高中物理2.4 電容器 電容課時作業(yè)

這是一份高中物理2.4 電容器 電容課時作業(yè)，共15頁。
【精編】第4節(jié)電容器電容-1作業(yè)練習(xí)一.填空題1．如圖甲所示的實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷開。 (1)下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法正確的是有_________ A．使用靜電計的目的是觀察電容器電量的變化情況 B．使用靜電計的目的是測量電容器電壓的變化情況 C．靜電計可以用電壓表替代 D．靜電計可以用電流表替代 (2)某位同學(xué)用如圖乙所示研究電容器電容與哪些因素有關(guān)。A．B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計，開始時開關(guān)S閉合，靜電計指針張開一定角度；若保持開關(guān)S閉合，將A．B兩極板間距變小些，指針張開角度將________；若斷開開關(guān)S后，將A．B兩極板分開一些，指針張開角度將__________。（以上均選填“變大”．“變小”或“不變”）。2．如圖的實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連。(1)圖中的靜電計___________（選填“可以”或“不可以”）用電壓表替代；(2)使電容器帶電后與電源斷開，若觀察到靜電計指針偏角變大，說明電容___________（選填“變大”“變小”或“不變”）(3)使電容器帶電后與電源斷開，將極板間距離增大，可觀察到靜電計指針偏角___________（選填“變大”“變小”或“不變”）。3．某電容器上標(biāo)有“220V  300μF”，300μF＝__________F＝_________pF。 4．研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示：
 (1)實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器______板接觸，能使電容器帶電。(2)實驗中保持極板電荷量不變．靜電計張角變小，說明平行板電容器電容______（填“變大”或“變小”）。(3)下列能使靜電計指針張角變小的實驗操作是______。A．只將板靠近板B．只將電容器板向上平移C．只在極板間插入有機(jī)玻璃板D．只增加極板帶電量5．如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器左極板都接地。現(xiàn)保持電容器所帶的電荷量不變，在兩極板間插入板C。請完成下列填空。(1)在插入板C之前，用游標(biāo)卡尺測量其厚度，如圖所示，則C的厚度為___________。(2)若C為金屬板，則電容器的電容___________（填“變大”“不變”或“變小”）；若C為塑料板，則靜電計指針的偏角___________（填“變大”“不變”或“變小”）。6．電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像都相同。請在圖中畫出上述u–q圖像____。類比直線運動中由v–t圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電場能Ep=____7．如圖所示為一個《密立根油滴實驗》的示意圖。用噴霧器向一個透明的小盒子里噴入帶電油滴。小盒子中的上下板分別連接電池的兩極，讓上板帶正電．下板帶負(fù)電。帶電油滴在重力作用下墜落，落入下方小孔后，受到電場力作用。通過改變兩極板之間的電壓，可以調(diào)節(jié)電場強(qiáng)度。
 (1)實驗過程中，觀察到一個油滴懸浮在極板之間，此時上下兩板間勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度為E，顯微鏡觀察．測得油滴的體積為V，已知油滴密度為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g：首先可以判斷這個油滴帶______電，考慮到油滴受的電場力與重力為平衡關(guān)系，結(jié)合電場強(qiáng)度的定義式，可以算出油滴所帶電荷量為______；（用E．V．．g表示）(2)在實驗過程中，還會觀察到許多做勻速直線運動的油滴，這些油滴的受力情況是：電場力與重力的方向______，并且電場力大小______重力大?。唬ā跋嗤被颉跋喾础?；“大于”．“小于”或“等于”）(3)密立根不斷改變電壓，仔細(xì)觀察油滴的運動，經(jīng)過反復(fù)試驗得出大量數(shù)據(jù)，得到如下表所示數(shù)據(jù)：油滴帶電量（）q1q2q3q4q5q6q6……qn3.24.86.48.011.29.617.6……12.8密立根得出的結(jié)論是：油滴的電荷量不是連續(xù)變化的，而是一份一份增加的，油滴的電荷量有一個共同的最大公約數(shù)，所有電荷量都是這個最大公約數(shù)的整數(shù)倍。如今我們知道，這個最大公約數(shù)等于單個電子或質(zhì)子所帶的電荷量，被稱為______。8．兩個電容器的標(biāo)稱值分別為（，）．（，），則將兩個電容器串聯(lián)時的耐壓值為___________。9．如圖甲為探究影響平行板電容器電容大小的因素的實驗裝置，相互靠近的等大正對平行金屬板A．B組成電容器，B板固定在絕緣支座上并通過導(dǎo)線與靜電計中心桿相接，板A和靜電計的金屬殼都通過導(dǎo)線接地，A板可在水平面和豎直平面內(nèi)自由移動，給電容器充上一定的電荷，使實驗時保持電容器極板所帶的電量不變，此時靜電計指針張開一定角度．（1）下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法中正確的有_________.A．使用靜電計可觀察電容器的電容變化情況B．使用靜電計可測量電容器極板間的電壓變化情況C．使用靜電計可測量電容器極板上的電荷量變化情況D．靜電計可以用電壓表替代（2）圖甲中，若將A板向右平移，靜電計指針張角將__________；將A板豎直向下平移，則靜電計指針張角將_________；在A．B板間插入電介質(zhì)，則靜電計指針張角將________．（填“變大”．“變小”或“不變”）（3）圖乙中，若將電容器水平放置，有一質(zhì)量為m，電荷量為Q的帶點液滴靜止在電容器內(nèi)部，現(xiàn)將電容器A板向上平移一小段距離，則液滴將__________.（填“靜止不動”．“向下運動”．“向上運動”）10．某同學(xué)利用如圖甲所示電路觀察電容器的充．放電現(xiàn)象，電流傳感器與計算機(jī)相連，可以顯示出電流I隨時間t變化的圖像。(1)為使電源向電容器充電，應(yīng)將開關(guān)S與_______（填“1” 或“2”）端相連；(2)在充電過程中，測繪的充電電流I隨時間t的圖像可能是圖乙中的 _________；(3)圖丙為傳感器中電容器放電時的電流I隨時間t的圖像，圖中每一小方格面積相同。根據(jù)圖像估算電容器在t0~2t0時間內(nèi)，釋放電荷量的表達(dá)式為_______（用I0．t0表示）。(4)圖丁中實線是實驗得到的放電時的I-t圖像，如果不改變電路的其他參數(shù)，只減小阻箱R的阻值，則得到的I-t圖線是圖丁中的_________（選填“①”．“②”或“③”），理由是________。11．下圖是某物理實驗小組定性探究平行板電容器的電容的影響因素的裝置圖。充電后與電源斷開的平行板電容器的板與靜電計金屬板相連，板和靜電計金屬殼都接地，板通過絕緣柄固定在鐵架臺上，人手通過絕緣柄控制板的移動。請回答下列問題：(1)在該實驗中，靜電計的作用是______。A．測定該電容器的電荷量        B．測定該電容器兩極的電勢差        C．測定該電容器的電容(2)在實驗中從觀察到的現(xiàn)象總結(jié)出的結(jié)論是______。A．甲圖中的手水平向左移動時，說明兩板距離增大，電容減小B．乙圖中的手豎直向上移動時，說明兩板正對面積減小，電容增大C．丙圖中向兩板間插入陶瓷片時，說明電介質(zhì)常量增大，電容減小12．在如圖所示的實驗裝置中，充電后的平行板電容器與電源斷開，極板A與靜電計相連，極板B接地。若將極板B向左平行移動一小段距離，則將觀察到靜電計指針偏角增大，說明平行板電容器的電容隨板間距離d增大而_______；B極板向左移動后，A．B間的電場強(qiáng)度______（均選填“增大”或“減小”或“不變”）。13．傳感器是一種采集信息重要器件。如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器?？蓜与姌O兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容?，F(xiàn)將此電容式傳感器與零刻度在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)待測壓力減小時，電容器的電容將__________（填“增大”或“減小”），電容器的電荷量將_______（填“增大”或“減小”），靈敏電流表的指針向____（填“左偏”或“右偏”）。 14．某同學(xué)利用如圖所示的裝置來研究平行板電容器電容的影響因素。（1）對該裝置理解正確的是（        ）A．操作過程中，可認(rèn)為A．B兩板間的電壓始終不變B．操作過程中，可認(rèn)為A．B兩板間的場強(qiáng)始終不變C．操作過程中，可認(rèn)為A．B兩板間的帶電量始終不變D．操作過程中，可認(rèn)為電容器的電容始終不變（2）當(dāng)手持絕緣柄將A板向左平移時，靜電計指針張角將___________；將A板向上平移時，靜電計指針張角將___________選填“變大”．“變小”或“不變”
 15．電解質(zhì)相對介電系數(shù)是 的平行板電容器的電容的決定式為 C=___________ 。16．在“用傳感器觀察電容器的充電和放電”實驗中（電路圖如圖甲），一位同學(xué)使用的電源電動勢為10V，測得放電的I-t圖象如圖乙所示。（1）若按“四舍五入”法，根據(jù)“I-t圖線與兩坐標(biāo)軸包圍面積”，試計算電容器全部放電過程的放電量為___________ ；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
 （2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算電容器的電容值為___________。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）17．平行板電容器所帶量Q=4×l0﹣8C，它的兩極板之間電壓U=2v，如果兩板電量各減少一半，則兩板間電勢差變?yōu)開____V，兩板間的電場強(qiáng)度將變?yōu)樵瓉淼腳___．18．如圖所示，有一圓心為O，半徑為R的圓，AB 為圓的直徑，在圓形區(qū)域所在空間有勻強(qiáng)電場。將質(zhì)量為 m，電荷量為 q的正點電荷由A 點靜止釋放，自圓周上的 C點以速率v0穿出，已知AC與AB的夾角θ=60°，運動中點電荷僅受電場力的作用，則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為______；若將該點電荷從A點移到圓周上的任意一點，則其中點電荷電勢能變化的最大值是______。
參考答案與試題解析1．【答案】B    不變    變大    【解析】【來源】重慶市北碚區(qū)兼善中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）第一次階段性物理試題 (1)[1]AB．靜電計可測量電勢差，根據(jù)指針張角的大小，觀察電容器電壓的變化情況，無法判斷電量的變化情況，故B正確，A錯誤；CD．靜電計與電壓表．電流表的原理不同，不能替代，電流表．電壓表線圈中必須有電流通過時，指針才偏轉(zhuǎn)，而靜電計是根據(jù)“同種電荷相排斥”制成的，靜電計不可以用電壓表替代，故CD錯誤。故選B。(2)[2]若保持開關(guān)S閉合，則兩板間電壓U一定，則指針張開角度將不變。[3]若斷開開關(guān)S后，Q一定，將A．B兩極板分開一些，根據(jù)可知C變小，根據(jù)可知，U增大，則指針張開角度將變大。2．【答案】不可以    變小    變大    【解析】(1)[1]靜電計和電壓表的結(jié)構(gòu)不同，則圖中的靜電計不可以用電壓表替代；(2)[2]使電容器帶電后與電源斷開，則Q一定，若觀察到靜電計指針偏角變大，則電容器兩端電壓U變大，根據(jù)Q=CU可知，C減小，即說明電容變?。?/span>(3)[3]使電容器帶電后與電源斷開，則Q一定，將極板間距離增大，根據(jù)可知C減小，根據(jù)Q=CU可知U變大，即可觀察到靜電計指針偏角變大。3．【答案】(1). 3×10-4    (2). 3×108 【解析】[1][2]根據(jù)1F=106μF=1012pF，知300μF=3×10-4F=3×108PF。 4．【答案】    變大    AC    【解析】(1)[1]當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容器帶電。因b板接地，若接觸b板，將使玻璃棒所帶電荷中和，而無法使電容器帶電。(2)[2]指針張角減小，說明兩極板間的電勢差減小，由可知，保持不變，必然在變大。(3)[3]AC．根據(jù)電容器的決定式，將電容器板靠近板．插入玻璃板能使變大，根據(jù)可知，電荷量不變，則電勢差減小，靜電計指針的張角變小，故AC正確；B．根據(jù)電容器的決定式，只將板向上平移，能使減小，根據(jù)可知，電荷量不變，則電勢差U增大，靜電計指針的張角增大，故B錯誤；D．根據(jù)可知，只增加極板帶電量Q，極板間電勢差U增大，靜電計指針的張角增大，故D錯誤。故選AC。5．【答案】1.080    變大    變小    【解析】(1)[1]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1cm+40mm=1.080cm(2)[2]若C為金屬板，則介電常數(shù)變大，根據(jù)可知電容器的電容變大；[3]若C為塑料板，則介電常數(shù)變大，根據(jù)可知電容器的電容變大，電容器所帶的電荷量Q不變，再根據(jù)可知U變小，即靜電計指針的偏角變小。 6．【答案】    ①.     ②. 【解析】【詳解】[1][2]根據(jù) 可知 ，故圖像是過原點的直線類比直線運動中由v–t圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電場能7．【答案】負(fù)電荷        相反    等于
    元電荷    【解析】【來源】湖南省長沙寧鄉(xiāng)市第十高級中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）10月月考物理試題 (1)[1]該油滴豎直向下做勻速直線運動，受重力和電場力，二力平衡;;故電場力向上，而場強(qiáng)向下，故油滴帶負(fù)電荷；[2] 勻速運動是平衡狀態(tài)，重力和電場力平衡得(2)[3][4]油滴做勻速直線運動受力平衡，所以電場力與重力的方向相反,大小相等。(3)[5] 這個最大公約數(shù)等于單個電子或質(zhì)子所帶的電荷量，被稱為元電荷。 8．【答案】1500V【解析】【分析】【詳解】[1]兩電容器串聯(lián)時，兩電容器帶電量是相等的，則帶電量的最大值應(yīng)該等于第一電容器（，）的電的帶電量，即則此時第二個電容器兩端電壓為則兩個電容器串聯(lián)時耐壓值為U=600V+900V=1500V9．【答案】    ①. B    ②. 變小    ③. 變大    ④. 變小    ⑤. 靜止不動【解析】【詳解】（1）[1]．使用靜電計可測量電容器極板間的電壓變化情況，選項B正確，AC錯誤；靜電計不能用電壓表替代，因為電壓表必須有電流才能工作，而本實驗中沒有電流形成，故D錯誤；故選B．（2）[2]．圖甲中，若將A板向右平移，則兩板間距d減小，由 可知，電容C變大，由于Q一定，由Q=CU可知，U減小，即靜電計指針張角將變小；[3]．將A板豎直向下平移，則兩板相對面積S減小，由 可知，電容C變小，由于Q一定，由Q=CU可知，U變大，則靜電計指針張角將變大；[4]．在A．B板間插入電介質(zhì)，由 可知，電容C變大，由于Q一定，由Q=CU可知，U減小，則靜電計指針張角將變?。?/span>（3）[5]．將電容器A板向上平移一小段距離，則兩板間距d減小，根據(jù)． 以及 可得 ，由于電容器帶電量Q一定，則兩板間場強(qiáng)E不變，則液滴將靜止不動． 10．【答案】1    A    或    ②    電容器釋放的總電量不變，平均電流變大，放電時間變短    【解析】(1)[1]為使電源向電容器充電，電容器應(yīng)與電源連接，故應(yīng)將開關(guān)S與 “1”端相連；(2)[2]充電過程中電容器C兩端電壓逐漸增大，充電電流I隨時間t應(yīng)逐漸較小至零，故電流I隨時間t的圖像可能是圖乙中的 A，故A正確。故選A。(3)[3]根據(jù)圖象的含義，因I？t圖線與t軸所圍成的面積表示電容器放出的電荷量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個格子的電量為I0t0，由大于半格算一個，小于半格舍去，因此圖象所包含的格子個數(shù)為8個或7個，所以釋放的電荷量是或(4)[4][5]應(yīng)該是②，理由是：電容器釋放的總電量不變，平均電流變大，放電時間變短。11．【答案】B    A    【解析】(1)［1］靜電計的作用是測定電容器兩極之間的電勢差，故B正確，ACD錯誤。故選B。(2)［2］A．手水平向左移動時，板間距離增大時，根據(jù)電容的決定式可知電容減小，故A正確； B．手豎直向上移動時，說明兩板正對面積減小， 根據(jù)電容的決定式可知電容減小，故B錯誤；C．向兩板間插入陶瓷片時，說明電介質(zhì)常量增大， 根據(jù)電容的決定式可知電容增大，故C錯誤。故選A。12．【答案】減小    不變    【解析】[1]由電容的定義式可知，電荷量Q一定的情況下，電勢差U增大，則電容C減??；[2]由電容的定義式和決定式可得整理得即電場強(qiáng)度不變。13．【答案】  (1). 減小    (2). 減小    (3). 左偏 【解析】[1][2][3]當(dāng)待測壓力減小時，兩板間距d變大，根據(jù) 可知，電容器的電容將減小，根據(jù)Q=CU可知，電容器的電荷量將減小，電容器放電，電流從正極流出電流計，則靈敏電流表的指針向左偏。 14．【答案】    ①. C    ②. 變大    ③. 變大【解析】【分析】【詳解】（1）[1]根據(jù)實驗可知，電容器兩極板的電量不變，故C正確；ABD錯誤。故選C。（2）[2]將A板向左平移時，板間距離增大，電容減小，而電容器所帶電量不變，由分析可知，U增大，則靜電計指針張角變大。[3]將A板向上平移時，兩板正對面積減小，電容減小，而電容器所帶電量不變，由分析可知，U增大，則靜電計指針張角變大。15．【答案】【解析】【來源】青海省西寧市北外西寧新華聯(lián)國際學(xué)校2020-2021學(xué)年高二（上）第1次月考物理試題 平行板電容器的電容的決定式為16．【答案】3.36×10-3C （3.20×10-3~3.52×10-3）    3.36×10-4F （3.20×10-4~3.52×10-4）    【解析】(1)[1] 根據(jù)圖象的含義，因Q=It，所以圖線與兩坐標(biāo)軸包圍面積代表電量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個格子的電量為0.08×10-3C，由大于半格算一個，小于半格舍去，所以釋放的電荷量是：Q=0.08×10-3C×42=3.36×10-3C(2)[2] 根據(jù)電容器的電容可得17．【答案】    (1). 1    (2). 【解析】【詳解】試題分析：電容C=＝2×10？2μF．當(dāng)電量減小一半，電容不變，則電勢差U′＝＝1V．電勢差變?yōu)樵瓉淼囊话耄鶕?jù)E=知，電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?/span>．考點：電容器的動態(tài)分析 18．【答案】        【解析】[1]點電荷從A點由靜止釋放，則在電場力作用下將做勻變速直線運動，則從A到C由動能定理解得[2]由題意可知，場強(qiáng)方向沿AC方向，則過圓心做AC的平行線，則交圓周與D點，從A點到D點電勢差最大，電勢能變化最大，則