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电容器的电容同步练习
一、单选题
电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是()
1.
A. 电容器的电容与它所带的电荷量成正比
B. 电容器的电容与它两极板间的电压成正比
C. 在相同电压作用下,带电荷量多的电容器的电容比较大
D. 电容的常用单位有μF和pF,1μF=103pF
如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个
2. 灵敏的静电计相接.将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,
电容器所带的电荷量Q、电容C、两极间的电压U,电容器两极板间的
场强E的变化情况是()
A. Q变小,C不变,U不变,E变小
B. Q变小,C变小,U不变,E不变
C. Q几乎不变,C变小,U变大,E不变
D. Q几乎不变,C变小,U变大,E变小
用比值定义物理量是物理学中一种常见的方法,下面物理量是用比值法定义的且定义式正确的
3. 是()
A. 电容C=Q/U B. 电容C=ε S/4πkd
r
C. 电场强度E=kQ/r2 D. 电场强度E=U/d
如图所示电路中,P、Q为两平行金属板间的两点,上板接地。在P和Q分别固定一个正电荷
4. 和负电荷,闭合开关K后,把上板向上平移一段距离,下列判断正确的是
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hiknow_007A. 正电荷的电势能大于负电荷的电势能
B. 负电荷的电势能减少
C. P点电势升高
D. P、Q两点的电势差减小
如图,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
5. 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,所带电荷量绝对值为q。静电力常量为k,下列说法正确的是()
A. 油滴带正电
4kQq
B. 油滴受到的电场力大小为
d2
C. 若仅将上极板平移到图中虚线位置,则静电计指针张角减小
D. 若仅将上极板平移到图中虚线位置,则油滴将加速向上运动
21世纪智能机器人将进入家庭,各种各样的传感器是智能机器人的核心部分,传感器是一种
6. 将感受到的物理量(如光、热、力、声等)转化成便于测量的量(一般是电学量)的转化装置.如
图所示是一种测量压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产
生压力发生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计、直流电源串联接成闭合电路,那
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hiknow_007么()
①当F向上压膜片电极时,电容将减小
②当F向上压膜片电极时,电容将增大
③若电流计有示数,则压力F发生变化
④若电流计有示数,则压力F不发生变化
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
7. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,
下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状
态,现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则()
A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低
C. 极板间的场强不变 D. 极板带电量将增加
8. 如图所示,平行板电容器的两极板接于电池两极,一带电小球悬
挂在电容器内部,闭合电键k,电容器充电,这时悬线偏离竖直
方向的夹角为θ.则下述说法正确的是()
A. 电键k断开,A板向B板靠近,则θ增大
B. 电键k断开,A板向上移动,则θ增大
C. 保持电键k闭合,A板向B板靠近,则θ变小
D. 保持电键k闭合,A板向上移动,则θ变小
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hiknow_0079. 如图所示是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素有关的实
验装置。将充好电的平行板电容器与电源断开并将左金属板接
地,另一板与外壳接地的静电计相连。若两板间距为d,其电
容为C,指针偏角为θ,则以下对该实验现象以及解释判断正确的是()
A. 增大d,θ增大,说明C随d的增大而减小
B. 增大d,θ减小,说明C随d的增大而增大
C. 增大S,θ增大,说明C随S的增大而增大
D. 增大S,θ减小,说明C随S的增大而减小
二、多选题
10. 如图所示,平行板电容器和恒定直流电源相连,箭头表示电流方向.下列
说法正确的有()
A. 电容器正在充电 B. 电容器正在放电
C. 电容器两板间距离一定正在变大 D. 电容器两板间距离可能正在变小
11. 如图所示,平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度。若不改变电容器的带电量,下
列操作可能使静电计指针的偏转角度变小的是( )
A. 将左极板向左移动少许,同时在两极板之间插入电介质
B. 将左极板向左移动少许,同时取出两极板之间的金属板
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hiknow_007C. 将左极板向左移动少许,同时在两极板之间插入金属板
D. 将左极板向下移动少许,同时取出两极板之间的电介质
12. 如图所示,两平行金属板水平放置,开始开关S合上使平行板电容
器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个不计重力的带电
粒子恰能以水平向右的速度沿直线通过两板.在以下方法中,能使
带电粒子仍沿水平直线通过两板的是()
A. 将两板的距离增大一倍,同时将磁感应强度增大一倍
B. 将两板的距离减小一半,同时将磁感应强度增大一倍
C. 将开关S断开,两板间的正对面积减小一半,同时将板间磁场的磁感应强度减小一半
D. 将开关S断开,两板间的正对面积减小一半,同时将板间磁场的磁感应强度增大一倍
三、计算题
13. 如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U=60V的恒压电源上,两极板间
距为d=3cm,电容器带电荷量为Q=6×10−8C,A极板接地.求:
(1)平行板电容器的电容C;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度E;
(3)证明:一个极板间为空气(真空)的平行板电容器,两极板之间的电场强度只与极板所带的
电荷量及极板面积有关,与两极板的距离无关.
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hiknow_00714. 一带电平行板电容器的两端电压U =20V,当两极板间的电压增加到U =35V时,电容器所
0 1
带的电荷量增加了△Q=9×10−11C,求:
(1)平行板电容器的电容C.
(2)两极板原来所带的电荷量Q.
15. 如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒压电源上,两极板间距为
3cm,电容器带电荷量为6×10−8C,A极板接地.求:
(1)平行板电容器的电容;
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hiknow_007(2)平行板电容器两板之间的电场强度;
(3)距B板2cm的M点处的电势.
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hiknow_007答案
1.C
AB.电容器的电容由电容器本身决定,与所带电荷量和板间的电压无关,故AB错误;
Q
C.根据公式C= ,在相同电压作用下,带电量多的电容器的电容比较大,C正确;
U
D.电容的常用单位有μF和pF ,1F=106μF=1012pF,故D错误;
故选C。
2.C
平行板电容器与静电计并联,电容器所带电量不变。增大电容器两极板间的距离d时,由电容的决
ɛS Q
定式C= 知,电容C变小;Q不变,则根据电容的定义式C= 知,电容C变小,Q不变,
4πkd U
U 4πkQ
则U变大;根据E= = ,电场强度不变,故C正确,ABD错误。
d εS
故选C。
3.A
A .电容是指电容器两极板上所带电荷量Q与两极板的电势差U的比值,故A正确;
B .B选项是指平行板电容器电容的决定式,故B错误;
C .电场强度是指试探电荷所受的电场力F与试探电荷所带的电荷量q的比值,而该选项是真空中
的点电荷对空间某点电场强度的决定式,故C错误;
D .D选项是匀强电场中电场强度与电势差的关系,不是电场强度的定义式,故D错误。
故选A。
4.D
A.由于两板间电势均小于0,由E =qΦ,可知正电荷的电势能小于负电荷的电势能,故A错误;
P
BC. 当把上板向上平移一段距离后,上板和P、Q点的电势差均增大,故P、Q点电势均降低,则
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hiknow_007负电荷的电势能增大,故BC错误;
U
D.由E= 可知板间电场强度减小,则P、Q间电势差减小,故D正确。
d
故选D。
5.C
A.根据受力平衡可知,油滴所受电场力方向向上,与电场强度方向相反,故油滴带负电,故A错误;
U Q εs
B.根据E= ①,C= ②,C= ③,F=Eq④联立得出 ,故B错误;
d U 4πkd
C.根据②③联立得出: ,故若仅将上极板平移到图中虚线位置,则电势差变小,静电
计指针张角减小,故C正确;
D.根据 可知,电场力大小和板间距离无关,故若仅将上极板平移到图中虚线位置,则
油滴将不动,故D错误。
故选C。
6.B
ɛS
①②.当F向上压膜片电极时,板间距离减小,由电容的决定式C= 得到,电容器的电容将
4πkd
增大,故①错误,②正确;
③④当F变化时,d变化,电容变化,而板间电压不变,由Q=CU,故带电荷量Q变化,电容器将
发生充、放电现象,电流计中有电流,故④错误,③正确;
故选B。
7.B
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hiknow_007U
AC.将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,由于电容器两板间电压不变,根据E=
d
得知板间场强减小,油滴所受的电场力减小,则油滴将向下运动.故AC错误.
B.场强E减小,而P点与下极板间的距离不变,则由公式U=Ed分析可知,P点与下极板间电势差
将减小,而P点的电势高于下极板的电势,则知P点的电势将降低.故B正确.
D.根据Q=UC,由于电势差不变,电容器的电容减小,故带电量减小,故D错误;
故选B。
8.B
ɛS Q U 4πkQ
A.若断开K,电容器带电量保持不变,由C= 和C= 以及E= 可得:E= ,由于
4πkd U d ϵS
Q、S不变,A板向B板靠近,虽然d变小,但电场强度不变,故电场力不变,则θ不变,故A错误;
4πkQ
B.若断开K,由E= 得,Q不变,A板向上移动,S变小,E变大,则θ变大,故B正确;
ϵS
U
C.若保持K闭合,则电容器两极板之间的电压保持不变,因此根据E= 可知, 当将A板向B板靠
d
近时,d变小,电场强度增大,则电场力增大,θ将增大,故C错误;
U
D.若保持K闭合,则电容器两极板之间的电压保持不变,因此根据E= 可知,A板向上移动,d
d
不变,电场强度不变,则电场力不变,θ将不变,故D错误。
故选B。
9.A
AB.增大d,θ增大,说明电容器板间电势差U增大,电容器所带电量Q不变,由电容的定义式
Q
C= 分析得知,电容C减小,说明C随d的增大而减小,故A正确,B错误;
U
CD.增大S,θ减小,说明电容器板间电势差U减小,电容器所带电量Q不变,由电容的定义式
Q
C= 分析得知,电容C增大,说明C随S的增大而增大,故CD错误。
U
故选A。
10.AD
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hiknow_007AB.由图可知,电流流向正极板,说明电容器正在充电,故A正确,B错误;
CD.因电容与电源相连,故电势差不变;电容器充电说明电容器上的电量在增加,由Q=UC可知,
εS
电容C变大了。根据电容的决定式C= 可知,电容由正对面积、极板间距离及极板间介电常
4πkd
数共同决定,故C错误,D正确。
故选AD。
11.AC
A.将左极板向左移动少许,则板间距d增大,同时在两极板之间插入电介质则介电常数增大,则C
Q
可能变大,根据U= 可知,Q不变,则U可能减小,则静电计的指针的偏转角度变小,故A正确;
C
ɛS
B.将左极板向左移动少许,同时取出两极板之间的金属板,则d增大,根据C= 可知C变小,
4πkd
Q
根据U= 可知,Q不变,则U增大,静电计指针的偏转角度变大,故B错误;
C
C.将左极板向左移动少许,同时在两极板之间插入金属板,则d可能增大,也可能减小,还可能不
Q
变,根据U= 可知,U可能减小,静电计指针的偏转角度变小,故C正确;
C
D..将左极板向下移动少许,则S减小,同时取出两极板之间的电介质,介电常数减小,故C一定
Q
减小,根据U= 可知U一定增大,故静电计指针的偏转角度一定变大,故D错误。
C
故选AC。
12.BD
U
A.电容器处于通电状态,把两板间距离增大一倍,由E= 可知,电场强度变为原来的一半,根据
d
Eq=qvB可知,要使粒子匀速通过,同时将磁感应强度减小一倍,故A错误;
U
B.电容器处于通电状态,把两板间距离减小一倍,由E= 可知,则电场强度增加一倍,根据
d
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hiknow_007Eq=qvB可知,要使粒子匀速通过,磁场应该增大一倍,故B正确;
Q
CD.如果把开关S断开,根据 U C 4kπQ,因两极间的电量不变,当两板间的正对面积减
E= = =
d d ɛS
小一半,则两极板之间的电场强度增强一倍,因此根据Eq=qvB可知,要使粒子匀速通过,磁场强
度增大一倍,故C错误,D正确。
故选BD。
Q 6×10−8
13.解:(1)依电容定义有C= = F=1×10−9F
U 60
U 60
(2)两板之间为匀强电场E= = =2×103V /m
d 3×10−2
方向竖直向下;
Q
(3)因为U=
C
ɛS 4πKdQ U 4πKQ
且C= ,所以U= ,那么E= =
4πKd ɛS d ɛS
,所以两极板间的电场强度只与极板所带的电荷量及极板面积有关,与两板间的距离无关。
Q
14.解:(1)由C= 得:
U
△Q
C=
△U
由题意可知,平行板电容器两极板间的电压增量为:△U=U −U
1 0
△Q=9×10−11C
联立解得:C=6×10−12F
Q
(2)由题可知:C=
U
0
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hiknow_007解得:Q=1.2×10−10C
Q 6×10−8
15.解:(1)依电容定义有C= = F=1×10−9 F.
U 60
U 60
(2)两板之间为匀强电场E= = V /m=2×103 V /m方向竖直向下.
d 3×10−2
(3)M点距A板间距离为d =d−d =1 cm
AM BM
A与M间电势差U =Ed =20 V
AM AM
又U =φ −φ ,φ =0可得φ =−20 V.
AM A M A M
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hiknow_007