第10章 课时练8 电容器的电容-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时练8 电容器的电容 时间:40分钟 满分:50分 基础达标 温度变化的装置示意图。电容器上极板固定,下极板 1~7题,每题3分,共21分。 可随材料尺寸的变化上下移动,两极板间电压不变 1.(教材习题变式)(2024·上海市高二期末)用下列图 若被测材料温度升高时膨胀,使下极板向上移动。下 描述某电容器充电时,其电荷量Q、电压U、电容C之 列说法正确的是 ( 间的相互关系,其中错误的是 A.电容器的电容减小 (### B.电容器的电容不变 C.电容器的带电荷量减小 D.电容器两极板间电场强度变大 5.(多选)下列关于电容器及电容的叙述正确的是 2.如图所示是一个常用的电容器(C一220uF,工作电 ) 压U一500V),下列关于它的说法正确的是 A.任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体,都能组 A.电容器可以储存电荷,且电荷量越 成电容器,与这两个导体是否带电无关 多电容越大 B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的 B.这个电容器两端电压变化10V 代数和 时,它的电荷量变化了2.2× C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 10-C D.一个电容器所带的电荷量增加△Q-1.0×10*C C.加在这个电容器两端的电压为250V 时,两极板间电压升高10V,则该电容器的电容为 时,它的电容是110F 1.0×10F D.加在这个电容器两端的电压低于500V时它就不 6.(2024·威海市高一期末)电 能工作 容式液位计可根据电容的变 3.下列有关电容器知识的描述,正确的是 ) 化来判断液面升降。某型号 金属棒 金属容器 液位计的工作原理如图所 示,一根金属棒插入金属容 器内,金属棒和容器壁分别 甲 乙 为电容器的两极,容器壁接地,容器内液面高度发生 变化引起电容器的电容变化。下列说法正确的是 40V A.该液位计适用于导电液体 丙 丁 B.金属棒的电势低于金属容器的电势 A.图甲为电容器充电示意图,充完电后电容器下极 C.若电容器的电容减小:则液而上升 板带正电 D.若电容器的电容增大,则电容器的带电荷量增大 B.图乙为电容器放电示意图,放电过程中通过电流 7.在生产纺织品、纸张等绝缘材料时,为了实时监控其 表的电流方向从右向左 厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示的传感 C.图丙为可变电容器,它是通过改变两极板之间的 器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,上 距离来改变电容的大小 下位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上 D. 图丁中的电容器上标有“400V68F”字样,说明 (电源电压小于材料的击穿电压)。下列说法正确的 该电容器只有两端加上400V的电压时电容才为 是 ) 68F 电源 4.(2024·北京市丰台区高二 G 接外电路 期中)如图所示为某同学采 用平行金属板电容器测量 -被测材料 某材料竖直方向的尺寸随 加热器 15 A. 当产品厚度不变时,通过电流计G的电流不变 .iA B.当产品变厚时,A、B两板间的场强减小 C.当产品变厚时,A、B两板的电荷量变大 .1/(x0.1) D.当产品变薄时,有电流从向a流过电流计 拓展提升 甲 8~11题每题4分,12题13分,共29分。 A.汽车压线时,电容器板间距离变大 8.(2024·深圳市高二期末)根据图甲连接电路,单刀双 B. 车轮经过感应线过程中电容器先充电后放电 掷开关接通1,待电流稳定后把开关改接2,此后的电 C.增大电阻R值,可以使电容器稳定时的带电荷量减小 流传感器记录I-t图像如图乙所示,减小电阻R,重 D.如果车轮间距是2.5m,则可估算车速约为7.7m/s 复实验,绘制的图像正确的是 ( ) 11.(2024·河南部分重点高中联考)如图所示,真空中 电流传感器C 有一对竖直放置的平行金属板,两板之间的距离为 d,在O点用长为/的绝缘轻绳系一质量为n、电荷 量为士?的带电小球。当两板之间加上恒定的电压 时,小球自O点正下方的M点由静止开始运动,到 N点时速度恰好为零,ON水平,已知重力加速度大 ( 小为g,则下列说法正确的是 - B D C A.小球可以在N点静止 9.(多选)加速度的测量可 B.两板之间的电场强度大小为2mg 电介质质 以使用电容式加速度传 感器,其结构原理图如图 C.小球的最大速度为2/2gl 计算机 所示,质量块右侧连接轻 D.轻绳对小球的最大拉力为(3v2一2)mg 质弹策,左侧连接电介 12.(情景创新)利用如图甲所示的电路图描绘电容器放 质,弹与电容器固定在外框上,质量块带动电介质 电时的I-:图像。 移动改变电容,下列说法正确的是 ( (1)将如图乙所示的器材连接成实验电路。 (2)若得到如图丙所示的电容器放电电流图像,则电 A.电介质插入极板越深,电容器电容越小 容器充满电后储存的电荷量q一 B. 电介质插入极板越深,电容器电容越大 C.当电介质抽出极板时,电流从a点流向点 D.当电介质抽出极板时,电流从6点流向a点 10.(多选)道路压线测速系统,不仅可以测速,也可以测 量是否超载,其结构原理电路可以理解为如图甲所 示,由一个电源,一个灵敏电流计与传感器连接,一 个电容器和一个保护电阻R组成,感应线连接在电 甲 容器的其中一块极板上,如果车轮压在感应线上会 mA 改变电容器两板间的距离,并会使灵敏电流计中产 生瞬间电流,压力越大,则电流峰值也会越大,如果 汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两个脉 冲电流,如图乙所示,电子眼就会拍照。如果以顺时 针方向为电流正方向,则 。 ” 丙 169,A解析已知9=0，p-6V,根据匀强电场的特点知OA 可知电容器的带电荷量变大，放A,B.C错误：根据E一 U 可 的中点C处的电势=3V,可连接B与C得到等势线，过O 点作BC的垂线交BC于D4cm 知极板间电场强度E变大，故D正确， 点，如图所示，由几何关系得B 5,AD根据电容的定义可知，任何两个彼此绝缘而又相距很近 =2000 OD=1.5cm,则E=OD 的导体，都能组成电容器，与这两个导体是否带电无关，A正 x/ein 确：电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值 V/m,A正确。 B错误：电容器的电容与电容器所带电荷量及两极板间的电 10,AC解析匀强电场中A、B两点电劳相等，则AB为强 压均无关，C错误：一个电容器所带的电荷量增加△Q=1.0× 电场中的等势线，电场线与等势线垂直，电扬的方向垂直于 10“C时，两极板问电压升高10V,则该电容器的电容为C AB,故A正确，B错误：C、B两点间的电箩差Um=9c一 △Q 9B=6V-2V=4V,电场的方向垂直于AB,且电场线从电 △元=1.0×10F,D正确. 势高的点指向电势低的点，即电场方向沿CB方向，故电场 6.D解析若溶液为导电溶液，则金属棒与容器壁通过导电溶 液导通，从而会形成闭合国路，则金属棒不能与容器壁构成电 强度大小E lnc Ixc sin 30 =400Vm,故 客器，因此该液位计不适用于导电液体，故A错误：金属棒与 1 0.02m×2 电源正极相连接，金属容器与电源负极相连且接地，则可知金 属容器电势为零，金属棒电势大于零，因此金属棒的电势高于 C正确，D错误。 金属容器的电势，故B错误：溶液相当于电介质，当液面上升 11.B解析由题意可知，电场方向不能确定，a、b之间的电势 差和距离虽已知，但不能由公式求电场强度大小；由愿设条 时，根据电容晷电容的决定式C一·可知，增大，测电容 件可知电场强度大小不一定是E=40V·m,A错误：由匀强 器的电容增大，故C错误：电容器接在电源两端，则电容器两 电场的电场线与等势线的分布特点可知，d间电势差一定 等于b问电势差，B正确：因为电场方向不能确定，则bc间 端电压不发，根据C=号可知，若电容器的电容增大，则电容 电势差不能确定，C错误：由电场线与等势战垂直可知，若电 器的带电荷量增大，故D正确。 场强度的方向由a指向d,则ab和dc是两条等势线，划有a 点电势与b点电势相等，不符合题设条件，因此电场强度的 了，C解析根据平行板电容器电容的决定式C可知，当 方向不可能由a指向d,D错误。 产品厚度不变时，电容器的电容不变，由于电容器接在恒压直 12.答案(1)8V(2)8V/m(3)6V-4×104J 流电源上，两板问的电压不变，故电荷量不变，没有电流通过 解析(1)B、A问电势差为 电流计G,故A错误：由于电容器两板间的电压不变，产品变 U4= 一Wn_-1.6×10」 =8V -2×10C 浮不彩响A、B两板同的距离，由E=号可知A、B两板问的 (2)匀强电场的电场强度大小为 Ua E-Leos 60 =8 场强不变，故B错误：当产品变厚时，增大，根据C一x可 -V/m=8 V'm 2X2 知电容器的电容C增大，由于电容器两板同的电压不变，结合 (3)如果A点的电势为一2V,则有 C-吕可知A,B两发的电荷量安大，放C正确：当产品支等 U=gn一gA=8V 时，，减小，电容器的电容C或小，A、B两板的电荷量变小， 则9a=6V 电容器放电，负电荷从b向《定向移动，则电流从d向b流过 电荷量为('=2×10“C的正电荷在A点具有的电势能是 电流计，D错误。 E=99=-2×2×105J=-4×10J 8,C解析由于电漂电压不变，稳定时电容器两端电压不变， 当减小电阻R时，根据欧姆定律可知开始放电瞬何的电流变 课时练8电容器的电容 大，根据Q一CU可知电容器带电荷量不变，I-t图线与横轴围 成的面积表示电容器的带电荷量，故当放电瞬间的最大电流 1,C解析电容器的电容与电容器极板上的电荷量Q及校板 间的电压U无关，对于同一个电容器来说，其电容是不变的， 变大时，总的放电时间变小。C正确。 故C锥误，A.D正确：版据C-号，整理得Q=CU,当电客不 9,BD解析根据C= ,可知，电介质插入越深，越大，电 变时，其电荷量与电压成正比，故B正确， 容落的电客越大：B正确，A错误：报著C-C-吕可 2.B解析电容器可以储存电荷，电容器的电容是由其本身决 知，当电介质抽出极板时，电容减小，由于电容器与电源连接， 定的，与电荷量无关，选项A错误：这个电容器的电容为C= 电压不变，故电荷量减少，电容器放电，电流从b点流向点， 220F,两端电压变化10V,它的电荷量变化量△Q=C△U= C锥误，D正确。 220×104×10C=2.2×103C.选项B正确：电客器的电容 10,AD解析汽车压线时，由题图乙可知电流方向先沿顺时 与加在它两端的电压无关，选项C错误：加在这个电容器两端 针方向，则说明此时电容器在放电，电容器电荷量减小。由 的电压低于500V时它份能工作，选项D错误。 于电容器电压等于电漂电压不变，则电容器的电容减小。根 3.B解析图甲为电容器充电示意图，充完电后电容器上极板 带正电，A错误：图乙为电容器放电示意图，电容器上极板带 据电容的决定式C一，可知汽车压线时，电容器板同距 正电，则放电过程中通过电流表的电流方向从右向左，B正 离d变大，故A正确：由题图乙可知电流先沿顺时针方向后 确：图丙为可变电容器，它是通过政变两被板的正对面积来改 沿逆时针方向，则电容器先放电后充电，故B错误：电阻R的 变电容的大小，C错误：电容器的电容是由电容器内部结构决 作用是为了保护电路，防止电流过大而损坏灵敏电流计，阻 定，与两端是否加电压无关，D错误。 值大小对电容幕的电容大小和电容器稳定时的带电荷量均 4.D解析被测材料温度升高时膨胀，使下极板向上移动，则 无影响，数C错误：由题图乙可知，前后轮经过传感器的时间 医板间的距离d减小，根据电容的决定式C=:心可知电容 L_2.5m≈7.7mfs 间隔为1=0.325s,则汽车速度为0=1=0.325s 器的电容变大，根据题意可知极板之间电压不变，由Q=CU 故D正确。 ·6· 11.D解析小球在N点受重力和电场力，小球所受合力不为 偏转，且沿十X方向的偏转距离相同：故电子在示波器上形成 零，不能在N点静止，A错误：小球自M点由静止开始运动 一条偏向十X方向且平行Y轴的直线，C正确。 到N点，由动能定理有一mgl十E1=0一0，解得E=mg,B 8.B解析三个带电粒子、b、c从两极板正中央以相同的初 速度垂直电场线方向射入匀强电场，则水平方向均做匀速直 错误；小球所受重力、电场力的合力为F= 线运动，因r,<x=r。,根据x=vn1可知1，<th=t。,B正确。 √(mg)十(gE)=√2mg,与竖直方向夹角为45°，当小球运 9,BD解析由题图可知，每个圆筒上各点的电势椰相等，是个 动到轻绳与竖直方向夹角为45°时速度最大，由动能定理有 等势体，园筒中电场强度为零，质子在圆筒中不受静电力，做 匀速直线运动，在圆筒缝隙处做加速运动，故A错误，B正确： V2mgl1-sin45)=2m0m,解得m=√2(2-1)g1,C 要使质子每次经过圆筒间篷隙处时做加速运动，则质子穿过 错误：轻绳与整直方向夹角为45°时对小球的拉力最大，有 每个圆简的时问恰为交变电流的半个周期，即质子每到达一 T。一区mg=m",解得T。=(3反-2mg,D正待. 个间隙，电源的正负极就要发生改变，因经过每个筒的时间不 变，而速度越来越大，简的长度要越来越长，故C错误，D 12.答案(1)见解析图(2)3.2×10-1C 正确。 解析（门）按照题给 10.C解析设该带正电粒子的初速度为·由动能定理 的电路图连接器材 1 注意电流表的极性 得-gEl=0- m,5,解得6=√ 四正，该带正电粒子的 和电容器的极性。 (2)电容器放电电 加速度大小a=E 由题意知，该粒子在匀强电场中做末速 流图像与横轴所国 度为零的匀减速直线运动，可以看成反方向初速度为零的匀 图形中包含40个 小方格，每个小方 加速直线运动，则粒子到达最大深度所用时何1= 格代表的电荷量为 2qEl 0.2mA×0.4s=0.08mA·s=8.0X10C,电容器充满电 m 2ml 后储存的电荷量g=40×8.0×103C=3.2×10-1C ,C正确。 qE 课时练9带电粒子在电场中的运动 1.D解析粒子带正电，在1，(0<。<子)时制由静止释放接 1.A解析电子在电场中加速，曲动能定理得U=2mu,解 T 2eU 粒子，枪子在1，~句右加速运动，在了一(T-1,)向右减 得=入 ,可使增大的操作是仅增大U,故A正确，B、 速运动，(T一1，)~T向左加速运动，T~(T十1。)向左诚速 C、D错误。 到零，此后重复运动，粒子在一个周期内向右运动的多，向左 2.A解析当油滴到达最高点时，重力做了负功，要使油滴的 运动的少，最终打到B板上，D正确。 速度大小仍为。，需静电力俄正功，又油滴带负电，故油滴最 12.答案(1)8×10m号(2)0.03m(3)0.09m 高点的位置在P点的左上方，A正确。 解析(1)由动能定理可得 3.A解析沿著电场线的方向电势是逐渐降低的，B、D错误： 电场线的疏密程度和空图线的斜率绝对值都反映电场强度 gIt2m 的大小变化，由题图可知电场线先密后疏，则图我的斜率绝对 值先变大后变小，A正确，C错误。 2g0i=8×10'm5 代入数据解得，一√m 4,AC解析由题意可知，重力竖直向下，静电力只能水平向 (2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动。 左，故微粒只有带负电荷才能微直线运动且一定是匀减速，故 水平方向上L=,t A正确，B错误：合力方向一定，仅改变初速度方向（与原速度 U 不共线)，则初速度和合力不共线，将做曲战运动，故C正确： 在区直方向上y=号a=E,B d 静电力方向与运动方向夹角为钝角，则静电力做负功，电势能 联立解得y= la U.L =0.03m. 变大，故D错误 2mdve 5.AC解析当重力等于静电力时，只有细线的拉力提供向心 力，小球可能做匀速圆周运动，故A正确；当重力小于静电力 3)由九知识知义=T2】 时，a点为等效最低点，则小球运动到最高点a时，小球的速 L 度最大，线的张力最大·故B、D错误：根据沿着电场线方向电 2 势逐渐降低可知，在圆周上a点的电势最高，恨据E。=g9。· 解得y'=3y=0.09m。 当小球运动到最高点时，带负电小球的电势能一定最小，故 第十一章 电路及其应用 C正确。 2eU 课时练10电源和电流 6.CD解析根据动能定理有U=2mv解得u=√m ,可 知电子到达Q板时速率与两极板问距离无关，故A,B错误，D L,B解析由电流的定义式1=9得g=1L,电流单位为安培 正确：根据牛顿第二定律有。-光-品，可如有发板月距离 (A),时间单位为秒(s),所以电荷量单位库仑(C)等于安培乘 以秒，即1C=1A·s。B正确。 越小，电子在两极板间运动的加速度越大，故C正确。 2.A解析经过时问1，通过右端横截面的电花量Q=gt,根 7.C解析由题图甲可知，Y方向加先正向减小后反向增大的 电压，则电子先向十Y方向偏转，倘转距离逐渐减小·然后 据1-9得1=四，A正确。 向一Y方向偏转，焦转距离逐潮变大，即电子在Y方向形成亮：3.D解析电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离 线：由题图乙可知，X方向加正向电压，则电子将向十X方向 子定向移动的方向相反，所以正、负离子定向移动形成电流， ·7·