高中物理第1章静电场6、7电容器和电容、静电的应用及危害学业分层测评教科版选修3-1.pdf

精品教案可编辑6、7 电容器和电容、静电的应用及危害(建议用时：45 分钟)学业达标 1电容器是一种常用的电子元件下列对电容器认识正确的是()【导学号：33410048】A电容器的电容表示其储存电荷的能力B电容器的电容与它所带的电荷量成正比C电容器的电容与它两极板间的电压成反比D电容的常用单位有F和 pF,1 F103 pF【解析】CQU是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，B、C 错.1 F106 pF，D 错电容是表示电容器储存电荷的能力的物理量，A 选项正确【答案】A2(多选)下列是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是()【解析】对于给定电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器的带电荷量Q的大小和两极板间的电压U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D 正确，A、B 错误而 C 图告诉我们电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C 正确【答案】CD3请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好精品教案可编辑C小鸟停在单根高压输电线上会被电死D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险【解析】电工穿金属衣可以起到静电屏蔽的作用，选项A 错误；制作汽油桶的材料用金属可使与空气摩擦产生的静电流入地下，减少静电积累，因此制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，选项B 正确；小鸟停在单根高压输电线上，两脚之间的电压几乎为零，没有电流从小鸟身上通过，所以小鸟不会被电死，选项C 错误；现在的汽车一般都是金属物件，可以起到静电屏蔽的作用，使该汽车内部基本不受影响，所以呆在汽车里比呆在木屋里要安全，选项 D 错误【答案】B4(多选)某电容器上标有“1.5 F9 V”字样，则该电容器()A所带电荷量不能超过1.5 10 6 CB所带电荷量不能超过1.35 105 CC所加电压不应超过9 VD该电容器的击穿电压为9 V【解析】电容器上标出的电压为额定电压，即电容器正常工作时的电压，击穿电压大于额定电压，故C 对，D 错而由CQU可得，QCU，当电容器两极板间电压恰为9 V时，电容器所带的电荷量达到最大值，即Q 1.5 10 6 9 C 1.35 105 C.【答案】BC5 如图 1-6-10所示的实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是()【导学号：33410049】图 1-6-10A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，且上极板带负电精品教案可编辑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】A6一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()AC和U均增大BC增大，U减小CC减小，U增大DC和U均减小【解析】由CS4kd可知，插入电介质后，增大，电容C增大；由UQC可知U减小，故选B.【答案】B7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12d，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()【导学号：33410050】AU2U1，E2E1BU22U1，E2 4E1CU2U1，E22E1DU22U1，E22E1【解析】U1QC，E1U1d.当板间距变为12d时，由CS4kd可知电容变为2C，而所带电荷量也变为2Q，故U22Q2CU1，E2U212d2U1d2E1，C 选项正确【答案】C8有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3 V，先使它的电荷量减少3 104 C，精品教案可编辑于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？【解析】电容器两极板间电势差的变化量为U 113U2 V由CQU，有C3 10 42F 1.5 10 4 F 150 F电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍是 150 F.【答案】150 F 150 F能力提升 9在如图1-6-11所示的电路中，闭合开关S，用电压为U的直流电源对平行板电容器充电，要使电容器两板间电压大于U，可采取的办法为()图 1-6-11A先将 S 断开，然后将两板间距离拉大一些B先将两板间距离拉大一些，然后将S 断开C先将两板正对面积减少一些，然后将S 断开D先将 S 断开，然后将两板间距离减小一些【解析】若先断开S，则Q不变化，再将电容器的两板间距离拉大，C减小，由UQC知U增大，选项A 正确；若先拉大两板间距离，电压U不变，再断开S，U仍不变化，选项 B 错误；若先将两板正对面积减少，电压U不变，再将S 断开，U仍不变化，选项C错误；若先将S 断开，Q不变化，再将两板间距离减小时，C增大，由UQC知U减小，精品教案可编辑选项 D 错误【答案】A10 (多选)如图 1-6-12所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是()【导学号：33410051】图 1-6-12A将A板向上移动B将B板向右移动C将A、B之间充满电介质D将A板放走部分电荷【解析】当A板上移时，极板正对面积S减小，由平行板电容器电容公式CS4kd知电容C减小因电容器与电源是断开的，电容器带电荷量Q不变，由UQC得U增大，静电计的张角变大，选项A 正确 当B板右移时，极板间距d增大，可知C减小，U增大，静电计的张角变大，选项B 正确极板间插入电介质，介电常数增大，从而电容C增大，U减小，选项C 错误当A板放走部分电荷，极板的带电荷量Q减小，而C不变，故U减小，选项D 错误【答案】AB11(多选)如图 1-6-13所示，平行板电容器的两极板A、B与电池两极相接，一个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夹角为，那么()精品教案可编辑图 1-6-13A保持开关S 闭合，带正电的A板向B板靠近，则增大B保持开关S 闭合，带正电的A板向B板靠近，则不变C开关 S 断开，带正电的A板向B板靠近，则增大D开关 S 断开，带正电的A板向B板靠近，则不变【解析】闭合开关，电容器充电，结果A板带正电，B板带负电，小球在重力、绳子拉力和电场力的作用下处于平衡状态若保持开关S 闭合，A板向B板靠近时，两板间的电势差保持不变，根据EUd，场强E将增大，所以小球所受电场力也将变大，故角增大开关 S 断开，A板向B板靠近时，则极板的带电量将不变，由EUd，UQC和CS4kd，可得E4kQS，所以E将不变，小球所受电场力也不变，所以不变正确选项为A、D.【答案】AD12 如图 1-6-14所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6 108 C，A极板接地求：【导学号：33410052】图 1-6-14(1)平行板电容器的电容；精品教案可编辑(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【解析】(1)由电容定义式得CQU6 10860F 1 10 9 F.(2)两板之间为匀强电场，则EUd603 10 2V/m 2 103 V/m，方向竖直向下(3)C点距A板间距离为dACddBC1 cmA与C间电势差UACEdAC 20 V又UACAC，A0 可得C 20 V.【答案】(1)1 109 F(2)2 103 V/m，方向竖直向下(3)20 V