高中物理优化探究第一章第6、7节电容器和电容静电的应用及危害

第一章 静电场

第6、7节 电容器和电容 静电的应用及危害

[课时作业]

一、单项选择题

1.关于避雷针能够避免建筑物被雷击的原因,下列分析不正确的是( )

A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地

B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷

C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地

D.避雷针由尖锐的导体做成,利用的是尖端放电现象

解析:带电荷的云层在避雷针尖端感应出与云层相反的静电,达到一定程度就会发生尖端放电,中和云层中的电荷,同时将云层中的电荷导入大地,避免了雷击现象,A 、B 、D 对,C 错.

答案:C

2.某电容器上标有“25 μF 450 V ”字样,下列对该电容器的说法中正确的是

( )

A.要使该电容器两极板之间电压增加1 V ,所需电荷量为2.5×10－5 C

B.要使该电容器带电荷量为1 C,两极板之间需加电压为2.5×10－5 V

C.该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10－5 C

D.该电容器能够承受的最大电压为450 V

解析:由电容器电容的定义式C ＝Q U 可得C ＝ΔQ ΔU ,ΔQ ＝C ΔU ,要使该电容器两极板

之间电压增加1 V ,即ΔU ＝1 V ,所需电荷量为ΔQ ＝2.5×10－5 C,A 正确；由C ＝Q U 知,

要使该电容器带电荷量为1 C,两极板之间需加电压为4×104 V ,B 错误；该电容器能够容纳的电荷量最多为Q ＝CU ＝2.5×10－5×450 C ＝1.125×10－2 C,C 错误；电容器上所标的450 V 是电容器的额定电压,是电容器正常工作时所能承受的电压,低于击穿电压,故该电容器能够承受的最大电压大于450 V ,D 错误. 答案:A

3.一个已充电的电容器,若使它的电荷量减少3×10－4 C,则其电压减少为原来的13,

则()

A.电容器原来的带电荷量为9×10－4 C

B.电容器原来的带电荷量为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1 3

解析:由C＝ΔQ

ΔU得ΔQ＝C(U－

1

3U)＝

2

3CU＝

2

3Q,Q＝

3

2ΔQ＝4.5×10

－4 C,故A错误,B

正确.因电容器的电容不知,所以无法得出电容器原来的电压,故C错误.电容是由电容器本身决定的,跟电压和电荷量的变化无关,所以电容器的电容不变,故D错误.

答案:B

4.在如图所示实验中,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

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:A

5.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1

2d,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

C.U2＝U1,E2＝2E1

D.U2＝2U1,E2＝2E1

解析:当平行板电容器的其他条件不变,板间距离变为1

2d时,电容器的电容为C′＝

εS

4πk d

2

＝2C,又知电容器的带电荷量变为2Q,则得知U′＝

2Q

2C＝U,即U2＝U1.根据匀

强电场中电势差与场强之间的关系式E＝U

d得E2＝

U2

1

2d

＝2E1,因此选项C正确,其他

选项都错误.

答案:C

二、多项选择题

6.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()

解析:电容器的电容反映的是电容器本身的属性,与电容器是否带电、带电荷量的多少无关.

答案:BD

7.如图所示,在玻璃管中心轴上安装一根直导线,玻璃管

外绕有线圈,直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈

的两放电柱相连.开始,感应圈未接通电源,点燃蚊香,让烟

通过玻璃管冒出.当感应圈电源接通时,玻璃管中的导线

和管外线圈间就会加上高电压,立即可以看到不再有烟

从玻璃管中冒出来了.过一会儿还可以看到管壁吸附了

一层烟尘,这是因为()

A.烟尘在高压电场作用下带上了负电

B.烟尘在高压电场作用下带上了正电

C.带负电的烟尘吸附在线圈上,因此看不到有烟冒出

D.带正电的烟尘吸附在直导线上,因此看不到有烟冒出

解析:烟尘在直导线和管外线圈形成的高压电场作用下,带上了负电,带负电的烟尘颗粒被吸附到了带正电的线圈上,因此看不到有烟冒出,A、C项正确.

答案:AC

8.如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U.现使B板带电,则下列判断正确的是()

A.增大两极板之间的距离,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:指针张角的大小对应于极板间电势差,电容器上所带电荷量一定,由公式C＝

εS

4πkd知,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

9.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.在两

极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点,如图所示,

以E表示电容器两极板间的电场场强,U表示电容器两极

板间的电压,E p表示正电荷在P点的电势能.若保持负极

板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()

A.U变小,E不变

B.E变大,E p变大