滬科版 (2019)必修 第三冊(cè)2.4 電容器 電容同步測(cè)試題

這是一份滬科版 (2019)必修 第三冊(cè)2.4 電容器 電容同步測(cè)試題，共14頁。試卷主要包含了實(shí)驗(yàn)，目前智能手機(jī)普遍采用了電容屏等內(nèi)容，歡迎下載使用。
【名師】第4節(jié)電容器電容-2練習(xí)一.填空題1．一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地．兩板間有一個(gè)正電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器兩板間的電壓，EP表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板向下移到圖示的虛線位置，則E___________（填“變大”．“變小”或“不變”），EP__________（填“變大”．“變小”或“不變”），U___________（填“變大”．“變小”或“不變”）。2．在國(guó)際單位制中，電容的單位是___________，1μF=___________F，1pF=___________F3．如圖所示為電容式位移傳感器的示意圖，物體沿左右方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容將發(fā)生變化。如果實(shí)驗(yàn)測(cè)量出電容器的電容變大，那么被測(cè)物體向______運(yùn)動(dòng)（填寫“左”或“右”）;如果把圖中的電介質(zhì)板換成介電常數(shù)更大的材料，當(dāng)物體沿左右方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的靈敏度___________。（填寫“變大” “不變”或“變小”,靈敏度定義為電容器電容變化量的大小與物體位置坐標(biāo)化量大小之比。） 4．平行板電容器的電容由______．______．______等自身構(gòu)造決定。5．如圖所示的實(shí)驗(yàn)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(jì)外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷開。(1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)中使用靜電計(jì)的說法正確的是______；A．靜電計(jì)可以用電壓表替代B．靜電計(jì)不可以用電壓表替代C．使用靜電計(jì)的目的是觀察電容器電壓的變化情況D．使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電量的變化情況(2)下列做法可使靜電計(jì)張角變小的有______；A．將左極板緩慢左移B．將左極板緩慢上移C．在兩極板間插入云母板（介電常數(shù)大于1）D．在兩極板間插入較厚的金屬板(3)三位同學(xué)應(yīng)用他們實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論分析某核電站所使用的冷卻系統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的原理。如圖是一種通過檢測(cè)電容器電容的變化來檢測(cè)液面高低的儀器原理圖。如果指示器顯示出電容增大了，則必為液面______（選填“升高”．“降低”．“不變”）。6．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。當(dāng)手持絕緣柄將A板向右平移時(shí)，靜電計(jì)指針張角將_______；將A板向上平移時(shí)，靜電計(jì)指針張角將_______（選填“變大”．“變小”或“不變”）7．實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充．放電現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。(1)充電過程：把開關(guān)S接_____，電源給電容器充電，充電電流逐漸_____，電壓表示數(shù)逐漸_____，直至充電完畢。(2)放電過程：把開關(guān)S接_____，電容器對(duì)電阻放電。放電電流由電容器的正極板經(jīng)過流向電容器的負(fù)極板。電容器兩極板所帶電荷量減小，電勢(shì)差_____，放電電流_____，直至放電完畢。8．如圖所示，是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖。其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q，從而求出其電容C。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：(1)按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路；(2)接通電鍵S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度。記下這時(shí)的電壓表讀數(shù)U0=6.2V和微安表讀數(shù)I0=490μA；(3)斷開電鍵S并同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)i，將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中；(4)根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標(biāo)，i為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)（圖中用“×”表示）。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖象，可以估算出當(dāng)電容器兩端電壓為U0時(shí)該電容器所帶的電荷量Q0約為_____C，從而算出該電容器的電容約為_____ F。9．目前智能手機(jī)普遍采用了電容屏。電容觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的，它是一塊四層復(fù)合玻璃屏。玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作為工作面。當(dāng)手指觸摸電容觸摸屏?xí)r，手指和屏的夾層工作面形成一個(gè)電容器，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào)，電流通過電容器分別從屏的四個(gè)角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。（1）使用絕緣筆，在電容屏上___________進(jìn)行觸控操作（選填“能”或“不能”）（2）手指壓力變大，電容器電容變___________（選填“大”或“小”） 10．如圖所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U，電容器已帶電，若增大兩極板間的距離，指針張角_____（填“增大”．“減小”或“不變”），A．B兩板間的場(chǎng)強(qiáng)大小_____（填“增大”“減小”或“不變”）。11．如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)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(jì)外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷開。(1)影響平行板電容器電容的因素有_____，在實(shí)驗(yàn)室中完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法是_____。A．兩極板的正對(duì)面積B．兩板間距離C．電介質(zhì)的介電常數(shù)D．極板的材料G．假設(shè)法E．比值法H．微小量放大法F．控制變量法(2)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)中使用靜電計(jì)的說法正確的是有___________。A．使用靜電計(jì)的目的是觀察電容器電壓的變化情況B．使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電量的變化情況C．靜電計(jì)可以用電壓表替代D．靜電計(jì)可以用電流表替代(3)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(jì)，開始時(shí)開關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度；若保持開關(guān)S閉合，將A．B兩極板間距變大些，指針張開角度將____________；若斷開開關(guān)S后，將A．B兩極板靠近些，指針張開角度將____________。若斷開開關(guān)S后，將A．B兩極板正對(duì)面積變小些，指針張開角度將____________（以上均選填“變大”．“變小”或“不變”）。12．如圖所示，平行板電容器電容為C：帶電量為Q，板間距離為d，今在兩板正中央d／2處放一電荷q，則它受到的電場(chǎng)力大小為_________。13．一平行板電容器充電后與電源斷開，現(xiàn)將兩平行板間距d減小，則其電荷量Q將________，兩板電壓U將________，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E將________。（選填變大．變小或不變）14．靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來定性顯示其相互絕緣的金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小。如圖所示，A．B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)，B固定，A可移動(dòng)，開始時(shí)開關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度。斷開S后，將A向左移動(dòng)少許，靜電計(jì)指針張開的角度________(填“增大”“減小”（不變）)，保持S閉合，將變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)，靜電計(jì)指針張開的角度________(填“增大”“減小”（不變）)15．如圖所示，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)?，F(xiàn)將兩極板的間距變大，則電荷將向____________（填上或者下）加速運(yùn)動(dòng)，電流表中將有從____________（填“a到b”或“b到a”）的電流。 16．小楊為了定性探究平行板電容器的電容與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。將平行板電容器充電后與電源斷開，然后A極板與靜電計(jì)的金屬球相連，B極板和靜電計(jì)金屬殼都接地；A極板通過絕緣柄固定在鐵架臺(tái)上，人手通過絕緣柄控制B極板的移動(dòng)。請(qǐng)回答下列各題：（請(qǐng)將答案填涂在相應(yīng)位置）(1).在該實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)的作用是（______）A．測(cè)定該電容器的電荷量       B．測(cè)定該電容器兩極的電勢(shì)差C．測(cè)定該電容器的電容         D．測(cè)定A．B兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度(2).在以下各步驟的操作時(shí)，敘述的現(xiàn)象符合事實(shí)的是（______）A．甲圖中的手水平向左移動(dòng)時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變大B．甲圖中的手水平向左移動(dòng)時(shí)，靜電計(jì)指針的張角不變C．乙圖中的手豎直向上移動(dòng)時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變小D．丙圖中的手不動(dòng)，而向兩板間插入陶瓷片時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變大(3).進(jìn)行以上甲步驟的操作時(shí)，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況是（______）A．變大        B．變小        C．不變        D．無法判斷17．如圖1所示連接電路，電源提供的電壓恒為6V，先使開關(guān)S與1端相連，電源對(duì)電容器充電，這個(gè)過程可以瞬間完成，然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，電流傳感器將測(cè)得的電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的圖線如圖2所示，已知據(jù)此圖可估算電容器釋放的電荷量，并進(jìn)而估算電容器的電容約為____________F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。18．如圖所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn)。給電容器充電后與電源斷開，即保持電量不變，則 (填“變小”．“變大”或“不變”)(1)甲圖將B板上移，靜電計(jì)指針偏角_______，電容器的電容________；(2)乙圖將B板左移，靜電計(jì)指針偏角_______，電容器的電容________；
參考答案與試題解析1．【答案】不變    不變    減小    【解析】【來源】安徽省滁州市明光縣明光中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）第一次月考物理試題 【分析】【詳解】[1][2][3]平行板電容器充電后與電源斷開所帶電量不變，當(dāng)極板距離減小時(shí)，根據(jù)電容決定式知，d減小，則電容C增大；根據(jù)知，U減小。電場(chǎng)強(qiáng)度知電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以P與負(fù)極板間的電勢(shì)差不變，則P點(diǎn)的電勢(shì)不變，電勢(shì)能不變。2．【答案】F            【解析】【來源】廣西靖西市第二中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）10月物理試題 ［1］［2］［3］在國(guó)際單位制中，電容的單位是F，，。3．【答案】    (1). 左    (2). 變大【解析】根據(jù)電容的決定式，若電容器的電容變大，一定是插入的電介質(zhì)多了，所以被測(cè)物體向左移動(dòng)．如果把圖中的電介質(zhì)板換成介電常數(shù)更大的材料，當(dāng)物體沿左右方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，移動(dòng)相同距離時(shí)，電容器的變化量變大，即傳感器的靈敏度變大．點(diǎn)睛：此題關(guān)鍵是判斷電容減小是由于什么因素引起的；關(guān)于電容的動(dòng)態(tài)分析問題，電容的決定式和定義式的聯(lián)合應(yīng)用通常是解決此類題目的常用方法. 4．【答案】正對(duì)面積    板間距    兩板間的介電常數(shù)    【解析】【來源】吉林省白城市大安市第六中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）期中物理試題 [1][2][3]平行板電容器的電容的電容由正對(duì)面積．板間距．兩板間的介電常數(shù)等自身構(gòu)造決定，且滿足當(dāng)這些量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)影響平行板電容器的電容的大小。5．【答案】BC    CD    升高    【解析】【來源】重慶市渝中區(qū)巴蜀中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）10月物理試題 【分析】【詳解】（1）[1] AB．靜電計(jì)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(shí)，指針才偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤B正確；CD．靜電計(jì)可測(cè)量電勢(shì)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，D錯(cuò)誤C正確。故選BC。（2）[2]A．將左極板緩慢左移，兩板間距離增大，根據(jù)電容減小，根據(jù)電荷量不變，則電勢(shì)差增大，指針偏角變大， A錯(cuò)誤；B．將左極板緩慢上移，正對(duì)面積S減小，根據(jù)則電容減小，根據(jù)電荷量不變，則電勢(shì)差增大，指針偏角變大，B錯(cuò)誤；C．在兩極板間插入云母板（介電常數(shù)大于1），根據(jù)電容增大，根據(jù)則電勢(shì)差減小，指針偏角變小，C正確；D．在兩極板間插入較厚的金屬板，相當(dāng)于距離減小，根據(jù)電容增大，根據(jù)則電勢(shì)差減小，指針偏角變小，D正確。故選CD。（3）[3] 改變兩電極正對(duì)面積時(shí)，根據(jù)電容器的決定式可知，電容增大，說明液面升高。6．【答案】變小    變大    【解析】【來源】甘肅省蘭州市第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高二9月月考物理試題 【詳解】[1]將A板向右平移時(shí)，板間距離減小，由知電容增大，而電容器所帶電量不變，由分析可知，U減小，則靜電計(jì)指針張角變小.[2]將A板向上平移時(shí)，兩板正對(duì)面積減小，由電容減小，而電容器所帶電量不變，由分析可知，U增大，則靜電計(jì)指針張角變大.7．【答案】1    減小    增大    2    減小    減小    【解析】【來源】山東省德州市2019-2020學(xué)年高一（下）期末考試物理試題 (1)[1][2][3]充電過程：把開關(guān)S接1，電源給電容器充電，充電電流逐漸減小，電壓表示數(shù)逐漸增大，直至充電完畢。(2)[4][5][6]放電過程：把開關(guān)S接2，電容器對(duì)電阻放電。放電電流由電容器的正極板經(jīng)過流向電容器的負(fù)極板。電容器兩極板所帶電荷量減小，電勢(shì)差減小，放電電流減小，直至放電完畢。8．【答案】8×10-3    1.3×10-3    【解析】【來源】2019屆陜西省西安市高新一中高三（下）第四次模考物理試題 [1][2]根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)所描出的點(diǎn)，用平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來，作出圖象，圖象如圖所示．由△Q=I？△t知，電荷量為I-t圖象與坐標(biāo)軸所包圍的面積：則面積為電容器在開始放電時(shí)時(shí)所帶的電荷量，即電容器兩端電壓為U0時(shí)所帶電量為Q；由圖示圖象可知，“面積”格數(shù)約32～33格．電容器電容為U0時(shí)，電荷量Q=8.00×10-3C（8.00×10-3C～8.25×10-3C均正確），電容器的電容9．【答案】不能    大    【解析】(1)[1] 據(jù)題意知，絕緣筆與工作面不能形成一個(gè)電容器，所以不能在電容屏上進(jìn)行觸控操作。(2)[2] 手指壓力變大時(shí)，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，由公式可知，電容將變大。 10．【答案】    (1). 增大    (2). 不變【解析】【分析】已充電的平行板電容器電量不變；靜電計(jì)測(cè)量電勢(shì)差的大小，電容器板間的電勢(shì)差越大；根據(jù)電容器電容的決定分析電容的變化，由電容的決定式分析板間電勢(shì)差的變化；根據(jù)U=Q/C判斷電勢(shì)差的變化，根據(jù)E=U/d判斷兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化。【詳解】增大兩極板之間的距離，由電容的決定式可知，電容減小，電容器的電量不變，由分析可知，則極板電壓U增大，那么指針張角增大；根據(jù)，因此兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)與極板間距無關(guān)，即電場(chǎng)強(qiáng)度不變。【點(diǎn)睛】本題要抓住電容器的電量不變，由電容的決定式和定義式結(jié)合分析電容器動(dòng)態(tài)變化問題，再根據(jù)E=U/d 判斷兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化。11．【答案】ABC    F    A    不變    變小    變大    【解析】【來源】河北省邯鄲市大名縣第一中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）10月物理試題 (1)[1]根據(jù)可知影響平行板電容器的電容的因素有：兩極板的正對(duì)面積．兩極板間的距離．電介質(zhì)的介電常數(shù)，故選ABC；[2]由于影響電容器的電容的因素有三個(gè)，完成實(shí)驗(yàn)探究需要用到的方法是控制變量法，故選F；(2)[3] 電容器帶電后與電源斷開，因此本實(shí)驗(yàn)電量不變，則靜電計(jì)是為了觀察電壓的變化，從而由確定出電容的變化，由于電路中沒有電流，不能用電流表或者電壓表代替靜電計(jì)，故選A；(3)[4]若保持開關(guān)S閉合，兩板間的電壓不變，則指針張開角度不變；[5]若斷開開關(guān)S后，電量Q不變，將A．B兩極板正對(duì)面積變小些，根據(jù)可知電容增大，由可知，減小，則指針張開角度變??；[6] 若斷開開關(guān)S后，電量Q不變，將A．B兩極板正對(duì)面積變小些，根據(jù)可知電容減小，由可知，增大，則指針張開角度變大。12．【答案】 【解析】【分析】根據(jù)電容器的定義式C＝Q/U，求出電容器兩端間的電勢(shì)差，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度公式E＝U/d 得出電場(chǎng)強(qiáng)度，從而得出電場(chǎng)力．【詳解】電勢(shì)差，則電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)力F=qE=．13．【答案】不變    變小    不變    【解析】【來源】安徽省蚌埠市田家炳中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）10月物理試題 [1]平行板電容器充電后與電源斷開，電量Q保持不變[2]將兩極板間距離減小，由電容的決定式分析得知，電容C變大，由，知Q不變，C變大，則U變小[3]由公式．和得故E不變14．【答案】增大    不變    【解析】【來源】重慶市萬州第二中學(xué)2019-2020學(xué)年高二上學(xué)期10月月考物理試題 【詳解】[1]斷開S后，電容器帶電量不變，將A向左移動(dòng)少許，則d增大，根據(jù)C＝知，電容減小，根據(jù)U＝知，電勢(shì)差增大，指針張角增大。[2]保持S閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，變阻器僅僅充當(dāng)導(dǎo)線功能，滑動(dòng)觸頭移動(dòng)不會(huì)影響指針張角，所以張角不變。15．【答案】下    b到a    【解析】【來源】陜西省西安市西安中學(xué)2019-2020學(xué)年高二（上）期中物理試題 [1]將兩極板的間距變大，而電容器的電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，電荷q所受的電場(chǎng)力F=Eq減小，電荷將向下加速運(yùn)動(dòng)。[2]根據(jù)電容的決定式可知電容減小，電容器的電壓U不變，由電容的定義式析得知，電容器的電量減小，電容器放電，而電容器上極板帶正電，則電流表中將有從b到a的電流。16．【答案】B    A    C    【解析】【來源】甘肅省天水市天水一中2020-2021學(xué)年高二（上）第一學(xué)段考試物理試題 （1）[1]靜電計(jì)顯示的是其金屬球和外殼間的電勢(shì)差的大小，即電容器兩極板間的電勢(shì)差，故B正確。（2）[2]AB．甲圖中的手水平向左移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于電容器兩極板間的距離d增大，由，可推得此過程中兩板間的電勢(shì)差增大，即靜電計(jì)的指針偏角變大，故A正確B錯(cuò)誤；C．乙圖中的手豎直向上移動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于兩極板的正對(duì)面積S變小，由上式可推得，此過程中兩板間電勢(shì)差增大，即靜電計(jì)的指針偏角變大，故C錯(cuò)誤；D．丙圖中的手不動(dòng)，而向兩板間插入陶瓷片時(shí)，相當(dāng)于電容器極板間的介電常數(shù)增大，由上式可推得，此過程中兩板間的電勢(shì)差減小，即靜電計(jì)的指針偏角變小，故D錯(cuò)誤。（3）[3]由，，聯(lián)立可解得即電場(chǎng)強(qiáng)度E與兩板間距離d無關(guān)，故C正確。17．【答案】5.5×10－4或5.6×10－4【解析】【來源】黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2020-2021學(xué)年高二（上）10月物理試題 【分析】【詳解】根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個(gè)格子的電量為0.08×10-3C，由大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，因此圖象所包含的格子個(gè)數(shù)為41，所以釋放的電荷量是Q=0.08×10-3C×41=3.28×10-3C根據(jù)電容器的電容18．【答案】變大    變小    變大    變小    【解析】【來源】黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)2019-2020學(xué)年高二上學(xué)期第一次月考物理試題 【詳解】(1)[1][2]甲圖將B板上移，即兩極板正對(duì)面積減小，根據(jù)電容的決定式，電容C變小，而電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析得到，板間電勢(shì)差U變大，即靜電計(jì)指針偏角變大；(2)[3][4] 乙圖將B板左移，即板間距離d增大，根據(jù)電容的決定式電容C變小，而電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析得到，板間電勢(shì)差U變大，即靜電計(jì)指針偏角變大；