(新教材)2020版物理人教版必修第三册课后练习：第十章 4.电容器的电容

4.电容器的电容

课后篇巩固提升基础巩固

1.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是( )

A.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2时,平行板电容器充电,且上极板带负电

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。

2.有一已充电的电容器,若使它的电荷量减少

3×10-4 C,则其电压减小为原来的,由此可知( )

13A.电容器原来带的电荷量为9×10-4 C

B.电容器原来带的电荷量为4.5×10-4 C

C.电容器原来的电压为1 V

D.电容器的电容变为原来的13

ΔQ=3×10-4 C,电压减小为原来的,即减少了原来的,则根据C=知,电1323ΔQ ΔU 容器原来带的电荷量Q=4.5×10-4 C,A 错误,B 正确;由已知条件无法求电压,C 错误;电容反映电容器本身的特性,电容器极板上的电荷量减少,电容器的电容不变,D 错误。

3.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q ,P 是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是( )

A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间电场强度减小

B.若将电容器的下极板上移一点,则P 点的电势升高

C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大

D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小

E=、U=、C=,可知E=,S 减小,E 增大,A 项错误;由E=可知d 变化,E 不U d Q

C εr S 4πkd 4πkQ εr S 4πkQ εr S 变,φP 不变,B 项错误;U=Ed ,d 减小,U 减小,C 项错误,

D 项正确。

4.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5×10-2 F 0.2 C

Q=CU 知,U 降低,Q 减小,故为放电过程,A 错,B 对;

由C= F=5×10-3 F,可知C 错;

Q U =0.240ΔQ=C ΔU=5×10-3×4 C =0.02 C,D 错。

5.平行板电容器充电后断开电源,现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。下图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,正确的是( )

,电容器所带电荷量保持不变,两极板间电场强度E=,E 随两极板间距离d 的增大保持不变,C 正确,A 、B 、D 错误。

U d =Q Cd =4kπQ εr S

6.

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6×10-8 C,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2 cm 的M 点处的电势。

平行板电容器的电容C=F=1×10-9 F 。Q U

=6×10-860(2)两板之间为匀强电场,E= V/m =2×103 V/m,方向竖直向下。

U d =603×10-2(3)M 点距A 板间距离为d AM =d-d BM =1 cm

A 与M 间电势差U AM =Ed AM =20 V

又U AM =φA -φM ,φA =0

可得φM =-20 V 。

×10-9 F (2)2×103 V/m,方向竖直向下　(3)-20 V

能力提升

甲

1.如图甲所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图。当动极板和定极板之间的距离d 变化时,电容C 便发生变化,通过测量电容C 的变化就可知道两极板之间的距离d 的变化情况。在图乙中能正确反映C 与d 之间变化规律的图像是( )

乙

C=,电容C 与两极板间距离d 成反比,根据数学知识可知,C -d 图像εr S

4πkd 是双曲线的一支,故A 正确。

2.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是( )

A.保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半

B.保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的两倍

C.保持C 不变,将Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的一半

D.保持C 、d 不变,将Q 变为原来的一半,则E 变为原来的一半

E=知,当U 不变,d 变为原来的两倍时,E 变为原来的一半,A 项正确;当E 不变,d 变为原

U d 来的一半时,U 变为原来的一半,B 项错误;C 不变,由C=知,当Q 变为原来的两倍时,U 变为原

Q

U 来的两倍,C 项错误;C 不变,Q 变为原来的一半,U 变为原来的一半时,d 不变,则E 变为原来的一半,D 项正确。

甲

3.用电流传感器观察电容器的放电过程,传感器与计算机相连,还能显示出电流随时间变化的I -t 图像。按照图甲所示连接电路。电源用直流8 V 左右,电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关S 与1端相连,电源向电容器充电,这个过程可在短时间内完成。然后把开关S 掷向2端,电容器通过电阻R 放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I -t 图像(图乙)。