学业分层测评第1章第7节了解电容器第8节静电与新技术

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高中物理第一章电场第七八节了解电容器静电与新技术教学案粤教版选修3_1

第七、八节了解电容器__静电与新技术1.电容的定义式为C＝QU，电容的大小仅取决于电容器本身，与Q和U无关。

2．平行板电容器的电容决定式为C＝εr S4πkd，即C由εr、S、d共同来决定。

3．静电在技术上有许多应用，比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等。

4．防止静电危害的基本原则是：控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免静电的积累。

一、电容器及电容器的充放电1．电容器的组成电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，电容器的导体间可以填充绝缘物质(电介质)。

常见的平行板电容器就是由两块正对而又相距很近的金属板组成的。

2．电容器的充放电过程二、电容器的电容1．定义电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值。

2．定义式C ＝Q U。

3．物理意义电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量。

4．单位在国际单位制中，电容的单位是法拉，在实际使用中还有其他单位，如微法、皮法，它们之间的换算关系是：1 F ＝106μF ＝1012pF 。

三、决定电容器的因素 1．实验探究由于平行板电容器的电容与多种因素有关，故可以采取控制变量法探究。

2．平行板电容器的电容(1)平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与两极板间的距离成反比，并跟板间插入的电介质有关。

(2)公式：C ＝εr S4πkd 。

3．电容器的两个性能指标 (1)一个是它的电容量；(2)另一个是它的耐压能力，耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压。

四、静电与新技术1．静电除尘的原理：先使空气中的尘埃带上负电，并在电场力的作用下被吸附到金属线上，当尘埃累积到一定程度时，可以在重力的作用下落入漏斗中，实现了除尘的作用。

2．静电的危害与防止静电产生危害的必要条件是积累足够多的静电荷，因此，防止静电危害的基本原则是：控制静电的产生和把产生的静电迅速移走以避免静电的积累。

常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等。

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极板间电势差为 U1，板间场强为 E1。现将电容器所带电荷量变
为 2Q，板间距变为12d，其他条件不变，这时两极板间电势差为
U2，板间场强为 E2，下列说法正确的是
()
A．U2＝U1，E2＝E1
B．U2＝2U1，E2＝4E1
定义
充电过程
放电过程
使电容器的两个极板带使电容器两极板上上_等__量__异__种__电荷的过程的电荷_中__和_的过程
过程示意图
电荷运动方向 _正__电荷向A板移动，负__ 电荷向B板移动
_正__电荷由A板向B 板移动(或_负_电荷由 B板向A板移动)
3
充电过程
放电过程
电流由负极板经导线、
方向电源到正极板
由正极板经导线到负极板
①每一极板所带电荷量的_绝__对__值___称为电容器所带
的电荷量
②电容器充电后，两极板间存在电场，从电源获得
特点
的能量储存在电场之中，称为_电__场__能__。电场具有能量是电场_物__质__性__的重要表现③小灯泡闪亮一下，说
明充放电电流短暂
④两个过程互逆，电容器的电荷量、场强、能量变
(1)电容的定义式为 C＝QU，怎样理解这三个量之间的关系？某一电
容器的QU是否变化？为什么电容的定义式又可写作 C＝ΔΔQU？提示：电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加，电荷量和电势差成正比，它们的比值是一个恒量，每一个电容器都有一个属于自己的QU常数，与所带电荷量的多少无关。这个比值反映了电容器容纳电荷的能力大小。定义式 C＝QU，Q、U 是正比关系，所以 C＝QU＝ΔΔQU。
(1)一个是它的电容量； (2)另一个是它的耐压能力，耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压。

高中物理第1章电场第7节了解电容器第8节静电与新技术学案粤教版选修3-1

第七节了解电容器第八节静电与新技术[学习目标] 1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，了解电容器的充、放电现象．(重点) 2.理解电容的定义式并能进行有关计算．(重点) 3.知道平行板电容器的决定因素，并会分析、解决平行板电容器的两类问题．(重点、难点) 4.了解静电现象，关注生活、生产中的静电现象，知道静电在技术上的应用及防止静电危害的方法．一、电容器和电容1．电容器：由两个相互靠近，彼此绝缘的导体组成，其间可以填充绝缘物质．2．电容器的充、放电(1)定义：Q 与U 的比值，公式为C ＝QU．(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量． (3)单位：1 F ＝106μ F ＝1012pF . 二、决定电容的因素 1．实验探究由于平行板电容器的电容与多种因素有关，故可以采取控制变量法探究． 2．平行板电容器的电容(1)平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与两极板间的距离成反比，并跟板间插入的电介质有关．(2)公式：C＝εr S4πkd．3．电容器的两个性能指标(1)一个是它的电容量．(2)另一个是它的耐压能力，耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压．三、静电与新技术1．静电在技术上的应用(1)静电在技术上有许多应用，比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等．(2)静电除尘结构：将高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上．原理：正、负极间有很强的电场，使气体分子电离为电子和正离子．电子附着在空气中的尘埃上向着圆筒运动而积累到金属圆筒上，尘埃积累到一定程度而落入下面的漏斗中．2．静电的防护：有些工厂的车间里空气保持适当的湿度，油罐车车尾装有一条拖在地上的铁链等．1．正误判断(1)电容器是储存电荷和电场能的元件．(√)(2)电容器的电容与电量成正比，与电压成反比．(×)(3)研究电容器电容的实验，采用的是控制变量法．(√)(4)家用电器接地线是防静电．(×)(5)静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附到异性电极上．(√) 2．下列属于静电应用的是( )A．油罐车后面装一条拖地的铁链B．汽修作业中的静电喷漆C．飞机轮上装搭地线D．印刷车间中保持适当的湿度B[油罐车在运输过程中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走，这是防止静电危害，故A错误；汽修作业中的静电喷漆是利用静电，故B正确；飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以着落时通过飞机轮上装搭地线，将静电导走，这是防止静电，故C错误；印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时导走静电，也是防止静电，故D错误；故选B.]3．(多选)对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间的相应关系的图象正确的是( )BC[对于一个给定的电容器，电容是确定的，不会随电荷量、电压的改变而改变；由电容的定义式可以知道，电荷量跟电容器两端的电压成正比，因而是过坐标原点的一条直线．]值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．2．电容由电容器本身的构造决定，与Q 、U 无关．由公式C ＝εr S4πkd 知，影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr 、电容器两极板的正对面积S 和两极板间的距离d .3．C ＝Q U 与C ＝εr S4πkd的比较C ＝Q U 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q ∝U 但C ＝QU不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；C ＝εr S 4πkd 是电容器电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d，反映了影响电容大小的因素．【例1】一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q 1＝3×10－5 C 增加到Q 2＝3.6×10－5C 时，两板间的电势差从U 1＝10 V 增加到U 2＝12 V ，这个电容器的电容多大？如要使两极板电势差从U 1＝10 V 降为U 2′＝6 V ，则每板需减少多少电荷量？[解析] 电荷量的增加量和电势差的增加量分别为ΔQ ＝Q 2－Q 1＝3.6×10－5 C －3×10－5 C ＝6×10－6 C ， ΔU ＝U 2－U 1＝12 V －10 V ＝2 V.根据电容的定义，它等于每增加1 V 电势差所需增加的电荷量，即C ＝ΔQ ΔU ＝6×10－62F＝3×10－6F ＝3 μF要求两极板间电势差降为6 V ，则每板应减少的电荷量为ΔQ ′＝CΔU ′＝3×10－6×(10－6) C ＝1.2×10－5C.[答案] 3 μF 1.2×10－5C求解电容器的电容的两点注意(1)电容器的电容可以根据C ＝QU 或C ＝ΔQΔU求出，但电容器的电容是电容器的属性，与电容器所带电荷量Q 以及两极板间的电压U 均无关．(2)定义式的推广式C ＝ΔQΔU，在电压U 变化问题中求电容更快捷．训练角度1.对电容定义式的理解1．如图所示为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ，对电容器来说，下列说法正确的是( )A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5.0×10－2F D ．该电容器的电量变化量为0.20 CB [由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错，B 对；由C ＝Q U ＝0.240F ＝5×10－3F ，可知C 错；ΔQ ＝CΔU ＝5×10－3×4 C＝0.02 C ，D 错．] 训练角度2.C ＝Q U 和C ＝εr S4πkd的比较2．板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为E 1，现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是( )A ．U 2＝U 1，E 2＝E 1B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 1C [当平行板电容器的其他条件不变，板间距离变为12d 时，电容器的电容为C ′＝εr S4πkd2＝2C ，又知电容器的带电量变为2Q ，则得知U 2＝2Q2C ，即U 2＝U 1.根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式E ＝U d 得E 2＝U 212d ＝2E 1，因此选项C 正确，其他选项都错误．]关于平行板电容器的动态分析抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd2．平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U 不变．由C ＝εr S 4πkd ∝εr Sd可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化．由Q ＝UC ＝U ·εr S4πkd，可知，当U 不变时，Q 也随d 、S 、εr 的变化而变化．由E ＝U d ∝1d可知，当U 不变时，E 随d 的变化而变化．(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量Q 保持不变．由C ＝εr S 4πkd ∝εr Sd 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化．由U ＝Q C＝4πkd Q εr S∝dεr S可知，当Q 不变时，U 也随d 、S 、εr 的变化而变化．由E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S ∝1εr S可知，E 随S 、εr 的变化而变化，而与d 无关．【例2】如图所示，A 、B 为两块竖直放置的平行金属板，G 是静电计，开关S 闭合后，静电计指针张开一定角度．下述做法可使静电计指针张角增大的是( )A ．使A 板向左平移以增大板间距离B ．在A 、B 两板之间插入一块陶瓷板C ．断开S 后，使B 板向左平移以减小板间距离D ．断开S 后，使B 板向上平移以减小极板正对面积D [开关S 闭合，电容器两端的电势差不变，则指针的张角不变，故A 、B 错误．断开S ，电容器所带的电量不变，当B 板向左平移减小板间距，根据平行板电容器的表达式可知电容增大，根据U ＝Q C知，电势差减小，则指针张角减小，故C 错误．断开S ，电容器所带的电量不变，使B 板向上平移减小正对面积，电容减小，根据U ＝Q C知，电势差增大，则指针张角增大，故D 正确．]分析电容器动态变化问题的三个步骤(1)明确电容器与电源的连接情况，从而确定是电压不变还是电荷量不变． (2)由C ＝εr S4πkd ，根据εr 、S 、d 的变化确定C 的变化．(3)由C ＝Q U 确定Q 或U 的变化，根据E ＝U d ＝4πkQεr S判断E 的变化．3．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )A ．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a 板接触，能使电容器带电B ．实验中，只将电容器b 板向上平移，静电计指针的张角变小C ．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D ．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大A [当用带电玻璃棒与电容器a 板接触，由于静电感应，从而在b 板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A 正确；根据电容的决定式C ＝εS4πkd ，将电容器b 板向上平移，即正对面积S 减小，则电容C 减小，根据C ＝Q U可知，电量Q 不变，则电压U 增大，则静电计指针的张角变大，故选项B 错误；根据电容的决定式C ＝εS4πkd ，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数ε增大，则电容C 增大，根据C ＝Q U可知，电量Q 不变，则电压U 减小，则静电计指针的张角减小，故选项C 错误；根据电容决定式C ＝εS4πkd 可知，电容C 变化与电量并无关系，因此电量的改变并不会导致电容的变化，故选项D 错误．]电极或带电体上，理解这一原理是解决这类问题的关键．2．强电场电离空气后，电子在电场力作用下向高电势运动，从而使微粒吸附电子而带负电．4．下列属于利用静电现象的是( )A．采用导电橡胶做飞机轮胎B．油轮上的工作人员穿导电材料做的衣服；输油管每隔100～300 m接地一次C．办公用的打印机D．在地毯中夹杂一些导电纤维C[飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以采用导电橡胶做飞机轮胎，落地时可将静电导走，这是防止静电，选项A错误；油轮上的工作人员穿导电材料做的衣服，这样会把衣服上的静电导入大地，输油管每隔100～300 m接地一次，这都是防止静电，选项B错误；办公用的打印机是利用静电现象来工作的，选项C 正确；在地毯中夹杂一些导电纤维，是防止出现静电，选项D 错误．]1．(多选)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A ．根据C ＝QU可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比 B ．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关 BCD [电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，因此A错误，C、D正确；由于电容是定值，由Q＝CU知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确．]2．如图为某规格的电容器，下列关于该电容器的说法正确的是( )A．该电容器只有接80 V的恒定电压时才能工作B．给该电容器充电或放电过程中有电荷流过电容器C．电容器上不带电，其电容也是1000 μFD．外壳上所标的80 V指的是击穿电压C[由标称值可知，该电容器用于直流80 V及以下电压时才能正常工作，故A错误；给该电容器充电或放电过程中，电荷不能经过电容器，因为两个极间有绝缘介质，电容器不是电阻，故B错误；电容器的电容与电荷量无关，故电容器上不带电，其电容也是1000 μF，故C正确；外壳上所标的80 V指的是额定电压，小于击穿电压，故D错误．]3.由于人们行走时鞋子和地板摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对于电脑机房、电子厂等单位会造成一定的影响，防静电地板又叫做耗散静电地板(如图所示)，当它接地或连接到任何较低电势点时，使电荷能够耗散，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，下列关于防静电地板的说法正确的是( )A ．地板下面要铺设铝箔的作用是防潮B ．地板必须是绝缘体材料C ．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维D ．只要地板下面铺设铝箔，地板材料无所谓绝缘体或导体C [在该情景中，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体就是要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，这样才能将静电通过地板下面铺设的铝箔导走，故选项C 正确，A 、B 、D 错误．]4.平行金属板A 、B 组成的电容器，充电后与静电计相连，如图，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是 ( )A ．A 板向上移动B ．A 、B 之间插入与平行金属板等大的金属板C ．A 、B 之间插入电介质D ．使两板带的电荷量减小A [A 板上移时，正对面积减小，则由C ＝εr S 4πkd 可知，电容减小，则由C ＝QU 可知，电势差增大，故张角变大，故A 正确；插入金属板相当于减小板间距离，则C 增大，电势差减小，张角减小，故B 错误；当A 、B 间插入电介质时，C 增大，则由C ＝Q U可知，电势差减小，故张角变小，故C 错误；减小电荷量时，C 不变，则由C ＝Q U可知，电势差减小，故张角减小，故D 错误；故选A.]。

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栏目导引
第一章电场
2．通过 Q－U 图象理解电容如图所示，Q－U 图象是一条过原点的直线，其中 Q 为一个极板上所带电荷量的绝对值，U 为两板间的电势差．可以看出，电容器的电容也可以表示为 C＝Δ ΔQU，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(减小)1 V 所增加(减小)的电荷量．
平行板电容器的两类典型问题
1．平行板电容器始终连接在电源两端如果电容器始终连接在电源上，两板间的电势差就保持不变，电容器的极板距离 d、极板的正对面积 S、电介质的相对介电常数 εr 发生变化，将引起电容器的电容 C、电容器的带电量 Q、极板间的场强 E 的变化．可根据下列几式讨论 C、Q、E 的变化情况．
栏目导引
第一章电场
1．平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成___正__比____，与两极板间的距离d成____反__比_____，并跟板间插入的 ____电__介__质____有关． 2．公式：S当平行板电容器的两极板间为真空时，其电容C0＝ _______4_π__k_d____，式中k为静电力常量．当平行板电容器的两___极__板_4_间πε_rS_充k_d_满__同__一．种式电中介εr质为时电，介其质电的容__相C__＝对__ε介r_C_电0_＝_常__数___．
特别提醒：讨论与电容器相关的各物理量的变化依据主要有三个：
(1)平行板电容器的电容的决. (3)电容器所带电量 Q＝CU.
栏目导引
第一章电场
(单选)用变量控制法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( A ) A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变 [思维流程] 解答本题时可按以下思路分析：

【新步步高】2014-2015学年高中物理 1.7-1.8了解电容器静电与新技术学案(含解析)粤教版选修3-1

学案9 了解电容器静电与新技术[学习目标定位] 1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式，并能用来进行有关计算.3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题．一、识别电容器电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，导体间可以填充绝缘物质(电介质)．二、电容器的充放电使电容器的两极板上带上等量异种电荷的过程叫充电，每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器所带的电荷量．电容器充电后，两极板间存在电场，从电源获得的能量储存在电场中，称为电场能．使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电．三、电容器的电容及决定因素1．电容器所带的电荷量跟它的两极板间的电势差的比值叫做这个电容器的电容，用公式表示为C ＝QU.在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F. 1 F ＝106μF ＝1012pF.2．平行板电容器电容与两平行板正对面积S 成正比，与两极板间的距离d 成反比，并与板间插入的电介质有关．公式表达式为C ＝εr S 4πkd ，式中k 为静电力常量，εr 是一个常数，称为电介质的相对介电常数，电介质不同，εr 的大小也不同．四、静电与新技术1．在静电除尘装置中，高压电源的正、负极分别接到金属圆筒和管心的金属线上，它们之间有很强的电场，使附近的气体分子被电离，电子在向着金属圆筒正极运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使尘埃带负电，从而被吸附到金属圆筒上． 2．防止静电危害防止静电灾害的基本原则是：控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免静电的积累．通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电．避免静电积累的常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等.一、电容器的电容 [问题设计]实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷量数值如下表：通过分析数据发现，比值是否不变？两电容器的电荷量与电压的比值是否相同？答案电荷量与电压成正比，每只电容器的电荷量与电压的比值不变，不同的电容器，这个比值不同． [延伸思考]能否根据公式C ＝Q U 得出C 与Q 成正比，与U 成反比？能否把电容的定义式写成C ＝ΔQ ΔU？答案电容是电容器本身的一种属性，大小由电容器自身的构成情况决定，与电容器是否带电、带多少电荷量均无关．能把电容的定义式写成C ＝ΔQΔU .[要点提炼]1．定义式：C ＝Q U (或C ＝ΔQΔU)，定义方法：比值定义法．2．物理意义：电容是描述电容器储存电荷能力大小的物理量，在数值上等于使电容器两极板间的电势差为1 V 所需要带的电荷量．电容C 由电容器自身的构造决定，与Q 、U 无关(填“有关”或“无关”)，所以不能根据C ＝QU，就认为C 与Q 成正比，与U 成反比．二、平行板电容器的电容 [问题设计]平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验：(1)如图1所示，保持Q 和d 不变，增大(或减少)两极板的正对面积S ，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．图1(2)如图2所示，保持Q 和S 不变，增大(或减小)两极板间的距离d ，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．图2(3)如图3所示，保持Q 、S 、d 不变，插入电介质，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．图3答案 (1)实验结论：S 增大，电势差U 减小，电容C 增大． (2)实验结论：d 增大，电势差U 增大，电容C 减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U 减小，电容C 增大． [要点提炼]1．平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S 成正比，与电介质的相对介电常数εr 成正比，与极板间距离d 成反比，其表达式为C ＝εr S4πkd ，两板间为真空时相对介电常数εr＝1，其他任何电介质的相对介电常数εr 都大于1.2．C ＝Q U 适用于所有电容器；C ＝εr S 4πkd仅适用于平行板电容器．三、平行板电容器的动态分析 [问题设计]1．如图4所示，电容器充电后保持和电源相连，此时电容器两极板间的电压不变．图4(1)当两极板的正对面积S 增大时，电容器的C 、Q 、E 如何变化？ (2)当两极板间距d 增大时，电容器的C 、Q 、E 如何变化？答案 (1)根据C ＝εr S 4πkd ，S 增大时，C 增大．根据C ＝QU 得Q ＝CU ，所以Q 增大，电场强度E＝U d不变．(2)根据C ＝εr S 4πkd ，d 增大时，C 减小，由于Q ＝CU ，所以Q 减小，电场强度E ＝Ud 减小．2．在图4中，电容器充电后和电源断开，此时电容器的带电荷量不变． (1)当两极板的正对面积增大时，电容器的C 、U 、E 将如何变化？ (2)当两极板间距d 增大时，电容器的C 、U 、E 将如何变化？答案 (1)根据C ＝εr S 4πkd ，S 增大时，C 增大，由于U ＝Q C ，所以U 减小，电场强度E ＝Ud 减小．(2)根据C ＝εr S 4πkd ，d 增大时，C 减小，由于U ＝Q C ，所以U 增大，电场强度E ＝U d ＝Q Cd ＝Qεr S4πkd ·d ＝4πkQ εr S ，所以E 不变． [要点提炼]1．分析方法：抓住不变量，分析变化量．其理论依据是： (1)电容器电容的定义式C ＝Q U；(2)平行板电容器内部是匀强电场，E ＝U d； (3)平行板电容器电容的决定式C ＝εr S4πkd .2．两种典型题型(1)电压不变时：若电容器始终与电源相连，这时电容器两极板间的电压是不变的，以此不变量出发可讨论其他量的变化情况．(2)电荷量不变时：若电容器在充电后与电源断开，这时电容器两极板上的电荷量保持不变，在此基础上讨论其他量的变化．一、对电容器及电容的理解例1 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V ，所带电荷量为4.5×10－4C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？解析由C ＝QU可求电容．C ＝Q U ＝4.5×10－43F ＝1.5×10－4 F. 电容器电压降为2 V 时，电容不变，仍为1.5×10－4F ．此时电荷量为Q ′＝CU ′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4C.答案 1.5×10－4F 1.5×10－4F 3×10－4C例2 (双选)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将增大C ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大解析影响平行板电容器电容大小的因素有：(1)随正对面积的增大而增大；(2)随两极板间距离的增大而减小；(3)在两极板间放入电介质，电容增大．据上面叙述可直接得出C 选项正确；对D 选项，实际上是减小了两极板间的距离．所以本题正确选项应为C 、D. 答案 CD二、平行板电容器的两类典型问题例3 (双选)如图5所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U ，现使B 板带正电，则下列判断正确的是( )图5A ．增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B ．将A 板稍微上移，静电计指针张角将变大C ．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D ．若将A 板拿走，则静电计指针张角变为零解析电容器上所带电荷量一定，由公式C ＝εr S 4πkd ，当d 变大时，C 变小．再由C ＝Q U 得U变大；当A 板上移时，正对面积S 变小，C 也变小，U 变大；当插入玻璃板时，C 变大，U 变小；当将A 板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，故选A、B. 答案AB。

高中物理(人教版选修1-1)学业分层测评：第1章+第4节+电容器+学业分层测评+Word版含答案

学业分层测评1．(多选)关于电容器的说法正确的是( )A．任何两个靠得很近的导体都可以构成电容器，与是否带电无关B．电容器是盛放电荷和电能的仪器，只有带电的容器才能称为电容器C．电容器带电荷量为2 C，说明每个极板的带电荷量为1 CD．电容器带电荷量为2 C，说明每个极板的带电荷量的绝对值为2 C【解析】任何两个靠得很近的导体都会构成电容器，与带电与否无关，故A项正确；电容器是盛放电荷、储存电能的仪器，与带电与否无关，故B项错误；电容器所带的电荷量即为极板所带电荷量的绝对值，故C项错，D项对．【答案】AD2．有关电容器的单位及换算正确的是( )【导学号：46852112】A．电容的单位是库仑B．电容的国际单位是法拉C．1法＝10－6微法D．法拉是个很小的单位【解析】电容的国际单位是法拉，1 F＝106μF＝1012pF，由此可知B项正确，A、C、D项错误．【答案】 B3．下列关于电容器的说法，正确的是( )A．电容器带电量越多，电容越大B．电容器两板电压越小，电容越大C．电容器的电容与带电量成正比，与电压成反比D．随着电容器电量的增加，电容器两极板间的电压也增大【解析】电容器电容的大小是由电容器两极板的正对面积，两极板间的距离以及两极板间的电解质决定的，选项A、B、C错；随着电容器电量的增加，电容器两极板间的电压也增大，选项D正确．【答案】 D4．如图146所示，闭合开关，电源对电容器充电．充电结束后，断开开关，用绝缘手柄增大电容器两极板之间的距离，则下列说法正确的有( )图146A．充电过程中，有从A到B的电流通过电阻器B．充电过程中，有从B到A的电流通过电阻器C．断开开关后，电容器上极板带负电D．断开开关增大两极板之间的距离，电容减少，带电荷量减少【解析】电源对电容器充电时，电路中有逆时针方向的电流，即有从B到A的电流通过电阻器，使上、下极板分别带等量的正、负电荷．断开开关，增大两极板间距后，虽然电容器的电容减小，但因电容器两极板间连接电路断开，不能发生放电现象，所以带电荷量不变，故选B.【答案】 B5．对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )【导学号：46852113】A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板的间距加大，极板的带电荷量将增大C．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小D．将两极板平行错开，使正对面积减小，极板的带电荷量将减小【解析】平行板电容器的电容大小与两平行板的正对面积、极板间的距离、介质等因素有关．两极板正对面积越大，电容就越大；极板间距离越大，电容就越小．据电容的物理意义可知极板的带电荷量不但与电容C有关，还与两板间电压有关．综上所述只有C正确．【答案】 C6．(多选)如图147所示，E为电源，S为单刀双掷开关，C为电容器，下列说法正确的是( )【导学号：46852114】图147A．当S闭合在1上时，电容器的上极板带正电，下极板带负电B．把S闭合在1上，此时为电容器的充电过程C．当把开关从1闭合到2后，电容器开始充电D．当闭合在1上后，电容器两极板间有电压【解析】当开关S接1时，电容器两极板分别接在电源两端，电源给电容器充电，使电容器上极板带上正电，下极板带上负电；当开关S接2时，充了电的电容器的两极板被导线相连，使两极板上正、负电荷发生中和，电容器放电．【答案】ABD7．(多选)在图中，有关固定电容器的电荷量(Q)、电压(U)、电容(C)的关系图象正确的是( )【解析】电容器的电容及其本身的属性与电容器是否带电、带电荷量多少无关，与其两端电压也无关，故选项B、D正确．【答案】BD8．如图148所示的电子元件名称叫________，它的两个重要参数的意义和数值分别是________，________.【导学号：46852115】图148【答案】电容器电容220 μF耐压50 V9．一个电容器的规格是“10 μF50 V”，则( )【导学号：46852116】A．这个电容器加上50 V电压时，电容才是10 μFB．这个电容器的最大电容是10 μF，带电荷量较少时，电容小于10 μFC．这个电容器上加的电压不能低于50 VD．这个电容器的电容总等于10 μF【解析】规格上的10 μF指的是电容器的电容，是由电容器本身决定的，与电容器是否带电无关，50 V指的是击穿电压，即电容器两端的电压不能超过50 V.【答案】 D10．(多选)如图149所示是用来测定角度θ的电容式传感器．当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S的变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道θ的变化情况．下列说法正确的是( )【导学号：46852117】图149A．θ变大，则C变大B．θ变大，则C变小C．θ变小，则C变大D．θ变小，则C变小【解析】由题图知θ变大，S变小，C变小；同理，若θ变小，则S变大，C变大，故选项B、C正确．【答案】BC11．如图1410所示是测定压力F的电容式传感器．待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化．知道C的变化，就可以知道F的变化情况．如果某次测量过程中，发现C在增大，说明待测压力F在________(填“增大”“减小”或“不变”)图1410【解析】板间距离d在减小，故待测压力F增大．【答案】增大12．如图1411所示，开关S与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？图1411【答案】灯泡发光，因为开关S与“1”端接触后，电容器充电，且上极板带正电，开关S与“2”端接触后，电容器放电，电流由上向下经过灯泡．。

选修3-1第一章静电场第7、8节静电现象的应用、电容器和电容

教育学科教师辅导讲义课题高中物理选修3-1第一章第七八节静电现象的应用,电容器与电容教学目的1. 1.知道静电平衡现象,理解处于静电平衡状态下导体的特点2. 2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点3. 3.了解静电屏蔽和尖端放电的原因以及在实际中的应用4. 4.知道什么是电容器及常见的电容器5. 5.知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换6. 6.理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算7.7.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题教学内容课前检测1.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷，其电场分布是图中的哪一个2.在电场中的导体处于静电平衡时，一定为零的物理量是( )A.导体内任意两点间的电势差B.导体内任一点感应电荷的场强C.导体表面任一点的场强D.导体内的净电荷3.对于给定的电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图应是图1中的( )4.关于电容器和电容的概念下列说法正确的是A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器B．用电源对平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷C．某一电容器带电量越多，它的电容量就越大D．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大5.．一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连，如果使两板间距离逐渐增大，则A．电容器电容将增大 B．两板间场强将减小C．每个极板的电量将减小 D．两板间电势差将增大答案:1.B 2.AD 3. B 4.AB 5.BC知识梳理一.静电平衡状态下导体的电场1.静电平衡状态:导体内的自由电子不再发生定向移动的状态,叫做静电平衡状态2.静电平衡特点(1)处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零(2)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面3.静电平衡的实质:导体发生了静电感应现象,感应电荷在导体内部产生了一个附加电场E', 跟外加电场E相反,使自由电荷同时又受到F'=E'q的电场力.随着导体两端的感应电荷不断积累,E'不断增大,当E'=E时,导体内合场强为零,自由电荷所受合力为零,这时导体内无自由电荷定向移动,即导体达到了静电平衡状态二.导体上的电荷分布1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面2.在导体的表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷三.尖端放电1.电离现象:空气中的气体分子在带电粒子的高速撞击下，分子中正负电荷分离的现象2.尖端放电：导体尖端的电荷，吸引空气中与它符号相反的电荷，尖端上的电荷被中和而失去电荷，这个现象叫做尖端放电四.静电屏蔽处在电场中的空腔导体,由于内表面没有电荷,所以空腔内没有电场,这种现象叫做静电屏蔽五.电容器1.构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器2.电容器的充电和放电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。

电容器与电容习题(含答案)

第1章静电场第07节电容器与电容1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关2．如图1—7—5所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是( )A．开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低B．开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小C．开关S断开．极板间距离减小，则极板间的电压减小图1—7—5 D．开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动3．如图l—7—6中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是( )图l—7—64．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明( )A．A所带的电荷量比B多B．A比B有更大的容纳电荷的本领C．A的体积比B大D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大5．如图1—7—7所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是图l—7—7( )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 不变，C 变小，U 变大，E 不变D ．Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小6．平行金属板A 、B 组成的电容器，充电后与静电计相连，如图1—7—8，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是 ( )A ．A 板向上移动B ．B 板向右移动C ．A 、B 之间插入电介质D ．使两板带的电荷量减小7．如图1—7—9所示，A 、B 是平行板电容器的两个极板，B 板接地，A板带有电荷量+Q ，板间电场中有一固定点P ，若将B 板固定，A 板下移一些；或者将A 板固定，B 板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是( )A ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势不变B ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高C ．B 板上移时，P 点的电场强度不变，P 点电势降低D ．B 板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低8．一个平行板电容器，当其电荷量增加ΔQ ＝1.0×10-6C 时，两板间的电压升高ΔU ＝10V ，则此电容器的电容C ＝ F ．若两板间电压为35 V ，此时电容器的带电荷量Q ＝C.9．平行板电容器两板间距为4cm ，带电5.0×10-8C ，板间电场强度为4.5×104N ／C ，则其电容C ＝ F ，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为．10．如图l —7—10所示，平行放置的金屑板A 、B 组成一只平行板电容器，对以下两种情况：(1)保持开关S 闭合，使A 板向右平移错开一些；(2)S 闭合后再断开，然后使A 板向上平移拉开些．图l —7—8图l —7—9 图l —7—10讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况．11．如图1—7—11中．下列几种电路情况中有无电流?若有电流，电阻R上电流方向如何?①合上开关S瞬间；②合上S后又将电容器C的两板距离增大．图l—7—11[综合评价]1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是( )A．充放电过程中外电路有瞬间电流B．充放电过程中外电路有恒定电流C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小2．一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比( )．A．电容器所带的电荷量增大B．电容器的电容增大C．两极板间各处电场强度减小D．两极板间的电势差减小3．下列关于电容器的说法中，正确的是( )．A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B．电容器不带电时，其电容为零C．由C＝Q／U可知，C不变时，只要Q不断增加，则U可无限制地增大D．电容器的电容跟它是否带电无关4．一个电容器的规格是“10µF、50V”则( )．A．这个电容器加上50V电压时，电容量才是10µFB．这个电容器的最大电容量为10µF ，带电荷量较少时，电容量小于10µFC．这个电容器上加的电压不能低于50VD．这个电容器的电容量总等于10µF5．1999年7月12日日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流，在检测此次重大事故中应用了非电荷量变化(冷却剂外泄使管中液面变化)转移为电信号的自动化测量技术．图1－7－12是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质．电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，为此，以下说法中正确的是：（）A．如果指示器显示出电容增大了．则两电极正对面积增大．必液面升高B．如果指示器显示出电容减小了．则两电极正对面积增大，必液面升高C．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积减小，必液面降低D．如果指示器显示出电容减小了．则两电极正对面积增大．必液面降低6、传感器是一种采集信息的重要器件．如图1—7－13所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时,以下说法正确的是：（）A.电容器的电容将减小B.电容器的电荷量将增加C.灵敏电流表的指针向左偏D.灵敏电流表的指针向右偏图l—7—12 图l—7—137．平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图1—7—14所示．那么 ( )A ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大B ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ椤不变C ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变8．图1—7—15所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路．在增大电容器两极板间距离的过程中 ( )A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流9．如图1—7—16所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P 位于两板间恰好平衡，现用外力将P 固定住，然后使两板各绕其中点转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则带电微粒P 在两板间 ( )A ．保持静止B ．水平向左做直线运动C ．向右下方运动D ．不知α角的值无法确定P 的运动状态10．如图1—7—17所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个小带电体P 正好处于受力平衡状态．问：(1) 当将A 板略为向B 板靠拢一些时，P 如何运动?(2) 断开开关S′后，重复以上动作，P 又如何运动?图l —7—14图l —7—15图l —7—16 图1—7—17第七节电容器与电容答案：1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB 7.AC 8.1.0×107- 3.5×106-9.28pF7pF 10.(1)U保持不变、Q变小、E不变（2）Q不变、E不变、U增大11.（1）从A 经R到B （2）由B经R到A综合评价答案：1.AD 2.AB 3.D 4.D 5.A 6.BD 7.AD 8.BC 9.B 10.(1)U不变、d 减小、E增大、qE增大、P会向上运动（2）S′断开Q不变、E不变、qE不变、P仍然平衡。

高中物理第1章静电场 6、7 电容器和电容、静电的应用及危害学业分层测评教科版选修3-1

6、7 电容器和电容、静电的应用及危害(建议用时：45分钟)[学业达标]1．电容器是一种常用的电子元件．下列对电容器认识正确的是( ) 【导学号：33410048】A ．电容器的电容表示其储存电荷的能力B ．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C ．电容器的电容与它两极板间的电压成反比D ．电容的常用单位有μF 和pF,1 μF＝103 pF【解析】 C ＝QU是电容的定义式，不是决定式，故C 与Q 、U 无关，B 、C 错.1 μF＝106 pF ，D 错．电容是表示电容器储存电荷的能力的物理量，A 选项正确．【答案】 A2．(多选)下列是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图像，其中正确的是( )【解析】对于给定电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器的带电荷量Q 的大小和两极板间的电压U 的大小无关，不能认为C 与Q 成正比，与U 成反比，故D 正确，A 、B 错误．而C 图告诉我们电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C 正确．【答案】 CD3．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( )A ．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B ．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C ．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D ．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险【解析】电工穿金属衣可以起到静电屏蔽的作用，选项A 错误；制作汽油桶的材料用金属可使与空气摩擦产生的静电流入地下，减少静电积累，因此制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，选项B 正确；小鸟停在单根高压输电线上，两脚之间的电压几乎为零，没有电流从小鸟身上通过，所以小鸟不会被电死，选项C 错误；现在的汽车一般都是金属物件，可以起到静电屏蔽的作用，使该汽车内部基本不受影响，所以呆在汽车里比呆在木屋里要安全，选项D 错误．【答案】 B4．(多选)某电容器上标有“1.5 μF 9 V”字样，则该电容器( )A ．所带电荷量不能超过1.5×10－6 CB ．所带电荷量不能超过1.35×10－5 CC ．所加电压不应超过9 VD ．该电容器的击穿电压为9 V【解析】电容器上标出的电压为额定电压，即电容器正常工作时的电压，击穿电压大于额定电压，故C 对，D 错．而由C ＝QU可得，Q ＝CU ，当电容器两极板间电压恰为9 V 时，电容器所带的电荷量达到最大值，即Q ＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C.【答案】 BC5．如图1610所示的实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )【导学号：33410049】图1610A ．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电B ．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电C ．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电D ．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电【解析】开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A 对，B 错；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C 、D 错．【答案】 A6．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小【解析】由C ＝εS 4πkd 可知，插入电介质后，ε增大，电容C 增大；由U ＝Q C可知U 减小，故选B.【答案】 B7．板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为E 1.现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是( ) 【导学号：33410050】A ．U 2＝U 1，E 2＝E 1B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 1 【解析】 U 1＝Q C ，E 1＝U 1d .当板间距变为12d 时，由C ＝εS 4πkd可知电容变为2C ，而所带电荷量也变为2Q ，故U 2＝2Q 2C ＝U 1，E 2＝U 212d＝2U 1d＝2E 1，C 选项正确．【答案】 C8．有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3 V ，先使它的电荷量减少3×10－4 C ，于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？【解析】电容器两极板间电势差的变化量为ΔU ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13U ＝2 V 由C ＝ΔQ ΔU ，有C ＝3×10－42F ＝1.5×10－4 F ＝150 μF 电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍是150 μF.【答案】 150 μF 150 μF[能力提升]9．在如图1611所示的电路中，闭合开关S ，用电压为U 的直流电源对平行板电容器充电，要使电容器两板间电压大于U ，可采取的办法为( )图1611A ．先将S 断开，然后将两板间距离拉大一些B ．先将两板间距离拉大一些，然后将S 断开C ．先将两板正对面积减少一些，然后将S 断开D ．先将S 断开，然后将两板间距离减小一些【解析】若先断开S ，则Q 不变化，再将电容器的两板间距离拉大，C 减小，由U＝QC知U 增大，选项A 正确；若先拉大两板间距离，电压U 不变，再断开S ，U 仍不变化，选项B 错误；若先将两板正对面积减少，电压U 不变，再将S 断开，U 仍不变化，选项C 错误；若先将S 断开，Q 不变化，再将两板间距离减小时，C 增大，由U ＝QC知U 减小，选项D 错误．【答案】 A10．(多选)如图1612所示，平行金属板A 、B 组成的电容器，充电后与静电计相连．要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是( ) 【导学号：33410051】图1612A ．将A 板向上移动B ．将B 板向右移动C ．将A 、B 之间充满电介质D ．将A 板放走部分电荷【解析】当A 板上移时，极板正对面积S 减小，由平行板电容器电容公式C ＝εS 4πkd知电容C 减小．因电容器与电源是断开的，电容器带电荷量Q 不变，由U ＝Q C得U 增大，静电计的张角变大，选项A 正确．当B 板右移时，极板间距d 增大，可知C 减小，U 增大，静电计的张角变大，选项B 正确．极板间插入电介质，介电常数ε增大，从而电容C 增大，U 减小，选项C 错误．当A 板放走部分电荷，极板的带电荷量Q 减小，而C 不变，故U 减小，选项D 错误．【答案】 AB11．(多选)如图1613所示，平行板电容器的两极板A 、B 与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，那么( )图1613A ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大B ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变C ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变【解析】闭合开关，电容器充电，结果A 板带正电，B 板带负电，小球在重力、绳子拉力和电场力的作用下处于平衡状态．若保持开关S 闭合，A 板向B 板靠近时，两板间的电势差保持不变，根据E ＝U d ，场强E 将增大，所以小球所受电场力也将变大，故θ角增大．开关S 断开，A 板向B 板靠近时，则极板的带电量将不变，由E ＝U d ，U ＝Q C 和C ＝εS 4πkd，可得E ＝4πkQ εS，所以E 将不变，小球所受电场力也不变，所以θ不变．正确选项为A 、D.【答案】 AD12．如图1614所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10－8 C ，A 极板接地．求：【导学号：33410052】图1614(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B 板为2 cm 的C 点处的电势．【解析】 (1)由电容定义式得C ＝Q U ＝6×10－860 F ＝1×10－9 F.(2)两板之间为匀强电场，则E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103 V/m ，方向竖直向下．(3)C 点距A 板间距离为d AC ＝d －d BC ＝1 cm A 与C 间电势差U AC ＝Ed AC ＝20 V 又U AC ＝φA －φC ，φA ＝0可得φC ＝－20 V .【答案】 (1)1×10－9 F (2)2×103 V/m ，方向竖直向下(3)－20 V。

【教育资料】课时分层作业7 了解电容器静电与新技术学习精品

课时分层作业(七)了解电容器静电与新技术[基础达标练](15分钟48分)选择题(共8小题，每小题6分)1．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()A．A所带的电荷量比B多B．B比A能容纳更多的电荷量C．A的体积比B大D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大D[电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定．电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极板间的电势差每改变1 V所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．正确答案为D项．] 2．(多选)电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是()A．电压保持不变，插入电介质B．电压保持不变，减小正对面积C．电压保持不变，减小极板间的距离D．以上措施都不行AC[根据C＝εr S4πkd及Q＝CU，当U不变时，增大S或减小d均可使电容增大，电量增大，从而增大电能．]3．最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是()A．加油时可以通过整理衣服导走静电B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电C．加油前可以先通过洗手以清除静电D．衣服上的静电产生方式属于接触起电C[加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误．]4．一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为ε0Sd，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间()【导学号：52592041】A．电场强度不变，电势差变大B．电场强度不变，电势差不变C．电场强度减小，电势差不变D．电场强度减小，电势差减小A[平行板所带电荷量Q，两板间电压U，有C＝QU，C＝ε0Sd，两板间匀强电场的场强E＝Ud，可得E＝Qε0S.电容器充电后断开电源，电容器电荷量Q不变，则E不变．根据C＝ε0Sd可知d增大、C减小，又根据C＝QU可知U变大．]5．(多选)如图1-7-7所示，平行板电容器的极板B接地，A板带有电荷量＋Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，下列说法正确的是()图1-7-7A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度变小，P点电势降低AC[A板下移与B板上移，两板间的距离均减小，但此平行板电容器为电荷量不变的电容器，改变两板间的距离不能改变电场强度的大小及方向，即E 不变．因此A板下移时，P点与B板间的电势差不变，即P点电势也不变；但B 板上移时，由于P点与B板的距离减小，因此P、B间的电势差减小，即P点电势降低．选项A、C正确．]6.如图1-7-8所示的电容器C，两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是()图1-7-8A．两板间距离增大B．两板间距离减小C．两板正对面积减小D．两板正对面积增大B[开始时电荷受重力和电场力平衡，要使电荷向上运动，则要增大电场力，即要使场强E增大．由于电容器始终跟电源两极相连，所以电容器两极板间的电势差不变，所以，当d减小时，由E＝Ud可知E增大，故选B.]7．(多选)如图1-7-9所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则()图1-7-9A．电容器带电荷量不变B．尘埃仍静止C．检流计中有a→b的电流D．检流计中有b→a的电流BC[电容器与电源相连，所以两极板间电压不变．两板错开一些，正对面积S将减小，由C∝S得C减小．由Q＝UC得，Q减小，电容器放电，电子从b向a运动，所以电流从a向b.由E＝Ud得，E不变，所以尘埃仍静止．]8．如图1-7-10，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()【导学号：52592042】图1-7-10A．F逐渐增大，T逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小C．F逐渐减小，T逐渐增大D．F逐渐增大，T逐渐增大B[电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由U＝Ed可知，电场强度E减小；电场力F＝Eq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T＝F2＋(mg)2；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小，B正确．][能力提升练](25分钟52分)一、选择题(共4小题，每小题6分)1. (多选)如图1-7-11所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了，就此示意图，下列说法正确的是()图1-7-11A．N接电源的正极B．M接电源的正极C．电场强度E M＞E ND．电场强度E M＜E NAC[电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N 接电源正极．将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的M 点处电场线较密，而靠近金属管壁的N 点处电场线较疏，故M 处场强比N 处场强大，即E M ＞E N .]2.电容器充电后与电源断开，质量为m 电荷量为q 的带电粒子静止于该电容器两平行板中间，现在两板间贴近下板插入一个厚度为极板间距离1/4的金属板，如图1-7-12所示，则关于两板间电势差、带电粒子的运动情况的说法中正确的是( )图1-7-12A ．两板间电势差U 增大，带电粒子向上加速B ．两板间电势差U 不变，带电粒子仍静止C ．两板间电势差U 减小，带电粒子仍静止D ．两板间电势差U 减小，带电粒子向下加速C [插入金属板后，相当于电容器极板之间的距离变小，根据电容的决定式C ＝εr S 4πkd ，分析可知，当在两板间插入金属板时，d 减小，所以电容增大．电容器充电后断开开关，电容器所带电量保持不变，根据Q ＝CU 知电容C 增大，则电压减小；根据E ＝U d 得：E ＝Q Cd ＝4πkQ εr S 知场强与极板之间的距离无关，所以场强不变，粒子受力不变，仍静止．故选C.]3．(多选)有一个正在放电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－6C ，其电压降为原来的13，则( )A ．电容器原来带的电荷量是9×10－6 CB ．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 CC ．电容器原来的电压可能是5 VD ．电容器原来的电压可能是5×10－7 VBC [由C ＝ΔQ ΔU ＝3×10－6C ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13U ＝Q U ，解得Q ＝4.5×10－6 C ，故B 正确．当U 1＝5 V时，C1＝QU1＝4.5×10－65F＝0.9 μF；当U2＝5×10－7V时，C2＝QU2＝4.5×10－65×10－7F＝9 F，这么大的电容可以说在哪里都没有，F的单位非常大，一般的电容都是μF以及pF，故电压不可能为5×10－7 V，故C项正确．] 4．(多选)如图1-7-13所示，现有一平行板电容器，上、下极板分别带等量负电和正电，且电量保持不变，两板间距离为d，有一带电小球以速度v0水平射入电容器，且刚好从下极板右边缘飞出．若保持下极板静止，把上极板上移，使两板距离为2d，小球从原处以0.5 v0的水平速度射入，则带电小球：图1-7-13A．将打在下板中央B．仍沿原轨迹运动由下极板边缘飞出C．不发生偏转，沿直线运动D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球不可能打到下板的中央AD[据电容的定义C＝QU，电容决定式为：C＝εr S4πkd，场强定义式：E＝Ud，以上联立可得：E＝4πkQεr S，E显然与d无关，所以当极板上、下移动时，板内场强不变，则小球受到的合力不变，加速度不变，由y＝12at2，可知时间不变，初速度为0.5 v0，水平位移x＝0.5 v0t为原来的一半，将打在下板中央，故A正确，BC错误；当把下极板上移时，粒子竖直位移减小，y＝12at2，时间减小，水平位移x＝0.5 v0t小于极板的一半，不可能打在下极板的中央，故D正确．所以选AD.]二、非选择题(2小题，共28分)5．(14分)如图1-7-14所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10－8C，A极板接地．求：【导学号：52592043】图1-7-14(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B 板为2 cm 的C 点处的电势．【解析】 (1)由电容定义式C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1×10－9 F. (2)两板之间为匀强电场E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103 V/m ，方向竖直向下． (3)C 点距A 板间距离为d AC ＝d －d BC ＝1 cmA 与C 间电势差U AC ＝Ed AC ＝20 V又U AC ＝φA －φC ，φA ＝0可得φC ＝－20 V .【答案】 (1)1×10－9 F (2)2×103 V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V6. (14分)如图1-7-15所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点，现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q 和－Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．图1-7-15【解析】设电容器电容为C ，第一次充电后两极板之间的电压为U ＝Q C① 两极板之间电场的场强为E ＝U d ②式中d 为两极板间的距离．按题意，当小球偏转角θ1＝π6时，小球处于平衡位置．设小球质量为m ，所带电荷量为q ，则有T cos θ1＝mg③T sin θ1＝Qe④式中T 为此时悬线的张力．联立①②③④式得tan θ1＝qQ mgCd ⑤ 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ ，此时小球偏转角θ2＝π3，则tan θ2＝q (Q ＋ΔQ )mgCd⑥ 联立⑤⑥式得tan θ1tan θ2＝Q Q ＋ΔQ ⑦代入数据解得ΔQ ＝2Q .⑧ 【答案】 2Q。

2019-2020学年高中物理第1章电场第78节了解电容器静电与新技术学业分层测评粤教版.doc

2019-2020学年高中物理第1章电场第78节了解电容器静电与新技术学业分层测评粤教版1．对电容C ＝QU，以下说法正确的是( ) A ．电容器充电荷量越大，电容增加越大 B ．电容器的电容跟它两极板所加电压成反比 C ．电容器的电容越大，所带电荷量就越多D ．对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变【解析】电容器的电容是由电容器本身的因素决定的，与电容器的带电荷量Q 和两极板间的电压无关．所以D 对．【答案】 D2．(多选)电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是( )A ．电压保持不变，插入电介质B ．电压保持不变，减小正对面积C ．电压保持不变，减小极板间的距离D ．以上措施都不行【解析】根据C ＝εr S 4πkd 及Q ＝CU ，当U 不变时，增大S 或减小d 均可使电容增大，电量增大，从而增大电能．【答案】 AC3．为了防止静电危害，下列措施不正确的是( ) A ．油罐车上拖一条与地面接触的铁链B ．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎C ．在地毯中夹杂不锈钢纤维D ．尽可能保持印染厂空气干燥【答案】 D4．电容器A 的电容比电容器B 的电容大，这表明( ) A ．A 所带的电荷量比B 多 B. A 比B 能容纳更多的电荷量 C. A 的体积比B 大D ．两电容器的电压都改变1 V 时，A 的电荷量改变比B 的大【解析】电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定．电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极板间的电势差每改变1 V 所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．正确答案为D 项．【答案】 D5．(多选)下列关于电容器和电容的说法中正确的是( )A ．根据C ＝Q /U 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B ．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值恒定不变D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两极板上的电压有关【解析】由电容器的定义和电容器的物理意义知A 、D 错误，C 正确．由Q ＝CU 知B 正确．【答案】 BC6.如图176所示的电容器C ，两板间有一负电荷q 静止，使q 向上运动的措施是( )图176A ．两板间距离增大B ．两板间距离减小C ．两板正对面积减小D ．两板正对面积增大【解析】开始时电荷受重力和电场力平衡，要使电荷向上运动，则要增大电场力，即要使场强E 增大．由于电容器始终跟电源两极相连，所以电容器两极板间的电势差不变，所以，当d 减小时，由E ＝Ud可知E 增大，故选B.【答案】 B7．(多选)如图177所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则( )图177A ．电容器带电荷量不变B ．尘埃仍静止C ．检流计中有a →b 的电流D ．检流计中有b →a 的电流【解析】电容器与电源相连，所以两极板间电压不变．两板错开一些，正对面积S 将减小，由C ∝S 得C 减小．由Q ＝UC 得，Q 减小，电容器放电，电子从b 向a 运动，所以电流从a 向b .由E ＝Ud得，E 不变，所以尘埃仍静止．【答案】 BC8．平行板电容器两极板间距为4 cm ，带电荷量为5×10－8C ，板间电场强度为2×104N/C ，则电容器两极板间的电压和电容为多少？【导学号：30800013】【解析】平行板电容器两板间的电势差U ＝E ·d ＝2×104×0.04 V＝800 V所以该电容器的电容C ＝Q U ＝5×10－8800F ＝6.25×10－11F【答案】 800 V 6.25×10－11F[能力提升]9．(多选)如图178所示为静电除尘示意图，在M 、N 两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了，就此示意图，下列说法正确的是( )图178A ．N 接电源的正极B ．M 接电源的正极C ．电场强度E M ＞E ND ．电场强度E M ＜E N【解析】电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N 接电源正极．将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的M 点处电场线较密，而靠近金属管壁的N 点处电场线较疏，故M 处场强比N 处场强大，即E M ＞E N .【答案】 AC10．(多选)如图179所示，一个平行板电容器板间距离为d ，当对其加上电压后，A 、B 两板的电势分别为＋φ和－φ，下述结论正确的是( )图179A ．电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度的大小E ＝φdB ．电容器两极板间各点的电势有的相同、有的不同，有正的、有负的、有的为零C ．若只减小两极板间的距离d ，该电容器的电容C 要增大，极板上所带的电荷量Q 也会增加D ．若有一个电子穿越两极板之间的电场，则此电子的电势能一定会减小【解析】电容器两极板间的电势差U ＝φ－(－φ)＝2φ，场强E ＝U d ＝2φd，选项A 错误；由U ＝Ed 得，电场中某点到B 板的电势差U xB ＝φx －(－φ)＝Ed ′＝2φdd ′，φx ＝2φdd ′－φ，当d ′＝d2时，U x ＝0，选项B 正确；U 不变，当d 减小时，C 增大，带电荷量Q ＝CU 增大，选项C 正确；电子的电势能如何变化要看电子进入电场和射出电场时的位置关系，选项D 错误．【答案】 BC11．如图1710所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：图1710(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度； (3)距B 板为2 cm 的C 点处的电势．【解析】 (1)由电容定义式C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1×10－9F(2)两板之间为匀强电场E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103V/m ，方向竖直向下．(3)C 点距A 板间距离为d AC ＝d －d BC ＝1 cmA 与C 间电势差U AC ＝Ed AC ＝20 V又U AC ＝φA －φC ，φA ＝0可得φC ＝－20 V.【答案】 (1)1×10－9F (2)2×103V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V12．如图1711所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C 可用公式C ＝εr S d计算，式中常量εr ＝9×10－12F/m ，S 表示金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm 2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化0.25 pF ，电子线路恰能检测出此信号，则键至少需要被按下多大距离？图1711【解析】按下键时电容C 增大，由ΔC ＝εr S d 2－εr Sd 1代入数据得：d 2＝0.45 mm所以Δd ＝d 1－d 2＝0.15 mm. 【答案】 0.15mm。

高中物理课时分层作业7了解电容器静电与新技术含解析粤教版选修3_1

高中物理课时分层作业：了解电容器静电与新技术(时间：40分钟分值：100分)选择题(本题共8小题，每小题6分)1．电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是( ) 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 ，1 μF ＝103pFC [电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量．电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两极板间电压及电容器所带电荷量无关，A 、B 错误；由C ＝Q U知，U 一定时，Q 越大的电容器，C 越大，C 正确；单位μF 与pF 的换算关系为1 μF＝106pF ，D 错误．]2．常用的电容器，从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类．如图甲、乙为两种电容器的实物图片，根据图中的相关信息，下列判断中正确的是( )甲乙A.图中甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容器的电容的 B ．在不改变其他条件下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生变化C ．根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，电压超过5.5 V 时乙电容器就会被击穿D ．根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，乙电容器接 5.5 V 电压时，储存的电量为5.5 CD [根据电容的决定式C ＝εS4πkd ，知C 与板间距离d 、极板正对面积和电介质有关，由图知板间距离d 和电介质没有改变，可知此可变电容器是利用改变正对面积来改变电容的，故A 错误；将甲电容器浸入煤油中，其电容电介质发生变化，电容变化，故B 错误；电容器外壳上标的电压是额定电压，根据Q ＝CU 知Q ＝1.0×5.5 C＝5.5 C ，故C 错误，D 正确．]3．最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是( )A．加油时可以通过整理衣服导走静电B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电C．加油前可以先通过洗手以清除静电D．衣服上的静电产生方式属于接触起电C[加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误．]4．(多选)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AD[平行板电容器和恒定直流电源相连，电容器两端电压不变，箭头表示电流方向，则电容器正在充电，故A正确，B错误；电容器正在充电，电容器两板所带电荷量增大，电容器的电容增大，所以电容器两板间距离可能正在变小，故D正确，C错误．]5．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P 点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，E p表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( )C[电容器的电容C＝εS4πkd，两板间距随负极板向右平移而逐渐减小，电容C与d成反比，A 错误；电容器与电源断开后，电荷量不变，根据E ＝U d ，U ＝Q C ，C ＝εS 4πkd ，可知E ＝4πkQεS保持不变，B 错误；负极板接地，电势为零，P 点的电势φ等于P 点到负极板的电势差，即φ＝El ，E 不变，l 减小，φ线性减小，C 正确；由E p ＝qφ可知，E p 随φ的变化而变化，即E p 随l 的变化而变化，D 错误．]6．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小B [由平行板电容器电容决定式C ＝εr S4πkd 知，当插入电介质后，εr 变大，则在S 、d 不变的情况下，C 增大；由电容定义式C ＝Q U 得U ＝Q C，又电荷量Q 不变，故两极板间的电势差U 减小，选项B 正确．]7．(多选)如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地．一带负电的油滴位于容器中的P 点且处于静止状态．现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则( )A ．带电油滴将竖直向下运动B ．带电油滴的机械能将增加C ．P 点的电势将升高D ．电容器的电容增加，极板带电量增加AC [下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，d 增加，根据公式C ＝εr S4πkd 可得电容器电容减小，因为两极板和电源相连，所以电压不变，根据公式C ＝QU可得电荷量减小，D 错误；根据公式E ＝U d可得两极板间的电场强度减小，所以受到的电场力减小，故重力大于电场力，所以带电油滴将向下运动，A 正确；因为上极板接地，电势为零，而U ＝Ed ，P 到上极板的电势差减小，因为是负电势差，所以P 点的电势增大，C 正确；因为向下运动过程中电场力做负功，需要克服电场力做功，机械能减小，故B 错误．]8.如图所示，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F 和绳子的拉力大小T ，下列判断正确的是( )A ．F 逐渐增大，T 逐渐减小B ．F 逐渐减小，T 逐渐减小C ．F 逐渐减小，T 逐渐增大D ．F 逐渐增大，T 逐渐增大B [电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由U ＝Ed 可知，电场强度E 减小；电场力F ＝Eq 减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T ＝F 2＋（mg ）2；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小，B 正确．]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．如图所示是一只利用电容器的电容(C )测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C )便发生变化，于是通过电容(C )的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下图所示的图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C )之间关系的是( )A B C DB [两极板正对面积S ＝12(π－θ)R 2，则S ∝(π－θ)，又因为C ∝S ，所以C ∝(π－θ)，令C ＝k (π－θ)，则θ＝π－C k(k 为常数)，故B 正确．]2．基于人的指纹具有唯一性和终身不变性的特点，科学家们发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同．此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图象数据．根据以上信息，下列说法中正确的是( )A ．在峪处形成的小电容器电容较大B ．在峪处形成的小电容器放电较慢C ．在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大D ．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响C [根据电容的计算公式C ＝εr S4πkd 可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d 大，构成的电容器电容小，故A 错误；由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据Q ＝CU ＝εS4πkd U 可知，极板与指纹峪(凹的部分，d 大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故B 错误，C 正确；湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D 错误．]3．某电容器充电后的电压为8 V ，然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的I t 曲线(如图).则放电过程中( )A ．电容器储存的电能不变B ．电路中的电流不变C ．电容器两极板间的电压不变D ．电容器的电容不变D [放电过程是储存的电能转化为其他形式的能，故电能减小，故A 错误；由图象可知，放电过程，电流随时间逐渐减小，故B 错误；在放电的过程中，电荷量减小，根据C ＝Q U ＝ΔQΔU知，电容不变，则电压逐渐减小，故C 错误；电容器的电容是表征储存电荷本领的物理量，与带不带电无关，故电容器的电容不变，故D 正确．]4．如图所示，平行板电容器两极板M 、N 相距d ，两极板分别与电压为U 的恒压电源两极连接，极板M 带正电．现有一质量为m 的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时任意一个极板所带的电荷量的绝对值与油滴所带的电荷量的绝对值的比值为k ，则( )A ．油滴带正电B ．油滴所带的电荷量为mg UdC ．电容器的电容为kmgdU 2D ．将极板N 向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动C [由题知，油滴静止不动，则油滴受到竖直向上的电场力作用，平行板电容器极板间电场强度方向竖直向下，故油滴带负电，A 错误；设油滴所带电荷量为q ，由平衡条件得mg ＝q U d ，则油滴所带的电荷量q ＝mgd U ，B 错误；一个极板所带的电荷量绝对值Q ＝kq ＝k mgd U，电容器的电容C ＝Q U ＝kmgdU 2，C 正确；电源电压不变，将极板N 向下缓慢移动一小段距离，两极板间电场强度减小，油滴所受电场力减小，则油滴将向下做加速运动，故D 错误．]二、非选择题(28分)5.(14分)如图所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，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；(2)平行板电容器两板之间的电场强度； (3)距B 板为2 cm 的C 点处的电势．[解析] (1)由电容定义式C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1×10－9F.(2)两板之间为匀强电场E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103V/m ，方向竖直向下．(3)C 点距A 板间距离为d AC ＝d －d BC ＝1 cmA 与C 间电势差U AC ＝Ed AC ＝20 V又U AC ＝φA －φC ，φA ＝0可得φC ＝－20 V.[答案] (1)1×10－9F (2)2×103V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V6．(14分)如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点，现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q 和－Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．[解析] 设电容器电容为C ，第一次充电后两极板之间的电压为U ＝Q C①两极板之间电场的场强为E ＝U d②式中d 为两极板间的距离．按题意，当小球偏转角θ1＝π6时，小球处于平衡位置．设小球质量为m ，所带电荷量为q ，则有T cos θ1＝mg ③ T sin θ1＝Qe④式中T 为此时悬线的张力．联立①②③④式得tan θ1＝qQ mgCd⑤设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ ，此时小球偏转角θ2＝π3，则tan θ2＝q （Q ＋ΔQ ）mgCd⑥ 联立⑤⑥式得tan θ1tan θ2＝QQ ＋ΔQ⑦代入数据解得ΔQ ＝2Q .⑧[答案] 2Q。

物理新课堂同步粤教版选修3-1课时分层作业7 了解电容器静电与新技术+Word版含解析.doc

课时分层作业(七)了解电容器静电与新技术[基础达标练](15分钟48分)选择题(共8小题，每小题6分)1．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()A．A所带的电荷量比B多B．B比A能容纳更多的电荷量C．A的体积比B大D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大D[电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定．电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极板间的电势差每改变1 V所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少．正确答案为D项．] 2．(多选)电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是()A．电压保持不变，插入电介质B．电压保持不变，减小正对面积C．电压保持不变，减小极板间的距离D．以上措施都不行AC[根据C＝εr S4πkd及Q＝CU，当U不变时，增大S或减小d均可使电容增大，电量增大，从而增大电能．]3．最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是()A．加油时可以通过整理衣服导走静电B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电C．加油前可以先通过洗手以清除静电D．衣服上的静电产生方式属于接触起电C[加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误．]4．一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S，电容为ε0Sd，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间()【导学号：52592041】A．电场强度不变，电势差变大B．电场强度不变，电势差不变C．电场强度减小，电势差不变D．电场强度减小，电势差减小A[平行板所带电荷量Q，两板间电压U，有C＝QU，C＝ε0Sd，两板间匀强电场的场强E＝Ud，可得E＝Qε0S.电容器充电后断开电源，电容器电荷量Q不变，则E不变．根据C＝ε0Sd可知d增大、C减小，又根据C＝QU可知U变大．]5．(多选)如图1-7-7所示，平行板电容器的极板B接地，A板带有电荷量＋Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，下列说法正确的是()图1-7-7A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度变小，P点电势降低AC[A板下移与B板上移，两板间的距离均减小，但此平行板电容器为电荷量不变的电容器，改变两板间的距离不能改变电场强度的大小及方向，即E 不变．因此A板下移时，P点与B板间的电势差不变，即P点电势也不变；但B板上移时，由于P点与B板的距离减小，因此P、B间的电势差减小，即P点电势降低．选项A、C正确．]6.如图1-7-8所示的电容器C，两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是()图1-7-8A．两板间距离增大B．两板间距离减小C．两板正对面积减小D．两板正对面积增大B[开始时电荷受重力和电场力平衡，要使电荷向上运动，则要增大电场力，即要使场强E增大．由于电容器始终跟电源两极相连，所以电容器两极板间的电势差不变，所以，当d减小时，由E＝Ud可知E增大，故选B.]7．(多选)如图1-7-9所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则()图1-7-9A．电容器带电荷量不变B．尘埃仍静止C．检流计中有a→b的电流D．检流计中有b→a的电流BC[电容器与电源相连，所以两极板间电压不变．两板错开一些，正对面积S将减小，由C∝S得C减小．由Q＝UC得，Q减小，电容器放电，电子从b向a运动，所以电流从a向b.由E＝Ud得，E不变，所以尘埃仍静止．]8．如图1-7-10，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()【导学号：52592042】图1-7-10A．F逐渐增大，T逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小C．F逐渐减小，T逐渐增大D．F逐渐增大，T逐渐增大B[电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由U＝Ed可知，电场强度E减小；电场力F＝Eq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T＝F2＋(mg)2；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小，B正确．][能力提升练](25分钟52分)一、选择题(共4小题，每小题6分)1. (多选)如图1-7-11所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了，就此示意图，下列说法正确的是()图1-7-11A．N接电源的正极B．M接电源的正极C．电场强度E M＞E ND．电场强度E M＜E NAC[电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极．将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的M点处电场线较密，而靠近金属管壁的N点处电场线较疏，故M处场强比N处场强大，即E M＞E N.]2.电容器充电后与电源断开，质量为m电荷量为q的带电粒子静止于该电容器两平行板中间，现在两板间贴近下板插入一个厚度为极板间距离1/4的金属板，如图1-7-12所示，则关于两板间电势差、带电粒子的运动情况的说法中正确的是()图1-7-12A．两板间电势差U增大，带电粒子向上加速B．两板间电势差U不变，带电粒子仍静止C．两板间电势差U减小，带电粒子仍静止D．两板间电势差U减小，带电粒子向下加速C[插入金属板后，相当于电容器极板之间的距离变小，根据电容的决定式C＝εr S4πkd，分析可知，当在两板间插入金属板时，d减小，所以电容增大．电容器充电后断开开关，电容器所带电量保持不变，根据Q ＝CU 知电容C 增大，则电压减小；根据E ＝U d 得：E ＝Q Cd ＝4πkQ εr S 知场强与极板之间的距离无关，所以场强不变，粒子受力不变，仍静止．故选C.]3．(多选)有一个正在放电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－6C ，其电压降为原来的13，则( )A ．电容器原来带的电荷量是9×10－6 CB ．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 CC ．电容器原来的电压可能是5 VD ．电容器原来的电压可能是5×10－7 VBC [由C ＝ΔQ ΔU ＝3×10－6C ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－13U ＝Q U ，解得Q ＝4.5×10－6 C ，故B 正确．当U 1＝5 V 时，C 1＝Q U 1＝4.5×10－65 F ＝0.9 μF ；当U 2＝5×10－7 V 时，C 2＝Q U 2＝4.5×10－65×10－7 F ＝9 F ，这么大的电容可以说在哪里都没有，F 的单位非常大，一般的电容都是μF 以及pF ，故电压不可能为5×10－7 V ，故C 项正确．]4．(多选)如图1-7-13所示，现有一平行板电容器，上、下极板分别带等量负电和正电，且电量保持不变，两板间距离为d ，有一带电小球以速度v 0水平射入电容器，且刚好从下极板右边缘飞出．若保持下极板静止，把上极板上移，使两板距离为2d ，小球从原处以0.5 v 0的水平速度射入，则带电小球：图1-7-13A ．将打在下板中央B ．仍沿原轨迹运动由下极板边缘飞出C ．不发生偏转，沿直线运动D ．若上板不动，将下板上移一段距离，小球不可能打到下板的中央AD [据电容的定义C ＝Q U ，电容决定式为：C ＝εr S 4πkd ，场强定义式：E ＝U d ，以上联立可得：E ＝4πkQ εr S ，E 显然与d 无关，所以当极板上、下移动时，板内场强不变，则小球受到的合力不变，加速度不变，由y ＝12at 2，可知时间不变，初速度为0.5 v 0，水平位移x ＝0.5 v 0t 为原来的一半，将打在下板中央，故A 正确，BC 错误；当把下极板上移时，粒子竖直位移减小，y ＝12at 2，时间减小，水平位移x ＝0.5 v 0t 小于极板的一半，不可能打在下极板的中央，故D 正确．所以选AD.]二、非选择题(2小题，共28分)5．(14分)如图1-7-14所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：【导学号：52592043】图1-7-14(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B 板为2 cm 的C 点处的电势．【解析】 (1)由电容定义式C ＝Q U ＝6×10－860 F ＝1×10－9 F.(2)两板之间为匀强电场E ＝U d ＝603×10－2 V/m ＝2×103 V/m ，方向竖直向下． (3)C 点距A 板间距离为d AC ＝d －d BC ＝1 cmA 与C 间电势差U AC ＝Ed AC ＝20 V又U AC ＝φA －φC ，φA ＝0可得φC ＝－20 V .【答案】 (1)1×10－9 F (2)2×103 V/m ，方向竖直向下 (3)－20 V6. (14分)如图1-7-15所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点，现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q 和－Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．图1-7-15【解析】设电容器电容为C ，第一次充电后两极板之间的电压为U ＝Q C ① 两极板之间电场的场强为E ＝U d ② 式中d 为两极板间的距离．按题意，当小球偏转角θ1＝π6时，小球处于平衡位置．设小球质量为m ，所带电荷量为q ，则有 T cos θ1＝mg ③ T sin θ1＝Qe ④ 式中T 为此时悬线的张力．联立①②③④式得tan θ1＝qQ mgCd ⑤ 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ ，此时小球偏转角θ2＝π3，则tan θ2＝q (Q ＋ΔQ )mgCd ⑥ 联立⑤⑥式得tan θ1tan θ2＝Q Q ＋ΔQ ⑦ 代入数据解得ΔQ ＝2Q . ⑧ 【答案】 2Q 美文欣赏1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。

高中物理第一章电场第七节了解电容器自我小测粤

了解电容器1关于电容器的电容，下列说法正确的是( )A．电容器带电量越多，电容越大B．电容器两板间电压越低，其电容越少C．电容器不带电时，其电容为零D．电容器的电容只由它本身特性决定2下图中有关固定电容器的电荷量(Q)、电压(U)、电容(C)的关系曲线正确的是( )3某电容器上标有“1.5 μF 9 V”的字样，则该电容器( )A．所带电荷量不能超过1.5×10－6 CB．所加电压不能超过9 VC．该电容器击穿电压为9 VD．当给该电容器加4.5 V的电压时，它的电容值变为0.75 μF4一个电容器带电荷量为Q时，两极间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7C时，它两极间的电势差增加20 V，则它的电容为( )A．1.0×10－8 F B．2.0×10－8 FC．4.0×10－8 F D．8.0×10－8 F5如图所示，平行板电容器的电容为C，极板带电荷量为Q，极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷，则它所受到的电场力大小为( )A ．k 2Qq d 2B ．k 4Qq d 2 C.Qq Cd D.2Qq Cd6对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( ) A ．将两板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将变小C ．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 7如图所示，平行金属板A 、B 组成的电容器，充电后与静电计相连，要使静电计指针张角变大，以下措施中可行的是( )A ．将B 板向上移动 B ．将B 板向右移动C ．在A 、B 之间插入电介质D ．使A 板放走部分电荷8如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一个金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U ，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的( )A ．距离变化B ．正对面积变化C ．介质变化D ．电压变化9如图所示，水平放置的平行板A 、B 间的电压为U ，两板的距离为d.一质量为m 、带电荷量为q 的粒子，由两板中央O 点以水平速度v 0射入，落在C 处，OC 的水平距离为L.若将B 板向下拉d2，初速度v 0不变，则粒子将落在B 板的C′点，求OC′的水平距离为多少？(粒子重力忽略不计；A 、B 间电压U 保持不变)10电容器的电容仅决定于两极板正对面积、极板间距，以及极板间电介质等几个因素．如图所示是测定液面高度的电容器传感器，在自动控制中有广泛的应用．在导线外层涂了一层电介质，放入导电液中，若测得金属芯线与导电液之间的电容(C)变大，则可知液面高度怎样变化？简述你的分析过程．答案1答案：D2解析：电容器电容反映电容器本身的属性，与电容器是否带电、带电荷量的多少无关．答案：BCD3解析：该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压．加在该电容器上电压超过9 V 就击穿它．能够给它充的最大电荷量为Q ＝CUm ＝1.5×10－6×9.0 C ＝1.35×10－5C ．电容器电容与所加电压无关，因此当给电容器加4.5 V 的电压时，其电容值仍为1.5 μF.答案：B4解析：由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关，所以可根据电容的定义式推导出：C ＝ΔQ ΔU .因此电容C ＝4.0×10－720C ＝2.0×10－8C.答案：B5解析：平行板电容器极板间电场为匀强电场，其电场强度为E ＝QCd ，因此点电荷q 在其中所受到的电场力为F ＝Eq ＝QqCd.答案：C6解析：由C ＝εS4πkd ，可判断．答案：BCD7解析：静电计指针的偏角反映静电计金属球与外壳之间的电势差．偏角越大，表明电势差越大；偏角越小，电势差越小．将待测电容器的两极分别与静电计的金属球和外壳相接，则静电计的指针偏角就间接地反映电容器两板间的电势差．另外，在调节时，我们可认为电容器极板上带电荷量基本不改变．如题图所示，当将B 板向上移动时，电容器极板正对面积减小，电容随之减小，两板间电势差随之增大，静电计指针偏角应增大．同理可得：当将B 板向右移动时，或者在两板之间插入电介质时，电容均随之增大，电势差均随之减小，静电计指针偏角均减小；当使板A 放电后，两板间电势差随之减小，此时静电计偏角减小．答案：A8解析：分析题中介绍的结构可知，该电容器由金属层和金属板组成两极板．当人对着话筒讲话时，声波使金属膜前后振动，影响两极板间的距离，从而影响其他量随之变化．答案：A9解析：根据牛顿第二定律，带电粒子在落到C 点之前，有：qUd ＝ma ，所以a ＝qUmd而带电粒子运动的情况为：水平方向上：L ＝v 0t 竖直方向上：d 2＝at 22＝qUt22md带电粒子落在C′点之前，据牛顿第二定律得： qU 32d ＝ma′，所以a′＝2qU3md ，但L′＝v 0t′ 12d ＋12d ＝12a′t′2＝12·2qU 3dm t′2 联立解得：OC′的水平距离L′＝3L. 答案：L′＝3L10解析：该装置类似于平行板电容器的结构：金属芯线和液体组成电容器的两个电极板，电极芯线与液体之间电介质的厚度相当于平行板电容器两极板之间的距离，而液面的高度变化影响电容器两极板间正对面积．当液面高度变化时，并不影响电容器的极板间距、介质材料．当电容器电容增大时，只能是电容器正对面积增大了，说明液面升高了．。

2019_2020学年高中物理第一章电场第七八节了解电容器静电与新技术学案粤教版

第七节了解电容器第八节静电与新技术[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道什么是电容器及平行板电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式.3.了解电容器充电和放电现象及能量转换.4.了解静电的危害及防止．科学探究：1.会正确连接电路，认真观察电容器的充放电过程.2.通过探究得出平行板电容器电容的影响因素．科学思维：1.通过类比建立电容的概念；通过电容的定义进一步体会比值定义法.2.结合具体问题构建电容器动态分析模型．一、电容器和电容的基本知识 1．电容器电容器是储存电荷的装置，它由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成． 2．电容器的充放电(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两个极板分别带上等量异种电荷的过程，充电过程中，从电源获得的能量储存在电容器中．(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程，放电过程中，电场能转化为其他形式的能量． 3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值． (2)公式C ＝QU，其中Q 指一个极板上所带电荷量的绝对值． (3)单位：法拉，简称法，符号是F,1F ＝1C/V,1F ＝106μF ＝1012pF. 二、决定电容的因素1．探究平行板电容器电容的决定因素(1)静电计：测量电容器两极板间电势差的仪器． (2)探究方法：控制变量法①保持Q 和d 不变，改变极板正对面积； ②保持Q 和S 不变，改变极板距离； ③保持Q 、S 、d 都不变，极板间插入电介质． (3)探究结论平行板电容器的电容C 跟介电常数εr 成正比，跟极板正对面积S 成正比，跟极板间的距离d成反比．2．平行板电容器电容的表达式：C＝εr S4πkd，εr为电介质的相对介电常数，真空时εr＝1，其他介质εr>1.3．电容器的两个性能指标：(1)一个是它的电容量；(2)另一个是它的耐压能力，耐压值表示电容器正常使用时两个电极间所能承受的最大电压．三、静电与新技术1．静电在技术上的应用：(1)静电在技术上有许多应用，比如激光打印、喷墨打印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等．(2)静电除尘①结构：将高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上．②原理：正、负极间有很强的电场，使气体分子电离为电子和正离子．电子附在空气中的尘埃上，向着圆筒运动而积累到金属圆筒上，尘埃积累到一定程度，在重力的作用下落入下面的漏斗中．2．防止静电危害(1)静电产生危害的必要条件是积累足够多的静电荷．(2)防止静电危害的基本原则是：控制静电的产生和把产生的静电迅速引走以避免静电的积累．常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等．(3)举例：①油罐车尾装有一条拖在地上的铁链；②有些工厂的车间里保持一定的湿度；③在橡胶中添加导电材料制成抗静电橡胶．判断下列说法的正误．(1)电容器的电容跟它的带电荷量成正比．(×)(2)对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变．(√)(3)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大．(×)(4)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小．(√)(5)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大．(√)(6)飞机的轮胎用导电橡胶制成，方便在着陆时把静电引入大地．(√)一、电容器电容(1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？(2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q 和板间电势差U 的比值是否发生变化？答案 (1)充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为电路的内能． (2)增大不变1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能．2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流．3．C ＝Q U 是电容的定义式，由此也可得出：C ＝ΔQ ΔU.4．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q 以及电势差U 均无关．例1 (2018·哈尔滨三中高二月考)下列关于电容器的说法中正确的是( ) A ．电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和 B ．电容器的电容与电容器所带电荷量成正比C ．一个电容器的电荷量增加ΔQ ＝1.0×10－6C 时，两极板间的电势差升高ΔU ＝10V ，则电容器的电容C ＝1.0×10－7FD ．放电后的电容器所带电荷量为零，电容也为零答案 C解析电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，A 错误；电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量，完全由电容器本身的属性决定，与电容器是否带电及带电荷量多少无关，B 、D 错误；由C ＝Q U ＝ΔQ ΔU，可得电容器的电容C ＝1.0×10－7F ，C 正确．例2 有一充电的电容器，两板间的电压为3V ，所带电荷量为4.5×10－4C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？答案 1.5×10－4F 1.5×10－4F 3×10－4C解析 C ＝Q U ＝4.5×10－43F ＝1.5×10－4 F ．电容器电压降为2 V 时，电容不变，仍为1.5×10－4F ．此时所带电荷量为Q ′＝CU ′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4C. 二、平行板电容器平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验：(1)如图甲所示，保持Q 和d 不变，减小两极板的正对面积S ，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝QU，分析电容C 的变化．(2)如图乙所示，保持Q 和S 不变，增大两极板间的距离d ，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．(3)如图丙所示，保持Q 、S 、d 不变，插入电介质，观察电势差U (静电计指针偏角)的变化，依据C ＝Q U，分析电容C 的变化．答案 (1)实验结论：S 减小，电势差U 增大，电容C 减小． (2)实验结论：d 增大，电势差U 增大，电容C 减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U 减小，电容C 增大．1．C ＝Q U 与C ＝εr S 4πkd的比较(1)C ＝Q U 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q ∝U 但C ＝Q U不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；(2)C ＝εr S 4πkd 是平行板电容器电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d ，反映了影响电容大小的因素．2．平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd3．平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合，两极板间的电势差U 恒定，Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ∝εr S d ，E ＝U d ∝1d. (2)充电后断开S ，电荷量Q 恒定，U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εr S ，E ＝U d ＝4πkQ εr S ∝1εr S. 例3 (2018·彭州中学高二月考)如图1所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N 与静电计金属球相连，极板M 和静电计的外壳均接地，用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U .在两极板相距为d 时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q 不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是( )图1A ．仅将M 板向下平移B ．仅将M 板向右平移C ．仅在M 、N 之间插入云母板(相对介电常数大于1)D ．仅在M 、N 之间插入金属板，且不和M 、N 接触答案 A解析仅将M 板向下平移，两极板正对面积减小，由C ＝εr S 4πkd 可知电容减小，而电容器所带电荷量不变，由C ＝Q U可得，板间电压增大，静电计指针张角变大，A 正确；仅将M 板向右平移，板间距离减小，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，B 错误；仅在M 、N 之间插入云母板，相对介电常数增大，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，C 错误；仅在M 、N 之间插入金属板，相当于板间距离减小，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，D 错误．静电计的使用静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器两极板间的电势差就等于静电计上所指示的电势差U ，U 的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化．例4 (多选)(2018·郴州市高二上期末)如图2所示，两块水平放置的平行正对的金属板a 、b 与电源E 相连，在与两板等距离的M 点有一个带电液滴恰处于静止状态．若将b 板向上平移一小段距离，但仍在M 点下方，下列说法中正确的是( )图2A ．液滴仍将处于静止状态B ．M 点电势升高C ．带电液滴在M 点的电势能增大D ．在b 板移动前后两种情况下，若将液滴从a 板移到b 板，电场力做功相同答案 CD解析电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将b 板向上平移一小段距离，根据E ＝Ud分析得知板间电场强度增大，液滴所受的电场力增大，液滴将加速向上运动，故A 错误；由U ＝Ed aM 知，M 与a 间的电势差增大，a 点的电势为零，M 点的电势小于零，则知M 点的电势降低，故B 错误；由于液滴带负电，则带电液滴在M 点的电势能增大，故C 正确；在b 板移动前后两种情况下，若将液滴从a 板移到b 板，两板间的电势差不变，根据电场力做功公式W ＝qU 知，电场力做功相同，故D 正确．[学科素养] 例4考查了平行板电容器相关的电势、场强动态分析以及带电体的受力问题．解题时要抓住以下要点或公式：①电容器两极板间电压一定；②F 电＝qE ；③E ＝Ud；④M 点的电势φM ＝－Ed aM 等．通过综合应用提高了学生的思维能力，很好地体现了“科学思维”的学科素养．三、静电的应用与防止1．应用静电现象的基本原理一般是让带电的物质微粒在电场力作用下奔向并吸附到异性电极或带电体上．2．防止静电危害的基本原则是：控制静电的产生和把产生的静电迅速引走以避免静电的积累．例5 (多选)如图3为静电除尘器除尘机原理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是( )图3A ．到达集尘极的尘埃带正电荷B ．电场方向由集尘极指向放电极C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大答案 BD解析集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷，A 项错误；电场方向由集尘极指向放电极，B 项正确；带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C 项错误；同一位置电场强度一定，由F ＝qE 可知，尘埃电荷量越多，所受电场力越大，D 项正确．1．(电容器电容)对电容C ＝Q U，以下说法正确的是( ) A ．电容器充电电荷量越多，电容增加越大 B ．电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比 C ．电容器的电容越大，所带电荷量就越多D ．对于确定的电容器，它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变答案 D2．(电容的计算)一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4C ，则其电压减小为原来的13，则( )A ．电容器原来的带电荷量为9×10－4CB ．电容器原来的带电荷量为4.5×10－4C C ．电容器原来的电压为1VD ．电容器的电容变为原来的13答案 B解析由题意知C ＝Q U ＝Q －3×10－4C 13U，解得Q ＝4.5×10－4C ，故B 正确，A 错误．因电容器的电容未知，所以无法求出电容器原来的电压，C 错误．电容是由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D 错误．3．(电容器的动态分析)如图4所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A 、B 之间的P 点，处于静止状态．现将极板A 向下平移一小段距离，但仍在P 点上方，其他条件不变．下列说法中正确的是( )图4A ．液滴将向下运动B ．液滴将向上运动C ．电容器电容减小D ．极板带电荷量将减小答案 B解析将极板A 向下平移一小段距离，电容器与电源相连，极板间的电压保持不变，根据E ＝U d分析得知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上运动，故A错误，B 正确．将极板A 向下平移一小段距离时，根据C ＝εr S4πkd 得知电容C 增大，而电容器的电压U 不变，由Q ＝CU 知，极板带电荷量将增大，故C 、D 错误．4．(电容器的动态分析)(多选)如图5所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两板间有一个正试探电荷固定在P 点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是( )图5A ．静电计指针张角变小B ．静电计指针张角不变C ．正电荷在P 点的电势能减小D ．正电荷在P 点的电势能不变答案 AC解析将负极板缓慢向右平移一小段距离，两板间的距离减小，根据电容的决定式C ＝εr S4πkd 可知，电容C 增大，而电容器的电荷量Q 不变，则由C ＝Q U得，板间电压U 减小，因此静电计的指针张角变小，故A 正确，B 错误；根据板间场强E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQεr S，可见E 不变，P 点到负极板距离减小，由公式U ＝Ed 得，P 点的电势降低，正电荷在P 点的电势能变小，故C 正确，D 错误．一、选择题考点一对电容器、电容的理解1．电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是( ) 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 答案 C解析电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量．电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两极板间电压及电容器所带电荷量无关，A 、B 错误；由C ＝Q U知，U 一定时，Q 越大的电容器，C 越大，C 正确；单位μF 与pF 的换算关系为1μF ＝106pF ，D 错误．2．(多选)(2018·宿迁市期中)如图1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( )图1A ．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答案 AD解析平行板电容器和恒定直流电源相连，电容器两端电压不变，箭头表示电流方向，则电容器正在充电，故A 正确，B 错误；电容器正在充电，电容器两板所带电荷量增大，电容器的电容增大，所以电容器两板间距离可能正在变小，故D 正确，C 错误．3．(多选)一个电容器的规格是100μF 、25V ，对这两个数据的理解正确的是( ) A ．这个电容器只有加上25V 电压时，电容才是100μF B ．这个电容器储存的电荷量一定为2.5×10－3C C ．这个电容器所加电压不能高于25VD ．这个电容器所加电压可以低于25V ，但电容不变，总是100μF(电容器本身不发生变化) 答案 CD考点二电容的计算4．一个电容器带电荷量为Q 时，两极板间电压为U ，若使其带电荷量增加4.0×10－7C 时，它两极板间的电势差增加20V ，则它的电容为( ) A ．1.0×10－8F B ．2.0×10－8F C ．4.0×10－8F D ．8.0×10－8F答案 B解析 C ＝ΔQ ΔU ＝4.0×10－720F ＝2.0×10－8F ，故选B.5．如图2所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40V 降低到36V ，对电容器来说正确的是( )图2A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5×10－2F D ．该电容器的电荷量变化量为0.2C 答案 B解析由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错，B 对；C ＝Q U ＝0.240F ＝5×10－3F ，C 错；ΔQ ＝C ΔU ＝5×10－3×4C＝0.02C ，D 错．考点三电容器的动态分析6.(2018·北京卷)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图3所示．下列说法正确的是( )图3A ．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a 板接触，能使电容器带电B ．实验中，只将电容器b 板向上平移，静电计指针的张角变小C ．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D ．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大答案 A解析实验前，只用带电玻璃棒与电容器a 板接触，由于静电感应，在b 板上将感应出异种电荷，A 正确；b 板向上平移，正对面积S 变小，由C ＝εr S 4πkd 知，电容C 变小，由C ＝QU 知，Q不变，U 变大，因此静电计指针的张角变大，B 错误；插入有机玻璃板，相对介电常数εr 变大，由C ＝εr S 4πkd 知，电容C 变大，由C ＝QU 知，Q 不变，U 变小，因此静电计指针的张角变小，C 错误；实验中，只增加极板带电荷量，由C ＝QU，电容C 不变，U 变大，静电计指针的张角变大，D 错误．7．平行板电容器充电后断开电源，将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离．下列表示此过程中电容器两极板间电场强度E 随两极板间距离d 的变化关系图象正确的是( )答案 C解析由于平行板电容器充电后断开电源，电容器所带电荷量保持不变，两极板间电场强度E ＝U d ＝Q Cd ＝4k πQ εr S，E 不随两极板间距离d 的变化而变化，C 正确，A 、B 、D 错误． 8．(多选)(2018·宿迁市期末)如图4所示，竖直放置的平行板电容器与定值电阻R 、电源E 相连，用绝缘细线将带电小球q 悬挂在极板间，闭合开关S 后细线与竖直方向夹角为θ.则有( )图4A ．保持开关S 闭合，将A 板向右平移，θ不变B ．保持开关S 闭合，将A 板向左平移，θ变小C ．断开开关S ，将A 板向右平移，θ不变D ．断开开关S ，将A 板向右平移，θ变小答案 BC解析保持开关S 闭合，电容器两端的电势差不变，将A 板向右平移，d 减小，则电场强度增大，带电小球所受电场力增大，根据共点力平衡条件知，θ角变大，反之向左平移A 板，θ角变小，A 错误，B 正确；断开开关S ，电荷量不变，根据C ＝εr S 4πkd ，E ＝U d ，C ＝QU ，联立解得E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQεr S，故电场强度大小与两极板间的距离无关，故移动A 板电场强度不变，θ角不变，C 正确，D 错误．9.(多选)(2018·烟台市期末)如图5所示，两块水平放置的平行正对的金属板a 、b 分别与电池两极相连，开始时开关S 闭合，发现在距两板距离相等的P 点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b 板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是( )图5A ．液滴将加速向下运动B ．液滴将保持不动C ．P 点电势升高，液滴在P 点时电势能减小D ．P 点电势升高，液滴在P 点时电势能增大答案 BC解析断开S 后，电容器Q 不变，由E ＝Q Cd ＝4πkQεr S知E 不变，B 正确，A 错误；由φP ＝U Pb＝Ed Pb 知，因d Pb 增大，所以φP 升高，液滴带负电，故液滴在P 点的电势能减小，C 正确，D 错误．10.(2018·启东中学高一下期末)利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生．如图6所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体(矿井中含有杂质的水)，A、C构成电容器，已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系为电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转，若矿井渗水(导电液体深度h增大)，则电流表( )图6A．指针向右偏转，A、C构成的电容器充电B．指针向左偏转，A、C构成的电容器充电C．指针向右偏转，A、C构成的电容器放电D．指针向左偏转，A、C构成的电容器放电答案 B考点四静电的利用和防止11．(多选)下列哪些做法属于防止静电危害的措施( )A．飞机轮胎用导电橡胶制成B．静电植绒在纺织业得到很广泛的应用C．在很高的建筑物顶端装上避雷针D．做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子答案ACD解析防止静电危害的措施是多样的，可以控制静电不产生或少产生，若不可回避地产生了静电还可以采取导电的方式防止聚集．B属于静电的利用，A、C、D都是防止静电危害的措施．12.(多选)某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图7，带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，以下说法正确的是( )图7A．该电场是匀强电场B ．a 点电势高于b 点电势C ．电场力对粉尘做正功D ．粉尘的电势能增大答案 BC解析该电场的电场线疏密不均匀，所以不是匀强电场，故A 错误；沿着电场线方向电势降低，所以a 点电势高于b 点电势，故B 正确；带负电粉尘受电场力向右，由b 点运动到a 点，电场力对粉尘做正功，电势能减小，故C 正确，D 错误．二、非选择题13.如图8所示，一平行板电容器接在U ＝12V 的直流电源上，电容C ＝3.0×10－10F ，两极板间距离d ＝1.20×10－3m ，g 取10m/s 2，求：图8(1)该电容器所带电荷量．(2)若板间有一带电微粒，其质量m ＝2.0×10－3kg ，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电荷量为多少？带何种电荷？答案 (1)3.6×10－9C (2)2.0×10－6C 负电荷解析 (1)由公式C ＝Q U得Q ＝CU ＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C.(2)带电微粒恰在极板间静止，则带电微粒带负电，并且有qE ＝mg ，而E ＝U d，解得q ＝mgd U ＝2.0×10－3×10×1.20×10－312C＝2.0×10－6C.14.如图9所示，平行板电容器的两个极板A 、B 水平放置且接在电压为60V 的恒压电源正、负极上，两极板间距为3cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：图9(1)平行板电容器的电容；(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．答案 (1)1×10－9F (2)2×103V/m ，方向竖直向下(3)－20V解析 (1)平行板电容器的电容C ＝Q U ＝6×10－860F ＝1×10－9F.(2)两板之间为匀强电场，则E ＝U d ＝603×10－2V/m ＝2×103V/m ，方向竖直向下．(3)M 点距A 板间距离为d AM ＝d －d BM ＝1cmA 与M 间电势差U AM ＝Ed AM ＝20V又U AM ＝φA －φM ，φA ＝0，可得φM ＝－20V.15．(2018·广州二中高二期中)如图10所示，水平放置的平行板电容器的两极板M 、N 接在直流电源上，两极板间的距离为L ＝15cm.上极板M 的中央有一小孔A ，在A 的正上方h 处的B 点有一小油滴自由落下．已知小油滴的电荷量q ＝3.5×10－14C 、质量m ＝3.0×10－9kg.当小油滴即将落到下极板时速度恰好为零．两极板间的电势差U ＝6×105V ．求：(不计空气阻力，取g ＝10m/s 2)图10(1)两极板间的电场强度E 的大小为多少？ (2)设平行板电容器的电容C ＝4.0×10－12F ，则该电容器所带电荷量Q 是多少？(3)B 点在A 点的正上方的高度h 是多少？答案 (1)4×106V/m (2)2.4×10－6C (3)0.55m解析 (1)由匀强电场的场强与电势差的关系式可得两极板间的电场强度为E ＝UL＝4×106V/m (2)该电容器所带电荷量为Q ＝CU ＝2.4×10－6C (3)小油滴下落过程中，由动能定理可得：mg (h ＋L )－qU ＝0 则B 点在A 点的正上方的高度是h ＝qU mg －L ＝3.5×10－14×6×1053.0×10－9×10m －15×10－2m ＝0.55m.。

学业分层测评第1章第7节了解电容器第8节静电与新技术

高中物理第一章电场第七八节了解电容器静电与新技术教学案粤教版选修3_1

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