人教版高中物理必修第3册课后习题 第十章 静电场中的能量 4.电容器的电容.docVIP

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4.电容器的电容

合格考达标练

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

D.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电

答案A

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错误。

2.

(黑龙江大庆一中月考)如图所示,平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接,G为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计,闭合开关S后,下列说法正确的是()

A.若只在两板间插入电介质,电容器的两板间电压将增大

B.若只在两板间插入电介质,电容器的电容将保持不变

C.若只将滑动变阻器的滑片P向上移动,电容器储存的电荷量将增加

D.若只将电容器下极板向下移动一小段距离,此过程电流计中有从a到b方向的电流

答案C

解析闭合开关S后,电容器两板间电压等于变阻器下部分电阻分担的电压,保持不变,若只在两板间插入电介质,相对介电常数增大,电容器的电容将增大,故A、B错误;若只将滑动变阻器的滑片P向上移动,电容器两极板间电压增大,则电容器所带电荷量增多,故C正确;若只将电容器下极板向下移动一小段距离,板间距离增大,电容减小,而电压不变,则电容器所带电荷量减小,电容器放电,由于上极板带正电,所以此过程电流计中有从b到a方向的电流,故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

答案D

解析由E=Ud、U=QC、C=εrS4πkd,可知E=4πkQ

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40V降低到36V,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5×10-2F

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错误,B正确;

由C=QU=0

ΔQ=CΔU=5×10-3×4C=0.02C,D错误。

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()

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=Ud

6.

(山东安丘月考)在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接,极板A接地。静电计的指针张开一定角度。若将极板A稍向上移动一点,观察到静电计指针的张角变大。这说明了什么?

答案见解析

解析电容器无法放电,故带电荷量不变,即Q一定;静电计测量的是电压,观察到静电计指针的张角变大,说明电压变大;根据C=QU

7.当病人发生心室纤颤时,必须要用除颤器及时进行抢救,除颤器工作时的供电装置是一个C=70μF的电容器,它在工作时,一般是让100~300J的电能在2ms的时间内通过病人的心脏部位。已知充电后电容器储存的电能为E=12CU2

(1)除颤器工作时的电功率在什么范围?

(2)要使除颤器的电容器储存140J的电能,充电电压需达到多大?

答案(1)50~150kW(2)2000V

解析(1)根据电功率P=Wt

P1=1002×10-

P2=3002×10-

即电功率的范围为50~150kW。

(2)根据电容器储存的电能为E=12CU2

知U=2EC

等级考提升练

8.(山东济南历城二中月考)某电车使用“3V12000F”石墨烯纳米混合型超级电容器,下列说法正确的是()

A.该电容器最多能储存72000C的电荷量

B.电容器放电,电荷量逐渐减少到0,电容不变

C.电容器放电,电荷量逐渐减少到0,电压不变

D.若30s能充满电,则充电平均电流为3600A

答案B

解析该电容器能容纳的最大电荷量为Q=CU=1×3C=36000C,选项A错误;电容器的电容与电荷量和电压无关,在充、放电时电容不变,电容器放电,电荷量逐渐减少到0,电压逐渐减小为0,选项B正确,C错误;若30s能充满电,则充电平均电流为I=Qt

9.(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