高二物理電容器的電容測(cè)試題答案

　　電容器通常簡(jiǎn)稱其為電容(英文名稱：capacitor)，用字母C表示。下面是學(xué)習(xí)啦小編收集整理的高二物理電容器的電容測(cè)試題目及其參考答案以供大家學(xué)習(xí)。

　　高二物理電容器的電容測(cè)試題及答案

　　1.下面關(guān)于電容器及其電容的敘述正確的是(　　)

　　A.任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)

　　B.電容器所帶的電荷量是指每個(gè)極板所帶電荷量的代數(shù)和

　　C.電容器的電容與電容器所帶電荷量成反比

　　D.一個(gè)電容器的電荷量增加ΔQ=1.0×10-6C時(shí)，兩板間電壓升高10 V，則電容器的電容無(wú)法確定

　　解析：選A.電容器既然是儲(chǔ)存電荷的容器，它里面有無(wú)電荷不影響其儲(chǔ)存電荷的能力，A正確;電容器所帶的電荷量指任一極板電荷量的絕對(duì)值，B錯(cuò);電容器的電容由電容器結(jié)構(gòu)決定，不隨帶電量的變化而變化，C錯(cuò);C=QU=ΔQΔU可求電容器的電容，D錯(cuò).

　　2.對(duì)于給定的電容器，描述其電容C、電荷量Q、電壓U之間相應(yīng)關(guān)系的圖應(yīng)是下圖中的(　　)

　　圖1-8-6

　　解析：選B.電容是描述電容器儲(chǔ)存電荷特性的物理量，僅由電容器本身決定，對(duì)于給定的電容器，其電容C的大小與電荷量Q、電壓U均無(wú)關(guān).

　　3.(2010年高考北京理綜卷)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖1-8-7). 設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若(　　)

　　圖1-8-7

　　A.保持S不變，增大d，則θ變大

　　B.保持S不變，增大d，則θ變小

　　C.保持d不變，減小S，則θ變小

　　D.保持d不變，減小S，由θ不變

　　解析：選A.保持S不變，增大d，平行板電容器的電容減小，由于電容器的電荷量不變，由Q=CU可以判斷極板間電勢(shì)差變大，靜電計(jì)指針偏角θ變大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤;保持d不變，減小S，電容器電容變小，由Q=CU可以判斷極板間電勢(shì)差變大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)

　　4.如圖1-8-8所示，平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合S，電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

　　圖1-8-8

　　A.保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大

　　B.保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變

　　C.斷開(kāi)S，將A板向B板靠近，則θ增大

　　D.斷開(kāi)S，將A板向B板靠近，則θ不變

　　解析：選AD.保持S閉合，則電容器兩極間的電壓不變，由E=Ud可知，當(dāng)A板向B板靠近時(shí)，E增大，θ增大，A正確，B錯(cuò)誤;斷開(kāi)S，則兩板帶電荷量不變，則Q=CU=εrSU4πkd=εrS4πkE可知，將A板向B板靠近，并不改變板間電場(chǎng)強(qiáng)度，故Q不變，D正確，C錯(cuò)誤.

　　5.如圖1-8-9所示，有的計(jì)算機(jī)鍵盤的每一個(gè)鍵下面都連一小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊小的固定金屬片，這兩片金屬片組成一個(gè)小電容器，該電容器的電容C可用公式C=εSd計(jì)算，式中常量ε=9×10-12 F/ m，S表示金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離，當(dāng)鍵按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)是哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào)，設(shè)每個(gè)金屬片的正對(duì)面積為50 mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片的距離為0.6 mm，如果電容變化0.25 pF，電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào)，則鍵至少需要被按下多少 mm.

　　圖1-8-9

　　解析：設(shè)金屬片的原距離為d，金屬片被按下Δd時(shí)電容變化ΔC=0.25 pF，

　　此時(shí)金屬片間距為(d-Δd)，

　　則C1=εSd，C2=εSd-Δd.

　　ΔC=C2-C1=εS(1d-Δd-1d)，

　　代入數(shù)據(jù)得Δd=0.15 mm.

　　答案：0.15 mm

　　選擇題

　　1.某電容器的電容是30 μF，額定電壓為200 V，擊穿電壓為400 V，對(duì)于該電容器，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

　　A.為使它的兩極板間的電壓增加1 V，所需要的電荷量是3×10-5 C

　　B.給電容器1 C的電荷量，兩極板間的電壓為3×10-5V

　　C.該電容器能容納的電荷量最多為6×10-3C

　　D.該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200 V

　　解析：選A.由ΔQ=C•ΔU=30×10-6×1 C=3×10-5C，A對(duì);由U=QC=130×10-6V=3.3×104 V，電容器被擊穿 ，B錯(cuò);擊穿電壓為400 V表示能承受的最大電壓為400 V，最大電荷量Q=CU=3×10-5×400 C=1.2×10-2C，C、D錯(cuò).

　　2.一個(gè)電容器帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電壓為U，若使其帶電荷量增加4.0×10-7 C時(shí)，它兩極板間的電勢(shì)差增加20 V，則它的電容為(　　)

　　A.1.0×10-8 F　　　　　　 B.2.0×10-8 F

　　C.4.0×10-8 F D.8.0×10-8 F

　　解析：選B.由于電容與電容器上帶電荷量和電勢(shì)差大小無(wú)關(guān)，所以可根據(jù)電容的定義式推導(dǎo)出：C=ΔQΔU.因此電容C=4.0×10-720 F=2.0×10-8 F.

　　3.如圖1-8-10所示，平行板電容器的電容為C，極板帶電荷量為Q，極板間距為d.今在兩板間正中央放一帶電荷量為q的點(diǎn)電荷，則它所受到的電場(chǎng)力大小為(　　)

　　圖1-8-10

　　A.k2Qqd2 B.k4Qqd2

　　C.QqCd D.2QqCd

　　解析：選C.平行板電容器極板間電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E=QCd，因此點(diǎn)電荷q在其中所受到的電場(chǎng)力為F=Eq=QqCd.

　　4.如圖1-8-11所示，用電池對(duì)電容器充電，電路a、b之間接有一靈敏電流表，兩極板之間有一個(gè)電荷q處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩極板的間距變大，則(　　)

　　圖1-8-11

　　A.電荷將向上加速運(yùn)動(dòng)

　　B.電荷將向下加速運(yùn)動(dòng)

　　C.電流表中將有從a到b的電流

　　D.電流表中將有從b到a的電流

　　解析：選BD.板距增大，由于板間電壓不變，則E=Ud變小，所以電場(chǎng)力變小，電荷向下加速，A錯(cuò)B對(duì);由平行板電容公式可知，板間增大C變小，則Q=CU變小，電容器放電，C錯(cuò)D對(duì).

　　5.如圖1-8-12所示是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖.電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示出電容的大小.下列關(guān)于該儀器的說(shuō)法正確的是(　　)

　　圖1-8-12

　　A.該儀器中電容器的電極分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體

　　B.金屬芯柱外套的絕緣層越厚，該電容器的電容越大

　　C.如果指示器顯示電容增大了，則說(shuō)明電容器中的液面升高了

　　D.如果指示器顯示電容減小了，則說(shuō)明電容器中的液面升高了

　　解析：選AC.類似于平行板電容器的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體芯柱和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩電極，導(dǎo)體芯柱的絕緣層就是兩極間的電介質(zhì)，其厚度d相當(dāng)于兩平板間的距離，所以厚度d越大，電容器的電容越小.導(dǎo)電液體深度h越大，則S越大，C越大，C增大時(shí)就表明h變大.故A、C正確.

　　6. (2011年沈陽(yáng)高二質(zhì)檢)如圖1-8-13所示是一只利用電容器電容(C)測(cè)量角度(θ)的電容式傳感器的示意圖.當(dāng)動(dòng)片和定片之間的角度(θ)發(fā)生變化時(shí)，電容(C)便發(fā)生變化，于是通過(guò)知道電容(C)的變化情況就可以知道角度(θ)的變化情況.下列圖象中，最能正確反映角度(θ)與電容(C)之間關(guān)系的是(　　)

　　圖1-8-13

　　圖1-8-14

　　解析：選B.兩極板正對(duì)面積S=12(π-θ)R2，則S∝(π-θ)

　　又因?yàn)镃∝S，所以C∝(π-θ)

　　令C=k(π-θ)　∴θ=π-Ck(k為常數(shù))

　　所以B正確.

　　7.某電容器上標(biāo)有“1.5 μF,9 V”的字樣，則(　　)

　　A.該電容器所帶電荷量不能超過(guò)1.5×10-6 C

　　B.該電容器所加電壓不能超過(guò)9 V

　　C.該電容器擊穿電壓為9 V

　　D.當(dāng)給該電容器加4.5 V的電壓時(shí)，它的電容值變?yōu)?.75 μF

　　解析：選B.該標(biāo)示值為電容器電容和能允許加的最大電壓.加在該電容器上的電壓超過(guò)9 V就會(huì)擊穿它.能夠給它充的最大電荷量為Q=CU m=1.5 ×10-6×9 C=1.35×10-5C.電容器電容與所加電壓無(wú)關(guān)，因此當(dāng)給電容器加4.5 V的電壓時(shí)，其電容值仍為1.5 μF.故B正確.

　　8.如圖1-8-15所示，平行板電容器兩個(gè)極板為A、B，B板接地，A板帶電荷量+Q，板間電場(chǎng)內(nèi)有一固定點(diǎn)P.若將B板固定，A板下移一些，或者將A板固定，B板上移一些，在這兩種情況下，以下說(shuō)法正確的是(　　)

　　圖1-8-15

　　A.A板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)不變

　　B.A板下移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)升高

　　C.B板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P點(diǎn)電勢(shì)降低

　　D.B板上移時(shí)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，P點(diǎn)電勢(shì)降低

　　解析：選AC.A板下移，電荷密度不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，又因P與B板距離不變，由UP=Ed知P點(diǎn)電勢(shì)不變，A對(duì)，B錯(cuò)，B板上移，場(chǎng)強(qiáng)同樣不變，但P與B板距離減小，故電勢(shì)降低C對(duì)，D錯(cuò).

　　9.如圖1-8-16所示，兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連，在距離兩板等距的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若將a板向下平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)上方，穩(wěn)定后，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

　　圖1-8-16

　　A.液滴將向下加速運(yùn)動(dòng)

　　B.M點(diǎn)電勢(shì)升高，液滴在M點(diǎn)的電勢(shì)能將減小

　　C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了

　　D.在a板移動(dòng)前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場(chǎng)力做功相同

　　解析：選BD.當(dāng)將a向下平移時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，則液滴所受電場(chǎng)力增大，液滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，A、C錯(cuò)誤.由于b板接地且b與M間距未變，由U=Ed可知M點(diǎn)電勢(shì)將升高，液滴的電勢(shì)能將減小，B正確.由于前后兩種情況a與b板間電勢(shì)差不變，所以將液滴從a板移到b板電場(chǎng)力做功相同，D正確。

　　計(jì)算題

　　10.水平放置的平行板電容器的電容為C，板間距離為d，極板足夠長(zhǎng)，當(dāng)其帶電荷量為Q時(shí)，沿兩板中央水平射入的帶電荷量為q的微粒恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).若使電容器電量增大一倍，則該帶電微粒落到某一極板上所需時(shí)間為多少?

　　解析：利用平衡條件得mg=qE=qQCd.

　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有d2=at22，

　　由牛頓第二定律得，qE′-mg=ma，

　　又E′=2QCd，解得t=dg.

　　答案： dg

　　11.如圖1-8-17所示，一平行板電容器接在U=12 V的直流電源上，電容C=3.0×10-10 F，兩極板間距離d=1.20×10-3m，取g=10 m/s2，求：

　　圖1-8-17

　　(1)該電容器所帶電量.

　　(2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量為m=2.0×10-3 kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該微粒帶電量為多少?帶何種電荷?

　　解析：(1)由公式C=QU得

　　Q=CU=3.0×10-10×12 C=3.6×10-9 C.

　　(2)若帶電微粒恰在極板間靜止，則qE=mg，而E=Ud

　　解得q=mgdU=2.0×10-3×10×1.20×10-312 C

　　=2.0×10-6 C

　　微粒帶負(fù)電荷.

　　答案：(1)3.6×10-9 C　(2)2.0×10-6 C　負(fù)電荷

　　12.如圖1-8-18所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，有一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球在B板之下H處以初速度v0豎直向上進(jìn)入兩板間，小球恰好能打到A板，求A、B板間的電勢(shì)差.

　　圖1-8-18

　　解析：如果電場(chǎng)力做正功，由動(dòng)能定理得

　　qU-mg(h+H)=0-mv20/2，

　　解得U=m[2gh+H-v20]2q，

　　如果電場(chǎng)力做負(fù)功， 則有

　　-qU-mg(h+H)=0-mv20/2，

　　解得U=m[v20-2gh+H]2q.

　　答案：見(jiàn)解析