高中物理静电场课后检测.docx

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高中物理静电场课后检测

高中物理静电场（三）课后检测

基础题组

1．下列关于电容器的叙述正确的是（　　）

A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才能称为电容器

B．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关

C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和

D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器的放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能

2．电容器A的电容比电容器B的电容大，这说明（　　）

A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳的电荷量多

C．A的体积比B的体积大D．两个电容器的电压都改变1V时，A的电荷量改变比B大

3．一个电容器的规格是“100μF　50V”，则（　　）

A．这个电容器加上50V电压时，电容才是100μF

B．这个电容器最大电容为100μF，带电荷量较少时，电容小于10μF

C．这个电容器加上电压不能低于50V

D．这个电容器的电容总等于100μF

4.对于水平放置的平行板电容器，下列说法中错误的是（　　）

A．将两极板的间距加大，电容将增大

B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小

C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大

D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大

5．某电容器的电容是30μF，额定电压为200V，击穿电压为400V，对于该电容器，下列说法中正确的是（　　）

A．为使它的两极板间的电压增加1V，所需要的电荷量是3×10－5C

B．给电容器1C的电荷量，两极板间的电压为3×10－5V

C．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3C

D．该电容器两极板间能承受的最大电压为200V

6．对于给定的电容器，如图所示，是描述电容C、所带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，正确的是（　　）

7．（多选）有一个正放电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－6C，其电压降为原来的

，则（　　）

A．电容器原来带的电荷量是9×10－6C

B．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6C

C．电容器原来的电压可能是5V

D．电容器原来的电压可能是5×10－7V

8．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域。

如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极板正对面积而引起电容变化的是（　　）

9.当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则（）

A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变

B．电容器的电容减小为原来的

倍，两极板间电势差保持不变

C．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍

D．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的

倍

10.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，接入电路，闭合开关S，电源即给电容器充电．则（　　）

A．保持S闭合，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小

B．保持S闭合，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大

C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小

D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增

11．（多选）传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示，是一种测定压力的电容传感器．当测定压力F作用于可动膜电极上时，可使膜片产生形变，引起电容变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路．那么（　　）

A．当F向上压膜片电极时，电容将减小

B．当F向上压膜片电极时，电容将增大

C．若电流计有示数，则压力F发生变化

D．若电流计有示数，则压力F不发生变化

12．如图所示，一平行板电容器接在U＝12V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10F，两极板间距离d＝1.20×10－3m，取g＝10m/s2，求：

（1）该电容器所带电荷量。

（2）若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10－3kg，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？

13.如图所示，两平行的金属板间的电场是匀强电场，电场强度大小为E＝1.0×104V/m，两板相距1.0cm，B板接地，C点与A板相距0.40cm。

（1）求A、C间的电势差UAC和C点的电势φC各为多少；

（2）将电荷量为q＝－1.0×10－12C的点电荷置于C点，其电势能Ep为多少？

提升题组

14．如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压

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5.0×10－2F

D．电容器的电量变化量为0.20C

15.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　）

A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低

C．带电油滴的电势能将减小D．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大

16.（多选）传感器是指将非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着广泛应用．如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线外面有一层不导电的电介质，把金属芯线插入导电液体中（芯线与导体绝缘），金属芯线与导电液体形成一个电容器，从指示器显示的电容的大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是（　　）

A．C增大表示h增大B．C增大表示h减小

C．C减小表示h减小D．C减小表示h增大

17．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图所示）。

设若两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若（　　）

A．保持S不变，增大d，则θ变大

B．保持S不变，增大d，则θ变小

C．保持d不变，减小S，则θ变小

D．保持d不变，减小S，则θ不变

18.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

19．（多选）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表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，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（　　）

A．U变小，E不变B．E变大，EP变大

C．U变小，EP不变D．U不变，EP不变

20.如图所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状态。

若某时刻油滴的电荷量开始减小（质量不变），为维持该油滴原来的静止状态，应（　　）

A．给平行板电容器继续充电，补充电荷量

B．让平行板电容器放电，减少电荷量

C．使两极板相互靠近些

D．使两极板相互远离些

21.如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ（　　）

A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变

B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大

C．断开S，将A板向B板靠近，则θ减小

D．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大

22.如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d＝4mm，充电后两极板电势差为120V．A板带正电，若它的电容为3μF，且P到A板距离为1mm.求：

（1）每一板的带电荷量；

（2）一个电子在P点具有的电势能；

（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能；

（4）两板间的电场强度。

23．如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm，两板间的电势差为300V，如果两板间电

势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需

多长时间？

24．如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N，接上直流电源。

上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h＝20cm处的B点，有一小油滴自由落下．已知小油滴的电量Q＝－3.5×10－14C，质量m＝3.0×10－9kg.当小油滴即将落到下极板时，速度恰为零．（不计空气阻力，g＝10m/s2）求：

（1）两极板间的电场强度E；

（2）两极板间的电势差U；

（3）设平行板电容器的电容C＝4.0×10－12F，则该电容器带电量Q是多少？

25.如图所示，两块水平放置的平行金属板a、b，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，a板接地．a板的正中央有一小孔B，从B孔正上方h处的A点，一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量为q的带电油滴，油滴穿过B孔后落到b板，把全部电荷量传给b板，若不计空气阻力及板外电场．问：

（1）第几滴油滴将在a、b板间做匀速直线运动？

（2）能到达b板的油滴不会超过多少滴？

答案与解析

1.【答案】BD

【解析】电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A错误，B正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，若求两极板电荷量的代数和，则恒为零，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确。

2.【答案】D

【解析】电容是电容器的固有属性，根据电容定义C＝

，电容的物理意义是指电容器两极板间的电压每改变1V时所改变的电荷量的多少，电容C不表示电容器容纳或已容纳电荷量的多少。

3.【答案】D

【解析】电容器的电容等于100μF，与所加电压和所带电荷量无关，50V电压为最大电压。

4.【答案】A

5.【答案】A

【解析】由ΔQ＝C·ΔU＝30×10－6×1C＝3×10－5C，A对；由U＝

＝

V＝3.3×104V，电容器被击穿，B错；击穿电压为400V表示能承受的最大电压为400V，最大电荷量Q＝CU＝3×10－5×400C＝1.2×10－2C，C、D错。

6.【答案】AD

【解析】在电容定义式C＝

中，C由电容器结构决定，与Q、U无关，A正确，B、C均错误，Q与U成正比，D正确。

7.【答案】BC

【解析】由C＝

可得

＝

，解得Q＝4.5×10－6C，故B正确；当U1＝5V时，C1＝

＝

F＝0.9μF；当U2＝5×10－7V时，C2＝

＝

F＝9F．这么大的电容可以说在哪里都没有，F的单位非常大，一般的电容都是μF以及pF.故电压不可能为5×10－7V．故正确答案为BC。

8.【答案】BD

【解析】A选项改变的是介质，B、D选项改变的是正对面积，C选项改变的是两板间的距离，故B、D正确。

9.【答案】C

【解析】由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变．由电容的定义式

可知，当所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电压也相应增大为2U，故本题应选C。

10.【答案】BC

11.【答案】BC

【解析】利用C＝

，Q＝CU来分析．U不变，向上压膜则d减小，C增大，Q增大，为充电过程．d增加，C减小，Q减小，为放电过程。

12.【答案】

（1）3.6×10－9C　

（2）2.0×10－6C　负电荷

【解析】

（1）由公式C＝

得：

Q＝CU＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C。

（2）若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，而E＝

，

则q＝

＝

C＝2.0×10－6C，微粒带负电荷。

13.【答案】

（1）40V　60V　

（2）－6×10－11J

【解析】

（1）根据匀强电场电场强度和电势差的关系得，UAC＝E·d＝40V，C点的电势φC＝UCB＝E·d＝60V．

（2）点电荷置于C点时的电势能Ep＝qφC＝－6×10－11J。

14.【答案】B

【解析】由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错B对；由C＝

＝

F＝5×10－3F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D错。

15.【答案】B

【解析】上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将沿电场线向下运动，电势将减小，A错，B对；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能应增加，C错；电容器的电容C＝

，由于d增大，电容C应减小，极板带电荷量Q＝CE将减小，D错。

16.【答案】AC

【解析】导线芯和导电液体构成电容器，当液面升高，相当于电容器两极板正对面积增大，则C增大．当液面降低时，相当于电容器两极正对面积减小，则C减小。

17.【答案】A

【解析】静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q保持不变，C＝

＝

.保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，偏角θ也增大，故选项C、D均错。

18.【答案】AB

【解析】电容器上所带电量一定，由公式C＝

，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。

19.【答案】AC

20.【答案】A

【解析】某时刻油滴的电荷量开始减小（质量不变），则油滴所受的重力没

变，但向上的静电力减小，要维持油滴原来的静止状态，电场强度应该变大。

若给平行板电容器继续充电，补充电荷量，由C＝

，U＝

知电势差变大，据E＝

知电场强度变大，选项A正确。

同理，放电则使电场强度减小，选项B错误。

两板靠近或是远离，两板间的电场不会变化，故选项C、D错误。

21.【答案】B

【解析】保持S闭合，电容器两端电压不变，将A板向B板靠近，由E＝U/d可以判断电场强度变大，θ增大，选项A错误，B正确；断开S，电荷量Q不变，将A板向B板靠近，由U＝Q/C、E＝U/d和C＝

可以判断电场强度不变，则θ不变，选项C、D错误。

22.【答案】　

（1）3.6×10－4C　

（2）－90eV　（3）120eV

（4）3×104N/C

【解析】

（1）由Q＝UC得Q＝120×3×10－6C＝3.6×10－4C

（2）EP＝eφP＝e

dPB＝－90eV

（3）因为电子从B板出发到A板的过程中电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以由动能定理得Ek－0＝qUAB，Ek＝120eV

（4）E＝U/d＝3×104N/C

23.【答案】4.5×10－2s.

【解析】取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q，则带电小球受重力mg和电场力qE的作用。

当U1＝300V时，小球平衡：

mg＝q

①

当U2＝60V时，带电小球向下板做匀加速直线运动：

mg－q

＝ma②

又h＝

at2③

由①②③得：

t＝

＝

s＝4.5×10－2s.

24.【答案】　

（1）2.0×106V/m　方向竖直向下　

（2）3.0×105V　（3）1.2×10－6C

【解析】由动能定理W＝ΔEk得mg（h＋L）＝|Q|U，U＝

代入数据U＝

V＝3.0×105V

E＝U/d＝

V/m＝2.0×106V/m

Q＝CU＝4.0×10－12×3.0×105C＝1.2×10－6C.

25.【答案】　

（1）

＋1　

（2）

＋1

【解析】

（1）当油滴在a、b间做匀速直线运动时，有Eq＝mg，设这时已有n滴油滴落在b板，板间电场强度为E＝

＝

，n＝

，所以做匀速直线运动的应是第（

＋1）滴。

（2）设第N滴正好到达b板，则它到达b板的速度正好为零．此时b板所带电荷量Q′＝（N－1）q，a、b间的电压U＝

。

根据动能定理有mg（h＋d）－qU＝0，解得N＝

＋1，所以能够到达b板的油滴不会超过（

＋1）滴。