2019-2020学年高中物理 第一章 静电场 第6、7节 电容器和电容 静电的应用及危害练习（含解析）教科版选修3-1

第6、7节电容器和电容静电的应用及危害一、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：C2某电容器上标有“25 F450 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2.5105 CB要使该电容器带电荷量为1 C，两极板之间需加电压为2.5105 VC该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5105 CD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可得C，QCU，要使该电容器两极板之间电压增加1 V，即U1 V，所需电荷量为Q2.5105 C，A正确；由C知，要使该电容器带电荷量为1 C，两极板之间需加电压为4104 V，B错误；该电容器能够容纳的电荷量最多为QCU2.5105450 C1.125102 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：A3一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3104 C，则其电压减少为原来的，则()A电容器原来的带电荷量为9104 CB电容器原来的带电荷量为4.5104 CC电容器原来的电压为1 VD电容器的电容变为原来的解析：由C得QC(UU)CUQ，QQ4.5104 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：B4.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：A5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d，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()AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1解析：当平行板电容器的其他条件不变，板间距离变为d时，电容器的电容为C2C，又知电容器的带电荷量变为2Q，则得知UU，即U2U1.根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式E得E22E1，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：BD7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：AC8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知，当d变大时，C变小，再由C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：AB9一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，Ep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()AU变小，E不变 BE变大，Ep变大CU变小，Ep不变 DU不变，Ep不变解析：当平行板电容器充电后与电源断开时，对有关物理量变化的讨论，要注意板间电场强度的一个特点：E，即对于介质介电常数为的平行板电容器而言，两板间的电场强度只与极板上单位面积的带电荷量成正比带电荷量Q不变，两板间的电场强度E保持不变，由于板间距离d减小，据UEd可知，电容器两极板间的电压U变小由于场强E保持不变，因此，P点与接地的负极板间的电势差保持不变，即P点的电势保持不变，因此电荷在P点的电势能Ep保持不变，所在本题的正确选项是A、C.答案：AC10如图所示为静电除尘器除尘机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，以达到除尘目的下列表述正确的是()A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解析：在放电极附近，电场线呈辐射形散开，且场强非常强电子在电场中加速，附着在尘埃上向集尘极移动，故迁移到集尘极的尘埃带负电，A错误负电荷向集尘极移动，电场方向从集尘极指向放电极，其受电场力的方向与场强方向相反，故B正确，C错误由F电qE，可知，同一位置E一定，q越大，电场力越大，故D正确答案：BD三、非选择题11.如图所示，一平行板电容器接在U12 V的直流电源上，电容C3.01010 F，两极板间距离d1.20103 m，g取10 m/s2.求：(1)该电容器所带电荷量；(2)若板间有一带电微粒，其质量m2.0103 kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量为多少？带何种电荷？解析：(1)由公式C得QCU3.0101012 C3.6109 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qEmg，而E，则q C2.0106 C，微粒带负电荷答案：(1)3.6109 C(2)2.0106 C负电荷12.如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6109 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板为2 cm的C点处的电势；(4)若将电容器与电源断开后，将B板向下移动2 cm，B板的电势解析：(1)由C，得C F21010 F.(2)由E，得E V/m103 V/m.(3)A板接地，电势A0，由UACEdACAC得C10 V.(4)保持电荷量不变，下移B板，电场强度不变UABEdABAB得B50 V.答案：(1)21010 F(2)103 V/m(3)10 V(4)50 V- 4 -