练案9 10.4 电容器的电容-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

能运动到电势与出发点的电势相等的位置，由于x=一2L处 能先减小再增加，A正确：从A到A'重力做正功，重力势能诚 的电势高于x=2L,所以不能到达x=-2L点处，根据能量守 小，B错误：从A到A'静电力先做正功再做负功，所以电势能 恒定律可知，若水平面粗糙，则小球到达最左端的位置会比光 先减小再增加，但由于场强不均勾，所以静电力做功及电势 滑时的还要近，故A错误：据中一x图像切线的斜率等于场强 能变化也不均匀，C错误：由机械能守恒的条件可知，除重力 E,则知x=L处场强为零，所以在C处场强向左，小球向左加 之外的其他力做功影响机械能的变化，静电力先做正功再做 速运动，由于在运动过程中受到摩擦力，且摩擦力向右，大小 负功，所以机械能先增加再减小，小球在花环上方下落过程 不变，故在=L右侧某位置，合力为零，此时速度最大，加速 中静电力可能先变大再变小，在花环下方下落过程中静电力 度最小，所以小球向左做加速运动后做减速运动，故动能先增 可能先变大再变小，这种变化情况是有可能的，D正确。 大后减小，故B错误，C正确：x=L处场强为零，根据点电荷场12.CD粒子从a点向6点运动，E、一x图像的切线斜率减小， 强则有品一品解得Q,:Q,=4:1,放D精误 根据动能定理，则有gE·x=E,电场强度减小，因此a点更 靠近场源电荷，则点场强比b点场强大，若场源电荷是正 7.A由坐标原点0运动到位置，过程中，电场方向一直为正 电荷，则粒子带正电，若场源电荷是负电荷，则粒子带负电， 方向，电场力方向与速度方向相同电场力对粒子做正功，粒 它们带同种电荷，散A错误，C正确：由于不能确定场源电荷 子速度一直增大，电势能一直减小，粒子的动能增加量等于电 的性质，所以也不能确定电场线的方向.不能确定点电势 势能的减小量，故A错误，B,D正确：坐标原点0和位置名间 与b点电势的高低，故B错误：带电粒子仅在静电力作用下 的电势差为图像与x轴所围成的面积，则有U,= 故C 从点运动到b点，静电力做正功，电势能减小，所以带电粒 2 子在a点的电势能大于在b点的电势能，故D正确。 正确。故选A 8.A由于沿电场线电势降低，根据等量异种点电荷电场线的分 练案[9] 布规律，两点电荷连线中垂线为等势线，即该等势线的电势与 无穷远相等，根据题意中垂线电势为0，故A正确，B错误：电 由电容定义式C=号可知，周定电容器的电容C是确定 L.A 场线分布的密集程度表示电场的强弱，电场线切线方向表示 的，与电荷量Q和电压U无关。A正确，B,C错误：由Q=CU 电场的方向，根据等量异种点电荷的电场线的分布特征，可 可知电荷量Q与电压U成正比，D错误。故选A 知，图中两点电荷之间电场方向向右，为正值，大小先诚小后2C平行板电容器的带电荷量等于某一个极板带电荷量的绝 增大，正电荷左侧电场方向向左，为负值，负电荷右侧电场方 对值，故A错误：电容器的大小与电容器所带的电荷量和两端 向向左，为负值，故C,D错误。故选A。 间的电势差无关，电荷量变化时，电容不变，故B错误：根据Q 9.ACD电势能E。=P9,由于粒子带正电，0-，段电势能变 三CU可知电容器的带电荷量与两板间的电势差成正比，故C 大，所以电势升高，A正确：根据静电力做功与电势能变化的 正确：电容器的大小与电容器所带的电荷量和两端间的电势 关系△E。=Eg△x,图像斜率反映场强大小，0-x,段图像斜率 差无关，电压为0，所带的电荷量为0，但电容不为0，故D错 变小，场强变小，受力减小，加速度逐渐变小，由于电势能增 误。故选C 加，静电力做负功，则微粒做减速运动，即微粒做加速度减小 3.C由公式△Q=C·△U可知，两极间的电压诚少10V,则电 的减速运动，B错误：出~无，段斜率为0，场强为零，C正确：名2 荷量减少△Q=470×10×10C=4.7×103C,A错误：电容 到，电势能均匀减小，微粒带正电，所以电势沿x轴均匀减 表征电容器容纳电荷的本领大小，与电压U和电荷量Q无 小，D正确 关，给定的电容器电容C一定，B带误：击穿电压为500V表 10.CD由O点到C点，沿电场方向，电势一直降低，A错误：电 示能承受的最大电压为500V,C正确：电容器所带电荷量最 场强度大小一直在变化，静电力也就在不断变化，带正电的 多为Q=CU=470×10×500C=0.235C,D错误。故选C 粒子的加速度在不断变化，做变加速运动，B错误；根据E随4.C研究两板之间距离山，两板的正对面积S.两板间插人的电 x的变化规律可知，由A到C电场强度平均值大于O4段电 介质对电容器电容的影响时，必须保持其中的两个物理量不 场强度平均值，A到C静电力做功大于2E,则粒子运动到C 变，探究电容C与另一个量的关系，这种方法为控制变量法 点时动能大于3E,C正确：粒子在AB段平均静电力大于BC 故选C。 段平均静电力，则AB段静电力做的功大于C段静电力做 5.A开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连， 的功，所以在AB段电势能减少量大于BC段电势能减少量， 带正电。故A正确：B错误：开关接2时，平行板电容器放电， D正确。 最终两极板均不带电。故C,D错误。故选A。 11.AD花环中心电场强度为零，无限远处电场强度为零，所以 从中心到无限远处电场强度是先增加再减少。加速度是重6B电容器两板电势差为U=名，B板接地，电势为零。P点 力和静电力的合力与质量的比值，在花环上方，重力和静电 到两板的距离相等，则U=e4-0=2,该点电荷在P点具有 力都向下，且静电力可能先增加再诚小，所以加速度可能先 增加再减小，在花环下方，重力向下，静电力向上，且静电力 的电势能为尽，=，一光故选B, 可能先增加再减小，合力可能先减小再增加，所以加速度可7.B如果保持与电源连接，只将A板下移，则电容器极板电压 265 保持不变，根据B=?可知极板间电场强度变大，油滴受到的 B板，平行板间的场强不变，P,A两点之间距离PA增大，所 以中变大，即P点的电势变高，故D错误。故选A。 电场力变大，油滴将向上加速运动，故A错误：如果保持与电 :12.B小球处于二力平衡状态，电场力竖直向上，电场强度竖直 源连接，只将两极板非常缓慢地错开一些，则电容器极板电压 保特不变，献据C=。,G=号可知电容器电容C减小.电 向下，则小球带负电，故A错误：由电容的定义式C=号，解 容器所带电荷量减小，电流计中电流从a流向b,故B正确：如 得上下两极板间的电势差为U=名，P点处在两极板的正中 果断开电源，B板接地，只将B板上移，则电容器所带电荷量 华特不空，制影=号吕及兴可知极板间电场 央，则P点与下极板间的电势差为号：是因为下极板接 r 地，电势为0，所以P点的电势为9，=号号故B正确：根 2C 强度保持不变，油滴受到的电场力不变，油滴静止不动：由于 油滴所处位置与B板距离变小，之间的电势差变小，则油滴所 据小球在电场中平衡有g=向，又B=号可得m“器故 处位置电势变小，根据受力平衡可知，油滴带负电，期油滴的 C错误：根据电容的决定式和定义式有C=高C=号，￡ eS 电势能增大，故C错误；如果断开电源，将两极板与静电计相 连，仅将一薄金属板插入两平行金属板AB之间，则电容器所 名可得B:4兴则电场强度与两极板间的距离无关，者 带电待量保背不变，根据C=,C=号可知电容器电容G 把上极板向上平移一小段距离，两极板间的电场强度不变， 小球受到的电场力不变，仍处于静止状态，不会向下运动，故 增大，极板间电压诚小，静电计指针张角变小，故D错误。故 D错误。故选B。 选B。 8.A充电过程中随着电容器电荷量的增加，充电电流越来越 练案[10] 小，充清以后电流为零，故A正确，B错误：根据C=号得Q= 1.B金属板的电场线由C指向D,沿着电场线电势逐渐降低. CU可知，电容器的电容大小不变，则？一U图像是一条过原点 设定C板电势为0，则A点的电势为=一子B,电子在A点 的直线，故C、D错误。故选A 9.C图甲中，开关接1，则电容器充电，在充电过程中，通过电 的电势能为：=子c6,故A储误：闭合开关，一段时间后再 流表的电流逐渐减小，故A项错误；图乙中，开关从1到2，电 断开开关，则电容器的电荷量Q不变，根据电容的定义式和决 容器开始放电，由充电过程可知，上极板带正电，所以放电时 通过电流表的电流方向为从右到左，故B项错误：图内为可变 定式有C=号.C=联立解得U:,从C板发时- 6,S 电容器，它是通过改变两极板之间的正对面积来改变电容大 电子，恰能运动到A点后再返回，则有Em=E4,所以若要让 小的，故C项正确：图丁中的电容器标有“400V,68μF”字样， 电子能够到达D板，可将D板向左平移至A点或A点左侧某 说明该电容器两端电压的最大值为400V,而其电容总是 位置，或者闭合开关，再将D板向左平移至A点或A点左侧某 68uF,故D项错误。故选C 位置，故B正确，C,D错误，故选B 10.C可变电容器通过改变电介质，改变电容，故A错误：电容2B电子从A到B电场力做负功-心，由动能定理-e=E 器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过 -E,解得E=400cV-300eV=100eV,故选B。 改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，故B错误： 3.B设粒子的运动时间为(，粒子1在电场中做类平抛运动，则 可变电容器通过改变极板间的距离改变电容，故C正确：可 有宁=4，=，粒子2在电场中匀加速直线运动。 变电容器通过转动动片改变正对面积，改变电容，故D错误 1.A由C=品C=名E=号联立可得5=2当两版板 则有宁=+宁，又a=光-兴联立解得 的正对面积S诚小，由于电荷量保持不变，则平行板间的场 ,=2Nm 粒子1到达0点时的速度为” 强变大.故A正确：由静电计指针的偏转角度，对应测出平行 板间的电压，当静电计的指针偏角变小，B,A两板间的电势 后（四=√受，故A错误，B正确：若将粒子1射人电 差U,变小，故B错误：金属板A与验电器的金属外壳相连 场时的速度变为21，则粒子1到达)点正上方所用时间为 构成等势体，金属外壳接地电势为0，则金属板A的电势始终 为零，即移动金属板A.其电势不会改变，故C错误：由匀强 2"1 ,这段时间内粒子1沿电场方向通过的位移 电场的电场强度与电势差之间关系可得U,=E×PA,结合 =p,-e4e,=0,可得er=B×PA,由E=4,两极板 为，=立“=亡，这段时间内粒子2沿电场方向通过的位 间的电场强度E与两极板的间距d的变化无关，让A板远离 移为为=+宁”=，由于为-=话-=安 266第十章 练案[9] 第4节 电容器的电容 A.该电容器两极间的电压减少10V.电荷量 基础巩固练 减少47C 1.小明同学在“观察电容器的充、放电现象”实 B.电容器所带的电荷量为0时,电容器的电容 验中给一个固定电容器充电。下列描述电容 也为0 器电荷量0、电压V/、电容C之间关系的图像 C.电容器允许施加的最大电压为500V 中,正确的是 ,_ D.电容器所带电荷量最多为0.2115C 1C. 1C 4.(2024·广东惠州高三统考阶段练习)如图是 某实验小组为了定性探究平行板电容器的电 4 B 容C与极板间距离d.极板的正对面积S.极板 间的电介质之间的关系装置图,本实验采用的 科学方法是 _ 七 C D ###0 2.(2022·浙江金华高二校考)关于电容器及其 电容,下列说法中正确的是 C ) A.平行板电容器一板带电+0,另一板带电 -0,则此电容器不带电 B.由公式C= 0的增加而增大 A.理想实验法 B.等效替代法 C.对一个电容器来说,电容器的电荷量与两 C.控制变量法 D.微元法 板间的电势差成正比 5.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放 D.如果一个电容器两板间没有电压,就不带 ( 电,下列说法正确的是 ~ 电荷,也就没有电容 3.如图所示为一电容器,电容器上标 450 有“450V,470uF”,已知击穿电压 47t 为500V。则下列说法正确的是 A.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板 ( ) 带正电 -183- B.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板 C.如果断开电源,B板接地,只将B板上移,油 带负电 滴静止不动,油滴的电势能减小 C.开关接2时,平行板电容器放电,且上极板 D.如果断开电源,将两极板与静电计相连,仅 带正电 将一薄金属板插入两平行金属板A、B之 D.开关接2时,平行板电容器放电,且上极板 间,静电计指针张角变大 带负电 8. 电容器是一种重要的电学 6.如图所示,电容为C的平行板电容器的A、 元件,它能够储存电荷。电 两板分别带有+0和-0的电荷量,B板接 容器储存电荷的特性用申 地。带电荷量为+4的点电荷固定于两板之 容表征。如图所示,在研究电容器充、放电的 间的P点,P点到两板的距离相等,则该点电 实验中,使开关S掷向1端,电源F对电容器 荷在P点具有的电势能为 ,_ C充电。下列图像中,能正确反映电容器充电 A P+ 过程中电流与时间,电荷量与电压关系的是 __ 2 A0 7# C.2 D.40 C 能力提升练 7.两个较大的平行金属板A、B 分别接在电源的正、负极上, C D 一带电油滴恰好静止在两极板之间,如图所示, 9. 下列有关电容器的表述正确的是 _~ 在其他条件不变的情况下,那么在下列的过程中 A.如果保持与电源连接,只将A板下移,油滴 11 乙 将向下加速运动 400V 68uF B. 如果保持与电源连接,只将两极板非常缓 丙 1 慢地错开一些,电流计中电流从a流向 -184一 A.图甲S接1电容器充电,充电过程中通过电 不变,P是平行板间的一固定点,下列说法正 _ 确的是 流表的电流大小不变 _~ B.图乙S由接1改为接2.电容器放电,放电 时通过电流表的电流方向为从左到右 C.图丙为可变电容器,它是通过改变两极板 #。o。。 之间的正对面积来改变电容大小的 D.图丁中的“400V.68uF”,说明该电容器只有 A.当平行板的正对面积减小,平行板间的场 两端加上400V的电压时电容才为68F 强变大 10. 电容式传感器实质上是一个可变电容器,当 B. 当静电计的指针偏角变小,表示B、A两极 某待测量发生变化时,能引起电容器的电容 板间的电势差V.变大 变化。如图是四个电容式传感器的示意图 C.移动金属板A.金属板A的电势会改变 其中通过改变电容器两极板间的距离而引起 D.让A板远离B板,P点的电势变低 电容变化的是 __ 12.如图所示,电容为C、带电荷量为0的平行板 金属芯线 电容器水平放置,两板之间的距离为d,上极 #容器 导电 液体 出介质 板带正电,下极板接地,一带电荷量为?的小 C 被测物体 球(视为质点)恰好静止在两板的中央P点, 测位移 重力加速度为g,下列说法正确的是( _ 液高 A B P 0 定电极 一动片 压力F 可动 #电极 定片 A.小球带正电 测压力 测角度 , D 11.如图所示,带电平行板电容器与验电器相连 C.小球的质量为 odg 构成静电计,来探讨电容器的电容的决定因 D.若把上极板向上平移一小段距离,则小球 素,同时可以分析带电平行板间的场强与电 向下运动 压,规定大地的电势为0,静电计的带电荷量 一185一