2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)6 電容器和電容 靜電的應(yīng)用及危害（含解析）教科版選修3-1

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1、課時(shí)分層作業(yè)(六)　電容器和電容　靜電的應(yīng)用及危害 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] (時(shí)間：15分鐘　分值：50分) 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．(多選)下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的容器，只有帶電時(shí)才稱電容器 B．電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量 C．固定電容器所充電荷量跟加在兩極板間的電壓成正比 D．電容器的電容跟極板所帶電荷量成正比，跟極板間電壓成反比 BC　[電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的容器，不論是否帶電均是電容器，故A錯(cuò)誤；電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，故B正確；根據(jù)Q＝CU可知，固定電容器所充電荷量跟加在兩

2、極板間的電壓成正比，選項(xiàng)C正確；電容器的電容跟極板所帶電量無(wú)關(guān)，與兩極板間的電壓無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．] 2．某平行板電容器的電容為C，帶電量為Q，相距為d，今在板間中點(diǎn)放一個(gè)電量為q的點(diǎn)電荷，則它受到的電場(chǎng)力的大小為(　　) A．　　 B． C． D． C　[由電容的定義式C＝得，板間電壓為U＝.板間場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝.點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力大小為F＝qE，聯(lián)立得到F＝.] 3．(多選)如圖所示各圖描述的是對(duì)給定的電容器充電時(shí)其電荷量Q、電勢(shì)差U、電容C之間相互關(guān)系的圖像，其中正確的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　　D CD　[電容器的電容是由電容器本身決定的，與電容器所帶電荷量

3、Q的大小和兩極板間的電勢(shì)差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圖表示電容器所帶電荷量與極板間的電勢(shì)差成正比，其比值為電容器的電容，故C正確．] 4．如圖所示，電源A兩端的電壓恒為6 V，電源B兩端的電壓恒為8 V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S從左扳到右時(shí)，通過(guò)電流計(jì)的電荷量為1.2×10－5 C，則電容器的電容約為 (　　) A．2×10－5 F B．1.5×10－6 F C．6×10－6 F D．8.6×10－7 F D　[當(dāng)開(kāi)關(guān)S接左邊時(shí)，電容器上極板帶正電，所帶電荷量Q＝CUA，當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到右邊時(shí)，電容器上極板帶負(fù)電，所帶電荷量Q′＝CUB，該過(guò)程中通過(guò)

4、電流計(jì)的電荷量ΔQ＝Q＋Q′＝C(UA＋UB)＝1.2×10－5 C，解得電容約為8.6×10－7 F，選項(xiàng)D正確．] 5．(多選)平行金屬板A、B組成的電容器，充電后與靜電計(jì)相連，如圖所示，要使靜電計(jì)指針張角變大．下列措施中可行的是 (　　) A．A板向上移動(dòng) B．B板向右移動(dòng) C．A、B板之間插入電介質(zhì) D．使兩極板帶的電荷量減小 AB　[由公式C＝和U＝得U＝.電容器充電后，與靜電計(jì)相連，電容器帶電荷量Q幾乎不變，A板上移，兩板的正對(duì)面積S減小，U增大，靜電計(jì)指針張角變大，A正確；B板向右移，d增大，U增大，指針張角變大，B正確；A、B板之間插入電介質(zhì)，U減小，指針張

5、角變小，C錯(cuò)誤；Q減小，U減小，指針張角變小，D錯(cuò)誤．] 6．如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)．對(duì)礦粉分離的過(guò)程，下列表述正確的有(　　) A．帶正電的礦粉落在右側(cè) B．電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功 C．帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大 D．帶正電的礦粉電勢(shì)能變小 BD　[由題圖可知，電場(chǎng)方向水平向左，帶正電的礦粉所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，所以落在左側(cè)；帶負(fù)電的礦粉所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相反，所以落在右側(cè)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．無(wú)論礦粉所帶電性如何，礦粉均向所受電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力均做正功，選項(xiàng)B正確；電勢(shì)能均減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確

6、．] 二、非選擇題(14分) 7．如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連．開(kāi)始時(shí)，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過(guò)玻璃管冒出．當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓，立即可以看到，不再有煙從玻璃管中冒出來(lái)了．過(guò)一會(huì)兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵．請(qǐng)思考這是什么原因． [解析]　當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓，形成強(qiáng)電場(chǎng)．含塵氣體經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)被電離．塵粒與負(fù)離子結(jié)合帶上負(fù)電，在強(qiáng)電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用偏轉(zhuǎn)后被吸附在帶正電的管壁上． [答案]　見(jiàn)解析 [能力提升練

7、] (時(shí)間：25分鐘　分值：50分) 一、選擇題(本題共4個(gè)小題，每題6分，共24分) 1．(多選)如圖所示，一平行板電容器與電源E和電流表相連接，接通開(kāi)關(guān)S，電源即給電容器充電，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．保持S接通，使兩極板的面積錯(cuò)開(kāi)一些(仍平行)，則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 B．保持S接通，減小兩極板間的距離，則電流表中有從左到右的電流流過(guò) C．?dāng)嚅_(kāi)S，增大兩極板間的距離，則兩極板間的電壓增大 D．?dāng)嚅_(kāi)S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)板，則兩極板間的電勢(shì)差減小 BCD　[先明確物理量C、Q、U、E中保持不變的量，再依據(jù)物理公式來(lái)討論．保持開(kāi)關(guān)S接通，電容器上電壓U保持不

8、變，正對(duì)面積S減小時(shí)，由E＝可知U和d都不變，則場(chǎng)強(qiáng)E不變，A錯(cuò)誤．減小距離d時(shí)，由C∝可知電容C增大，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)S接通U不變，由Q＝CU得電荷量Q將增大，故電容器充電，電路中有充電電流，B正確．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電容器的電荷量Q保持不變，當(dāng)d增大時(shí)電容C減小，由C＝可得電壓U將增大，C正確．插入電介質(zhì)，εr增大，電容C增大，因?yàn)閿嚅_(kāi)S后Q不變，由C＝知電壓U將減小，D正確．] 2．如圖所示，兩平行金屬板水平放置并接到電源上，一個(gè)帶電微粒P位于兩板間，恰好平衡．現(xiàn)用外力將P固定住，然后固定導(dǎo)線各接點(diǎn)，使兩板均轉(zhuǎn)過(guò)α角，如圖虛線所示，再撤去外力，則P在兩板間(　　) A．保持靜止 B．水平向

9、左做直線運(yùn)動(dòng) C．向右下方運(yùn)動(dòng) D．不知α角的值，無(wú)法確定P的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) B　[設(shè)原來(lái)兩板間距為d，電勢(shì)差為U，則qE＝mg，當(dāng)板轉(zhuǎn)過(guò)α角時(shí)兩板間距d′＝dcos α，E′＝＝，此時(shí)電場(chǎng)力F′＝qE′＝，其方向斜向上，其豎直分力F＝F′cos α＝qE＝mg，故豎直方向上合力為零，則P水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．] 3．(多選)如圖所示，平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部．閉合開(kāi)關(guān)S，充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為θ，則(　　) A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大 B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變 C．?dāng)嚅_(kāi)S，將A板向B板靠近

10、，則θ增大 D．?dāng)嚅_(kāi)S，將A板向B板靠近，則θ不變 AD　[保持開(kāi)關(guān)S閉合，電容器兩端間的電勢(shì)差不變，帶正電的A板向B板靠近，極板間距離減小，電場(chǎng)強(qiáng)度E增大，小球所受的電場(chǎng)力變大，θ增大，故A正確，B錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電容器所帶的電量不變，C＝，E＝＝＝，知d變化，E不變，電場(chǎng)力不變，θ不變，故C錯(cuò)誤，D正確．] 4．(多選)如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b，分別與電源的正負(fù)極相連．a(chǎn)、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔，帶正電的液滴從小孔的正上方P點(diǎn)由靜止自由落下，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后速度為v1.現(xiàn)使a板不動(dòng)，保持開(kāi)關(guān)S打開(kāi)或閉合，b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點(diǎn)

11、自由落下，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后速度為v2.下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)b板，則v2＞v1 B．若開(kāi)關(guān)S保持閉合，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，則v2＝v1 C．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，向下移動(dòng)b板，則v2＞v1 D．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，則v2＜v1 BC　[若開(kāi)關(guān)S保持閉合，則兩極板間的電壓恒定不變，所以無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，電場(chǎng)力做功W＝Uq恒定不變，重力做功不變，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后速度不變，即v2＝v1.若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，兩極板上的電荷量不變，向下移動(dòng)b板，兩極板間的距離減小，根據(jù)公式C＝可得電容增

12、大，根據(jù)公式C＝可得兩極板間的電壓減小，克服電場(chǎng)力做功W＝Uq減小，重力做功不變，故穿過(guò)a板后的速度v2>v1，C正確，D錯(cuò)誤．] 二、非選擇題(本題共2小題，共26分) 5．(13分)一個(gè)平行板電容器，使它每板電荷量從Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C時(shí)，兩板間的電勢(shì)差從U1＝10 V增加到U2＝12 V，求這個(gè)電容器的電容多大？ [解析]　 C＝＝ ＝3×10－6 F ＝3 μF. [答案]　3 μF 6．(13分)如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B的距離為d，開(kāi)始兩板都不帶電，現(xiàn)將電荷量為＋q、質(zhì)量為m的液滴從小孔正上方h處無(wú)初速度滴下，通過(guò)小孔落向B板并把電荷全部傳給B板，若第N滴液滴在A、B間恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，求電容器的電容． [解析]　第N滴液滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，板上電荷量 Q＝(N－1)q ① 由平衡條件得qE＝mg ② 兩極板間電壓U＝Ed ③ 電容器電容C＝ ④ 由①②③④聯(lián)立解得C＝. [答案]　 - 6 -