人教版物理必修第三册课后练习9电容器电容

　人教版物理必修第三册课后练习 人教版物理必修第三册课后练习 9 9

　电容器的电容 电容器的电容 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，只有带电的容器才是电容器 B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体，就组成了电容器 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 解析：选 D 电容器是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A 错误；任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体组成一个电容器，B 错误；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，C 错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D 正确。

　2．根据电容器的电容的定义式 C＝ QU ，可知(

　) A．电容器带的电荷量 Q 越多，它的电容 C 就越大 B．电容器两极板之间的电势差 U 越大，它的电容 C 就越小 C．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关 D．电容器不带电时，其电容为零 解析：选 C 电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，由电容器本身决定，C 与 Q、U 无关，故 A、B 错误，C 正确；电容器不带电时，其电容不为零，故 D 错误。

　3．如图所示是描述对给定的电容器充电时电荷量 Q、电压 U、电容 C 之间相互关系的图像，其中不正确的是(

　)

　解析：选 A 电容为电容器本身的性质，与带电荷量和电压均无关，A 错，B、D 对；由 Q＝CU 可知C 恒定不变时，Q 与 U 成正比，C 对。

　4.某一电容器的标准是“400 V 22 μF”(如图)，则下列说法中 正确的是(

　) A．该电容器可在 400 V 以下电压时正常工作 B．该电容器只能在 400 V 电压时正常工作 C．电压是 220 V 时，电容是 11 μF D．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 解析：选 A 每一个电容器都有它的耐压值，电容器可以在耐压值及其以下正常工作，A 正确，B 错误；电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质决定的，所以电容不变，C 错误；有的电容器是有极性的，分正负极，D 错误。

　5．用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器 C 1 和 C 2 充电，已知 C 1 ＜C 2 。当达到稳定状态时，两电容器每极板的带电荷量分别为 Q 1 和 Q 2 ，则(

　)

　A．Q 1 ＞Q 2

　B．Q 1 ＜Q 2

　C．Q 1 ＝Q 2

　D．无法确定 Q 1 与 Q 2 的大小关系 解析：选 B 相同的电池，则电压相同，故根据 Q＝CU 可知电容越大，充电量越大，即 Q 1 ＜Q 2 ，B正确。

　6．一个已充电的电容器，若使它的带电荷量减少 3×10－ 4

　C，则其电压减小为原来的 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 13

　解析：选 B 平行板电容器的电荷量减少 ΔQ＝3×10－ 4

　C，电压减小为原来的 13 ，由 C＝QU 知，电荷量减少为原来的 13 ，即减少了原来的23 ，则根据 C＝ΔQΔU 知，电容器原来的带电荷量 Q＝1.5ΔQ＝1.5×3×10－ 4

　C＝4.5×10－ 4

　C，A 错误，B 正确；由已知条件无法求电压，电容反映电容器本身的特性，电容器极板上的电荷减少，电容器的电容不变，C、D 错误。

　7．平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电结束后，电容器的电压为 U，电荷量为 Q，电容为 C，极板间的电场强度为 E。现将两极板间距离减小，则引起的变化是(

　)

　A．Q 变大

　B．C 变小 C．E 变小

　D．U 变小 解析：选 A 平行板电容器保持与直流电源两极连接，其电压 U 保持不变，将两极板间距离 d 减小，由电容的决定式 C＝ε r S4πkd ，分析得知，电容 C 变大；电荷量 Q＝CU，U 不变，C 变大，Q 变大；由 E＝Ud分析可知电场强度 E 变大。故 A 正确，B、C、D 错误。

　8．如图甲，先将开关 S 掷向 1，给平行板电容器 C 充电，稳定后把 S 掷向 2，电容器通过电阻 R 放电，电流传感器将电流信息导入计算机，屏幕上显示出电流 I 随时间 t 变化的图像如图乙所示。将电容器C 两极板间的距离增大少许，其他条件不变，重新进行上述实验，得到的 I­t 图像可能是(

　)

　 解析：选 C 将电容器两极板间距变大，相当于增大了板间距，根据平行板电容器决定式：C＝ε r S4πkd ，可知电容变小，则充电电量：Q＝CU 变小，但充电完成后，电容器两端电压仍与电源电压 U 相等，所以再次放电，初始时刻的电流不变，但电荷量变小。I­t 图中图线与坐标轴的面积代表电荷量，所以面积比图乙小，A、B、D 错误，C 正确。

　9．有一个充电的平行板电容器，两极板间的电压为 3 V，现设法使它的电荷量减少 3×10－ 4

　C，于是其板间的电压降为原来的 13 ，如果再使它的带电荷量增加，当板间的电压增加到 16 V 时，它的带电荷量为元电荷的多少倍？ 解析：根据 C＝ QU 知：C＝ΔQΔU ＝3×10－ 42 F＝1.5×10－ 4

　F。电压增加到 16 V 时，所带电荷量 Q＝CU＝1.5×10－ 4 ×16 C＝2.4×10 － 3

　C。

　带电荷量为元电荷的倍数：n＝2.4×10－ 31.6×10－ 19 ＝1.5×10 16 。

　答案：1.5×10 16

　 10．传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器极板间距而引起电容变化的是(

　)

　解析：选 C A 图是通过改变电介质，来改变电容器的电容，故 A 错误；B 图中电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液体，故是通过改变电容器两极板间正对面积而引起电容变化的，故 B 错误；C 图是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，故 C 正确；D 图是通过转动动片改变正对面积，改变电容器的电容，故 D 错误。

　11．[多选]水平放置的平行板电容器与电源相连，下极板接地。带负电的液滴静止在两极板间 P 点，以 E 表示两极板间的电场强度，U 表示两极板间的电压，φ 表示 P 点的电势。若电容器与电源断开，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则(

　)

　A．U 变大，E 不变，φ 不变

　B．U 不变，E 变小，φ 降低 C．液滴将向下运动

　D．液滴仍保持静止 解析：选 AD 电容器与电源断开，则带电量 Q 不变，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则 d 变大，根据 C＝ε r S4πkd 可知 C 变小，根据 Q＝CU 可知 U 变大，由 E＝Ud 与上述式子联立可得：E＝ 4πkQε r S，则 E 不变；因 P 点与下极板的距离不变，根据 U＝Ed 可知 P 点与下极板的电势差不变，即 P 点的电势 φ 不变，A 正确，B 错误；由于 E 不变，则液滴受的电场力不变，则液滴仍保持静止，C 错误，D正确。

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

　(1)每一极板的带电荷量； (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)两板间的电场强度大小。

　解析：(1)由 Q＝CU 得 Q＝3×10－ 6 ×120 C＝3.6×10 － 4

　C。

　(2)E p ＝－eφ P ＝－e U ABdd PB ＝－90 eV。

　(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 E k －0＝－eU BA ，解得 E k ＝120 eV。

　(4)E＝ Ud ＝1204×10－ 3

　N/C＝3×10 4

　N/C。

　答案：(1)3.6×10－ 4

　C (2)－90 eV (3)120 eV (4)3×10 4

　N/C