教科版高中物理必修第三册课后习题 第一章 7.静电的利用和防护 8.电容器 电容.docVIP

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7.静电的利用和防护8.电容器电容

课后训练巩固提升

基础巩固

1.下列图片显示的技术中,属于防范静电危害的是()

答案:D

2.电容器是非常重要的电学元件,通过充电使一电容器的电荷量变为原来的2倍,则该电容器的()

A.电容变为原来的2倍

B.电压变为原来的2倍

C.额定电压变为原来的4倍

D.电场强度变为原来的4倍

答案:B

解析:电容器的电容与其电荷量无关,选项A错误;根据Q=CU可知,电荷量变为原来的2倍,则电压变为原来的2倍,选项B正确;电容器的额定电压与电荷量无关,选项C错误;根据C=QU和E=U

3.电容器是将电能暂时存储的一种电学元件,关于平行板电容器的电容,下列说法正确的是()

A.电容器所带的电荷量越多,电容就越大

B.电容器两极板间的电压越高,电容就越大

C.电容器正对面积增大,电容就增大

D.电容器两极板间距离增大,电容就增大

答案:C

解析:电容是电容器本身的性质,与极板上所带的电荷量无关,故A错误;电容是电容器本身的性质,与极板两端的电压无关,故B错误;由C=εr

4.(多选)如图所示,一带电液滴静止在两极板正对的平行板电容器中间P点,电容器上极板带正电、下极板带负电。现将极板错开少许,由此可判断()

A.液滴带正电

B.液滴带负电

C.液滴将向上运动

D.液滴将向下运动

答案:BC

解析:带电液滴在极板间处于平衡状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力,由于平行板上极板带正电,故液滴带负电,故A错误,B正确;电容器两板间电荷量不变,将平行板电容器的极板错开少许,正对面积减小,由电容器的决定式和电场强度的关系式可知,E=Ud

5.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是C=εSd,其中常量ε=9.0×10-12F·m-1

已知两金属片的正对面积为50mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60mm。只要电容变化达0.25pF,电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到响应,至少需要按下多大距离?

答案:0.15mm

解析:由题中给出的电容计算公式C=εSd及相关数据,解得键未按下时的电容C1

由C1C

又C2=C1+0.25pF=1.00pF

解得Δd=0.15mm。

能力提升

1.右图是一种通过测量电容器电容的变化,检测液面高低的仪器原理图,电容器的两个电极分别用导线接到指示器上,指示器可显示出电容的大小,下列关于该仪器的说法正确的是 ()

A.金属芯线粗细决定电容的大小

B.芯柱外套的绝缘管越厚,该电容器的电容越大

C.该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和电介质

D.指示器显示出电容增大了,则电容器中液面升高了

答案:D

解析:电容器的两个电极是可以导电的,分别是金属芯柱和导电液,芯柱外套的绝缘层越厚,金属芯柱和导电液之间距离越大,电容越小,故A、B、C错误;指示器显示出电容增大了,金属芯柱和导电液正对面积增大了,说明容器中液面升高了,故D正确。

2.(秋·四川成都郫都校级期中)如图所示,平行板PQ、MN与电源相连,开关S闭合,从O点沿两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子,粒子经电场偏转后发生的侧移为y,不计粒子的重力,要减小侧移y,下列操作可行的是()

A.仅将PQ板向下平移一些

B.仅将PQ板向上平移一些

C.将开关S断开,仅将PQ板向下平移

D.将开关S断开,仅将PQ板向上平移

答案:B

解析:粒子在电场中做类平抛运动,则粒子经电场偏转后发生的侧移为y=12at2,而粒子在电场中运动的加速度为a=qEm,电容器在连接电源的情况下,极板间电压不变,极板间电场强度为E=Ud,仅将PQ板向下平移一些,两极板间的电场强度E变大,粒子沿电场方向的加速度a增大,侧移y变大;仅将PQ板向上平移一些,两板间的电场强度E变小,粒子沿电场方向的加速度a减小,侧移y变小,故A、B正确。将开关S断开,两极板的电荷量不变,极板间电场强度为E=Ud,C=QU

3.如图所示,平行板电容器上极板带正电荷,且与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一个固定在P点的正点电荷,以E表示两极板间电场的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角,若保持上极板不动,将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置,则()

A.θ增大,E增大,Ep增大

B.θ增大,E增大,Ep减小

C.θ减小,E不变,Ep增大

D.θ减小,E不变,Ep减小

答案:D

解析:电容器与电源断开,电量不变,将下极板上移的过程中,由C=εrS

可知U=4πkdQε

因d减小,故U减小,夹角θ减小;

再由E=Ud可知,E=4πkQ

根据U=Ed可知,