10.4 电容器的电容（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中必修第三册物理（人教版2019）

10.4　电容器的电容 [见学生用书P27] 如图所示的图线表示电容器的电荷量q随电势差U的增大而变化的规律，你能说说这条线的斜率表示什么物理意义吗？从图中可以看出它有什么特点？ 【答案】 斜率代表一个容器带的电荷量与电势差的比值，即电容器的电容，它不随所带电荷量和电势差的变化而变化。 1．根据电容器的电容定义式C＝可知(　B　) A．电容器带的电荷量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比 B．电容器的电容大小与其带电情况无关 C．电容器两极板间的电压U越大，它的电容C就越小，C与U成反比 D．电容器不带电时，其电容为0 【解析】 电容器带的电荷量Q越多，两极板之间的电压U越高，但电容不变，A错误；电容表示电容器容纳电荷的本领大小，电容大小与电容器的带电情况无关，与电压U无关，给定的电容，C一定，B正确，C错误；电容反映电容器本身的特性，电容器不带电时，电容并不为零，D错误。 2．有一个电容器，当它所带的电量Q＝4×10－6C时，电容器两极板间的电压U＝2 V，这个电容器的电容大小是(　D　) A．5×105 F B．8×10－6 F C．2×10－5 F D．2×10－6 F 【解析】 由电容器的定义式C＝，代入可得C＝ F＝2×10－6 F，D正确。 3．平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器(　D　) A．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 【解析】 电容器接在恒压直流电源上，则电容器两端的电势差不变。将云母介质移出后，介电常数减小，根据电容的决定式C＝可知，介电常数减小，电容减小。由于电压不变，根据C＝可知，电荷量Q减小。由于电容器的电压不变，板间的距离d不变，根据E＝可知，极板间的电场强度不变，D正确。 4．如图所示，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一个带电小球由绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态。现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动。关于小球所受的静电力大小F和绳子的拉力大小T，下列说法正确的是(　A　) 第4题图 A．F逐渐减小，T逐渐减小 B．F逐渐增大，T逐渐减小 C．F逐渐减小，T逐渐增大 D．F逐渐增大，T逐渐增大 【解析】 电容器与电源相连，所以两极板间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两极板间距离增大，则由U＝Ed可知，静电强度E减小，静电力F＝Eq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与静电力的作用而处于平衡，故拉力与静电力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T＝，由于重力不变，静电力变小，故拉力变小，A正确。 5．如图所示，R是一个定值电阻，A、B为水平正对放置的两块平行金属板，两板间带电微粒P处于静止状态，则下列说法正确的是(　C　) 第5题图 A．若增大A、B两金属板的间距，则有向右的电流通过电阻R B．若增大A、B两金属板间的间距，P将向上运动 C．若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，P将向上运动 D．若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，P将向上运动 【解析】 根据C＝可知，若增大A、B两金属板的间距，电容减小，电压不变，根据C＝可知，电荷量减小，故电容器放电，故有向左的电流通过电阻R，A错误；微粒P处于静止状态，受重力和向上的静电力而平衡，若增大A、B两金属板的间距，根据E＝，电场强度减小，静电力减小，合力向下，故P将向下运动，B错误；若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，相当于两极板间距离变小了，而电压U不变，根据E＝，电场强度增加，静电力增加，故P将向上运动，C正确；若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，电压不变，极板距离不变，根据E＝，故电场强度不变，P不动，D错误。 6．如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬挂于电容器内部。闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F，电容器带电量为Q，下列说法正确的是(　C　) 第6题图 A．增大R1时，F将变大 B．增大R2时，F将变大 C．减小平行板MN的间距，Q将变大 D．增大平行板MN的间距，Q将变大 【解析】 增大R1时，由于R1与电容器相连，电容器相当于开路，R1相当于导线，故对电路没有影响，故增大R1时，F不变，A错误；增大R2时，由于R0和R2串联，总电流减小，R0两端的电压减小，则平行板电容器两个极板的电压U减小，带电小球受到的静电力为F电＝qE＝q·，因为U减小，则F电减小，悬线的拉力为F＝，则知F将变小，B错误；保持R1、R2不变，减小平行板间的间距时，电容器的两极板间电压不变，电容增大，由Q＝CU