检测评价(7) 电容器与电容（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

6 / 6 “四翼”检测评价（七） 电容器与电容 组—重基础·体现综合 1．(2023·浙江1月学考)小明同学在“观察电容器的充、放电现象”实验中给一个固定电容器充电。下列描述电容器电荷量Q、电压U、电容C之间关系的图像中，正确的是(　 ) 解析：选A　由电容定义式C＝，固定电容器的电容C是确定的，与电荷量Q和电压U无关，选项A正确，选项B、C错误；由Q＝CU，电荷量Q与电压U成正比，选项D错误。 2．(多选)如图所示，平行板电容器和恒定直流电源相连，箭头表示电流方向。下列说法正确的有(　 ) A．电容器正在充电 B．电容器正在放电 C．电容器两板间距离一定正在变大 D．电容器两板间距离可能正在变小 解析：选AD　平行板电容器和恒定直流电源相连，电容器两端电压不变，箭头表示电流方向，则电容器正在充电，故A正确，B错误；电容器正在充电，电容器两板所带电荷量增大，电容器的电容增大，所以电容器两板间距离可能正在变小，故D正确，C错误。 3．某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是(　 ) A．该电容器只有在电压为45 V时，电容才是33 μF B．该电容器能容纳的最大电荷量为3.3×10－5 C C．接通电路后，电容器的电容仍是33 μF D．接通电路后，灯泡能持续发亮 解析：选C　无论电容器是否充电，其电容都是33 μF，选项A错误，C正确；该电容器能容纳的最大电荷量Q＝CU≈1.5×10－3 C，选项B错误；灯泡仅在电容器充电时发光，充电结束后，灯泡熄灭，选项D错误。 4．(多选)墙体探测仪是一种新型的建筑装潢辅助工具，用于探测墙体内水管、电线和钢筋的位置。如图所示为其探测水管的原理示意图，主要感应元件为电容器，当探测仪靠近水管时，指示灯亮起，便可确定水管的位置。则探测仪靠近水管前后(　 ) A．电容器的电介质发生变化 B．电容器的两板间距离发生变化 C．电容器极板的正对面积发生变化 D．电容器的电容发生变化 解析：选AD　探测仪靠近水管后，电容器的两板间距离和极板正对面积均未变，而指示灯亮起说明电容器发生了充电或放电，即电容发生改变，根据C＝可知电容器的电介质发生变化，故A、D正确，B、C错误。 5．平行板电容器充电后断开电源，现将其中一块金属极板沿远离另一板方向平移一小段距离。此过程中电容器的电容C、两极板带电荷量Q、两板间电场强度E、两板间电压U随两板间距离d变化的关系，表示正确的是(　 ) 解析：选C　平行板电容器的电容为C＝，d增大时，C减小，故A错误；平行板电容器充电后断开电源，Q一定，故B错误；电容器两极板间的电场强度E＝＝＝一定，故C正确；两板间电压为U＝Ed，d增大时，U增大，故D错误。 6.如图所示，平行板电容器两极板A、B与电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ，则(　 ) A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ减小 B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变 C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大 D．断开S，将A板向B板靠近，则θ不变 解析：选D　根据受力平衡可得tan θ＝，保持S闭合，将A板向B板靠近，可知极板间的电压保持不变，板间距离减小，根据E＝可知极板间电场强度增大，小球受到的静电力增大，则θ增大，A、B错误；断开S，将A板向B板靠近，可知极板所带电荷量保持不变，板间距离减小，根据E＝＝＝＝，可知极板间电场强度保持不变，小球受到的静电力保持不变，则θ不变，D正确，C错误。 7．小明同学对他家的电子秤很感兴趣，他通过说明书了解到电子秤是用平行板电容器制成的，其电路如图所示。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后(　 ) A．极板间电场强度变小 B．电容器的带电荷量减小 C．电容器的电容变小 D．膜片下移过程中，电流表G有从b到a的电流 解析：选D　根据电容器表达式C＝可知，当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大，再根据电容器定义式C＝可知，由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的电流，B、C错误，D正确；由匀强电场公式E＝可知，当电压不变，两个极板的距离减小时，极板间电场强度变大，A错误。 8.如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一带电液滴，在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势，B极板接地。若保持极板B不动，第一次将极板A稍向下平移，第二次将极板A稍向上平移(移动后极板A的位置还在P点上方)，则下列说法正确的是(　 ) A．两次移动后Q相同 B．两次移动后点电荷都保持静止 C．第一次移动后U变小，第二次移动后U变大 D．第一次移动后φ增大，第二次移动后φ不变 解析：选D　第一次极板A稍向下平移，平移极板间距d减小，由电容器决定式C＝，可知电容C增大，电源可通过二极管对电容器充电，Q增大，电压U不变，第二次极板A稍向上平移，极板间距d增大，由C＝知电容C减小，若电容器两端电压U不变，电容器所带电量Q将减小，由于二极管具有单向导电性，电容器的电荷不能回到电源，所以电容器的电量Q不变，由于电容C减小，由电容的定义式C＝知，U变大，A、C错误；由E＝和C＝、C＝可得E＝，可知第一次A稍向下平移，因为两极板间距d减小，U不变，Q增大，故场强增大，电荷向上移动，因为极板B接地，电势为零，P点到极板B的电势差增大，P点电势φ增大，第二次将极板A稍向上平移，Q、S都不变，故场强不变，电荷保持静止，因为极板B接地，电势为零，P点到极板B的距离不变，则P点到极板B的电势差不变，故P点φ不变，故D正确，B错误。 9．某同学利用如图所示的实验电路观察平行板电容器的充放电。 (1)按如图所示电路原理图连接好实验电路，将开关S接________(选填“1”或“2”)，对电容器进行充电，一段时间后，记下数字电压表的读数。 (2)充电完成后，再将开关S接通另一端，观察到电流随时间变化的情况是________。 (3)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时间将________(选填“变长”“不变”或“变短”)。 解析：(1)对电容器进行充电时，电容器两端应与电源两端相接，所以开关S接1。 (2)放电开始时电流较大，随着电容器所带电荷量不断减小，电容器电压减小，放电电流逐渐减小并且减小得越来越慢，故C正确，A、B、D错误。 (3)根据电容器计算公式可得电荷量Q＝CU，所以电容器储存的电荷量Q与电阻R无关，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电电流增大，放电时间将变短。 答案：(1)1　(2)C　(3)变短 组—重应用·体现创新 10.如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合，板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器，下列说法正确的是(　 ) A．若只将电容器的上极板转过一小角度，则电容器的电容增大 B．若只将电容器的上极板转过一小角度，则电容器所带电荷量增大 C．若只将电容器的上极板转过一小角度，则粒子P所处位置的电势降低 D．若断开开关S，只将板间距变为原来的2倍，则带电粒子仍处于静止状态 解析：选D　电容器的电容C＝，只将电容器的上极板转过一小角度，正对面积减小，则电容器的电容减小，A错误；又由Q＝CU，可知，电容器所带电荷量减少，B错误；只将电容器的上极板转过一小角度，电容器两板间匀强电场的电场强度E′＝不变，则粒子P所处位置的电势不变，C错误；断开开关S，若将板间距变为原来的2倍，电容器的电容变为原来的，由于电容器的电荷量不变，电容器两板间匀强电场的电场强度E＝＝＝＝，因此电场强度不变，带电粒子所受电场力不变，仍处于静止状态，D正确。 11．电容位移传感器具有灵敏度高、精度稳定等许多优点。某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，其中A是固定极板，B是可动极板，备测位移物体与可动极板连接，当物体发生位移时，电容器极板间距发生变化，用电路(图中未画出)测出电容的变化，即可知道物体位移的大小和方向。假设工作中电容器接在恒压直流电源上，G为灵敏电流计，则当物体位移向右时，下列说法正确的是(　 ) A．电容器的电容变大 B．极板间电场强度变大 C．电容器所带电荷量保持不变 D．灵敏电流计中电流方向从a到b 解析：选D　当物体位移向右时，极板间的距离变大，根据C＝可知电容器的电容变小，故A错误；根据E＝可知极板间电场强度变小，故B错误；根据Q＝UC结合A选项可知电容器所带电荷量变小，故C错误；电容器所带电荷量变小，电容器放电，灵敏电流计中电流方向从a到b，故D正确。 12.如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，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，电容器极板带电量为Q，小球静止时悬线与竖直方向的夹角为θ。下列判断正确的是(　 ) A．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，则θ角将减小 B．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，则电容器带电量Q将减小 C．若只将电容器M极板靠近N极板，则θ角将增大 D．若只将电容器M极板靠近N极板，则电容器电量Q不变 解析：选C　小球处于平衡状态可知Eq＝mgtan θ，若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，两极板之间的电压增大，根据匀强电场电场强度与电势差关系E＝，可知电场强度增大，则θ角将增大，电容器的带电荷量为Q＝CU，可知电容器带电量Q将增大，故A、B错误；若只将电容器M极板靠近N极板，根据匀强电场电场强度与电势差关系E＝，可知减小极板间的距离，电场强度增大，则θ角将增大，根据平行板电容器的决定式C＝，可知减小极板间的距离，电容器的电容增大，电容器带电荷量为Q＝CU，可知电容器带电量Q将增大，故C正确，D错误。 13．如图所示，两块平行金属板A、B相隔6 cm。分别接在36 V的直流电源的正负极上。点C在两板间且到板A的距离为2 cm，正极板A接地。 (1)求A、B两板间的场强。 (2)求C、A之间的电势差UCA。 (3)将一个电荷量为q＝2×10－8 C的粒子从C点移到A板，求这个过程中静电力做的功。 解析：(1)A、B两板间的场强为 E＝＝ V/m＝600 V/m 由于下极板为高电势，因此电场方向为由A板垂直指向B板。 (2)A板接地，因此A板的电势为0。电场方向为由A板垂直指向B板，所以A点的电势比C点的电势高，所以CA之间的电势差为UCA＝－EdAC＝－600×2×10－2 V＝－12 V。 (3)C到A过程中，静电力做的功为WCA＝qUCA＝2×10－8×(－12) J＝－2.4×10－7 J。 答案：(1)600 V/m，方向由A板垂直指向B板 (2)－12 V　(3)－2.4×10－7 J 学科网（北京）股份有限公司 $$