R中有從a到b的電流，電容器中負(fù)電荷從B到A C．

6、斷開(kāi)S，減小兩極板正對(duì)面積的過(guò)程中，液滴將加速下降 D．?dāng)嚅_(kāi)S，減小兩極板距離的過(guò)程中，液滴靜止不動(dòng) 解析：帶電液滴受電場(chǎng)力和重力作用，可知電場(chǎng)力向上，液滴帶負(fù)電，A錯(cuò)；S閉合時(shí)在增大兩極板間距離的過(guò)程中，U不變，因平行板電容器的電容與兩極板間的距離成反比，知C減小，Q＝CU減小，R中的電流從a到b，但負(fù)電荷不會(huì)通過(guò)電容器從B到A，B錯(cuò)；斷開(kāi)S，在減小極板間距的過(guò)程中，E與d無(wú)關(guān)，E不變，液滴將靜止不動(dòng)，D對(duì)；斷開(kāi)S，正對(duì)面積S減小，E∝，E增大，液滴將加速上升，C錯(cuò)。 答案：D 二、非選擇題(共20分) 7．(8分)如圖7所示，一平行板電容器接在U＝12 V的直流電源上，電容C＝3

7、.0×10－10 F，兩極板間距離d＝1.20×10－3 m，取g＝10 m/s2，求： 圖7 (1)該電容器所帶電荷量。 (2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量為m＝2.0×10－3 kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則微粒帶電荷量多少？帶何種電荷？ 解析：(1)由公式C＝得 Q＝CU＝3×10－10×12 C＝3.6×10－9 C。 (2)若帶電微粒恰在極板間靜止，則qE＝mg 而E＝ 解得q＝＝ C ＝2.0×10－6 C 微粒帶負(fù)電荷。 答案：(1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C 負(fù)電荷 8．(12分)如圖8所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接

8、在電壓為60 V的恒定電源上，兩極板間距為3 cm，電容器帶電荷量為6×10－8 C，A極板接地。求： 圖8 (1)平行板電容器的電容； (2)平行板電容器兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度； (3)距B極板為2 cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)； (4)將一個(gè)電荷量為q＝8×10－9 C的正點(diǎn)電荷從B極板移到A極板靜電力所做的功。 解析：(1)C＝＝ F＝1×10－9 F (2)E＝＝ V/m＝2×103 V/m (3)－φC＝Ed＝2×103×1×10－2V＝20 V， φC＝－20 V (4)W＝－qU＝－60×8×10－9 J＝－4.8×10－7 J。 答案：(1)1×10－9 F (2)2×103 V/m (3)－20 V (4)－4.8×10－7 J