第1章 第8节 课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用Word(鲁科版)

题组1　对电容器电容的理解 1．(多选)下列关于电容的说法正确的是(　　) A．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B．电容器A的电容比B的大，说明A所带的电荷量比B多 C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量 D．由公式C＝知，若电容器两极板间电压为10 V，极板所带电荷量为2×10－5 C，则电容器电容大小为5×105 F 解析：选AC。电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A正确；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与是否带电及所带电荷量的多少无关，B错误；由C＝可知，C正确；电压为10 V，电荷量为2×10－5 C时，电容C＝＝2×10－6 F，D错误。 2．(多选)(2024·山东济南月考)某电容器上标有“1.5 μF，9 V”的字样，则(　　) A．该电容器的电容是1.5 μF B．该电容器的额定电压是9 V C．加在该电容器上的电压不应超过9 V D．该电容器的击穿电压为9 V 解析：选ABC。该电容器的电容是1.5 μF，故A正确；9 V是额定电压，所以电压不能超过9 V，不是击穿电压，击穿电压比9 V高，故B、C正确，D错误。 题组2　电容器的充、放电 3．某照相机闪光灯电路中有电容器，当照相机闪光时，电容器放出部分电荷，所带电荷量减少。在闪光过程中，关于该电容器，下列说法正确的是(　　) A．电容增大，两极板间电压增大 B．电容增大，两极板间电压不变 C．电容不变，两极板间电压增大 D．电容不变，两极板间电压减小 解析：选D。电容的大小是由电容器自身决定，与电荷量、电压无关，由电容定义式C＝可知，电容器闪光过程中，电荷量减小，电容不变，则两极板间电压U减小。 4. “观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图所示。 (1)当开关接到“1”时，电容器处于__________(选填“充电”或“放电”)过程，电容器所带的电荷量逐渐________(选填“增加”或“减少”)。 (2)下列说法正确的是________。 A．电容器充电时，电压表示数先迅速增大，然后逐渐稳定在某一数值 B．电容器充电时，灵敏电流计的示数先迅速增大，然后逐渐稳定在某一数值 C．电容器放电时，电阻R中的电流方向为从右到左 D．某时刻电容器正在放电时，电容器两极板的电荷量正在减少 解析：(1)由题图可知，当开关S接到“1”时，电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加。 (2)电容器充电时，两极板的电荷量不断增加，由U＝可知，两板间的电压先迅速增大，接着不断升高，当电容器两极板的电荷量达到饱和时，电压达到某一固定值，故A正确；充电过程中，两板间电压不断升高，两板间的电压与电源电压的差值不断减小，所以电流不断减小，灵敏电流计G的示数不断减小，故B错误；电容器充电时，上极板与电源正极相连，电容器上极板带正电荷，放电时，电流从电容器上极板流出，从下极板流入，所以电阻R中的电流方向为从左到右，故C错误；电容器正在放电时，电容器两极板的电荷量正在减少，故D正确。 答案：(1)充电　增加　(2)AD 题组3　电容器的动态分析 5.(多选)(2024·福建龙岩期中)一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图如图所示，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法正确的有(　　) A．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 B．该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体 C．若指示器显示电容增大，则容器中液面降低 D．若指示器显示电容减小，则容器中液面降低 解析：选BD。芯柱外套的绝缘层越厚，金属芯柱和导电液之间距离越大，由C＝，可知电容越小，故A错误；该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体，故B正确；如果指示器显示出电容增大了，由C＝可知金属芯柱和导电液正对面积增大了，说明容器中液面升高了，如果指示器显示出电容减小了，则金属芯柱和导电液正对面积减小了，说明容器中液面降低了，故C错误，D正确。 6.(多选)如图所示，一工作人员对手机指纹识别功能进行演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为：在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则(　　) A．指纹的凹点与小极板距离远，电容大 B．指纹的凸点与小极板距离近，电容大 C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电量增多 D．若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响 解析：选BC。根据电容的决定式C＝可知，指纹的凹点与小极板距离远，即d大，则C小，指纹的凸点与小极板距离近，即d小，则C大，故A错误，B正确；若手指挤压绝缘表面，电容器极板间的距离减小，则C增大，由于电容器的电压保持不变，根据Q＝CU可知小极板所带电荷量Q增多，故C正确；若用湿的手指去识别，由于水是导电的，则使得同一指纹的凹点与凸点与小极板之间的距离将会发生变化，从而改变了电容器电容，使得识别功能受到影响，故D错误。 7.(多选)电容器、电源、电阻、开关组成如图所示的电路。接通开关K，电源即给电容器充电(　　) A．保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度增加 B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的带电量不变 C．充电结束后断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D．充电结束后断开K，在两极板间插入一块介质，则极板上的电势差增大 解析：选AC。保持K接通，则两板间电势差U一定，减小两极板间的距离，根据E＝，则两极板间电场的电场强度增加，A正确；保持K接通，则两板间电势差U一定，在两极板间插入一块介质，根据C＝可知电容变大，根据Q＝CU可知，极板上的带电量变大，B错误；充电结束后断开K，则Q一定，减小两极板间的距离，根据C＝，则C变大，根据Q＝CU，则两极板间的电势差减小，C正确；充电结束后断开K，则Q一定，在两极板间插入一块介质，根据C＝，则C变大，根据Q＝CU，则极板上的电势差减小，D错误。 8．(多选)(2024·云南昭通统考)如图所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电油滴恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时(　　) A．带电油滴保持静止 B．带电油滴将向下运动 C．通过电阻R的电流方向为B到A D．通过电阻R的电流方向为A到B 解析：选AD。由于电容器与电源相连，故电容器两端电压不变，因板间距不变，故两板间场强不变，故带电粒子仍能保持静止，故A正确，B错误；因正对面积减小，根据电容的决定式C＝可知C减小，因电压U不变，根据电容的定义式C＝可知，Q减小，故电容器放电，因电容器上极板接电源正极，则通过电阻R的电流方向为A到B，故C错误，D正确。 9.(多选)(2023·华南师大附中期末)如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离。下列说法正确的是(　　) A．油滴带正电 B．静电计指针张角减小 C．油滴向上运动 D．P点的电势不变 解析：选BD。根据受力平衡可知，油滴所受的电场力方向向上，而极板间电场向下，电场力与电场方向相反，故油滴带负电，故A错误。此过程电容器所带电荷量Q不变，由C＝和电容的决定式C＝以及E＝，联立解得E＝，可知电场强度与极板间的距离无关，所以电场强度不变，由F＝Eq知油滴所受电场力不变，则不会运动；又由于P点与下极板间的距离不变，由UP0＝φP＝EdP0知P点的电势不变；由电容的决定式C＝可知，若将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则C变大，又因Q不变，结合U＝知电势差减小，静电计张角减小，故B、D正确，C错误。 10．(多选)(2024·四川资阳乐至中学期中)电源、开关、平行板电容器连成如图所示电路，上极板接地。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，两极板间电压为U，板间电场强度大小为E0，电容器中的P点电势为φ，则下列说法正确的是(　　) A．若将上板下移少许，Q增大，U不变，E0增大，φ变大 B．若将上板下移少许，Q不变，U减小，E0减小，φ变小 C．若断开开关S，将上板下移少许，Q增大，U不变，E0增大，φ变小 D．若断开开关S，将上板下移少许，Q不变，U减小，E0不变，φ变大 解析：选AD。闭合开关S，则极板间电压U不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由C＝，可知电容器的电容C增大，根据Q＝CU可知Q增大，根据E0＝可知E0增大，P点电势为负值，设P点到下板的距离为x，则φ＝－U＋E0x，由于x不变，E0增大，U不变，则φ变大，故A正确，B错误；断开电源后电容器带电量Q不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由C＝可知电容器的电容C增大，根据U＝可知U减小，而E0＝，将三式联立可得E0＝，可知E0不变，P点电势为负值，设P点到下板的距离为x，则φ＝－U＋E0x，由于x和E0不变，而U减小，则φ变大，故C错误，D正确。 11．(多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量。如图所示，平行板电容器两极板M、N与电压为U 的恒定电源两极相连，两板的间距为d。现通过显微镜观察到有一质量为m 的带电油滴在两极板间处于平衡状态，则下列说法正确的是(　　) A．油滴带的电荷量q＝ B．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 C．将极板N向下缓慢移动一小段距离，M板所带的电荷量减小 D．若在MN板间插入电介质，则M板所带的电荷量减小 解析：选AC。油滴平衡时有q＝mg，解得油滴带的电荷量q＝，A正确；将极板N向下缓慢移动一小段距离，根据E＝可知两板间场强减小，带电油滴所受向上的电场力减小，则油滴将向下运动，B错误；将极板N向下缓慢移动一小段距离，根据C＝可知，电容C减小，根据Q＝CU可知，M板所带的电荷量减小，C正确；若在MN板间插入电介质，根据C＝可知，电容C变大，根据Q＝CU可知，M板所带的电荷量增大，D错误。 12. (2024·广东广州期中)如图所示，有两块平行金属板A、B相距d＝8 cm，接在U＝24 V的直流电源上。电源正极接地，C、D两点在两板之间且分别与A、B两板的距离均为d1＝2 cm。　 (1)求A、B板间的电场强度E； (2)求C点的电势φC； (3)求将电量为1×10－5C的负电荷由C点移到D点，电场力做的功。 解析：(1)A、B两板间的场强大小E＝＝＝300 V/m 方向竖直向上。 (2)以地面为电势零点，则有φA＝0 根据UAC＝φA－φC E＝ 可得UAC＝EdAC＝300×0.02 V＝6 V 可得φC＝－6 V。 (3)C、D间的电势差UCD＝EdCD＝300×0.04 V＝12 V 将电量为1×10－5 C的负电荷由C点移到D点，电场力做的功W＝qUCD＝－1×10－5×12 J＝－1.2×10－4 J。 答案：(1)300 V/m，方向竖直向上　(2)－6 V (3)－1.2×10－4 J 学科网（北京）股份有限公司 $