《2019-2020學年高中物理 課時分層作業(yè)6 電容器和電容 靜電的應用及危害(含解析)教科版選修3-1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2019-2020學年高中物理 課時分層作業(yè)6 電容器和電容 靜電的應用及危害(含解析)教科版選修3-1(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時分層作業(yè)(六) 電容器和電容 靜電的應用及危害
[基礎達標練]
(時間:15分鐘 分值:50分)
一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)
1.(多選)下列說法中正確的是 ( )
A.電容器是儲存電荷和電能的容器,只有帶電時才稱電容器
B.電容是描述電容器容納電荷本領大小的物理量
C.固定電容器所充電荷量跟加在兩極板間的電壓成正比
D.電容器的電容跟極板所帶電荷量成正比,跟極板間電壓成反比
BC [電容器是儲存電荷和電能的容器,不論是否帶電均是電容器,故A錯誤;電容是描述電容器容納電荷本領大小的物理量,故B正確;根據(jù)Q=CU可知,固定電容器所充電荷量跟加在兩
2、極板間的電壓成正比,選項C正確;電容器的電容跟極板所帶電量無關,與兩極板間的電壓無關,故D錯誤.]
2.某平行板電容器的電容為C,帶電量為Q,相距為d,今在板間中點放一個電量為q的點電荷,則它受到的電場力的大小為( )
A. B.
C. D.
C [由電容的定義式C=得,板間電壓為U=.板間場強大小為E=.點電荷所受的電場力大小為F=qE,聯(lián)立得到F=.]
3.(多選)如圖所示各圖描述的是對給定的電容器充電時其電荷量Q、電勢差U、電容C之間相互關系的圖像,其中正確的是( )
A B C D
CD [電容器的電容是由電容器本身決定的,與電容器所帶電荷量
3、Q的大小和兩極板間的電勢差U的大小無關,不能認為C與Q成正比,與U成反比,故D正確,A、B錯誤.而C圖表示電容器所帶電荷量與極板間的電勢差成正比,其比值為電容器的電容,故C正確.]
4.如圖所示,電源A兩端的電壓恒為6 V,電源B兩端的電壓恒為8 V,當開關S從左扳到右時,通過電流計的電荷量為1.2×10-5 C,則電容器的電容約為 ( )
A.2×10-5 F
B.1.5×10-6 F
C.6×10-6 F
D.8.6×10-7 F
D [當開關S接左邊時,電容器上極板帶正電,所帶電荷量Q=CUA,當開關S扳到右邊時,電容器上極板帶負電,所帶電荷量Q′=CUB,該過程中通過
4、電流計的電荷量ΔQ=Q+Q′=C(UA+UB)=1.2×10-5 C,解得電容約為8.6×10-7 F,選項D正確.]
5.(多選)平行金屬板A、B組成的電容器,充電后與靜電計相連,如圖所示,要使靜電計指針張角變大.下列措施中可行的是 ( )
A.A板向上移動
B.B板向右移動
C.A、B板之間插入電介質
D.使兩極板帶的電荷量減小
AB [由公式C=和U=得U=.電容器充電后,與靜電計相連,電容器帶電荷量Q幾乎不變,A板上移,兩板的正對面積S減小,U增大,靜電計指針張角變大,A正確;B板向右移,d增大,U增大,指針張角變大,B正確;A、B板之間插入電介質,U減小,指針張
5、角變小,C錯誤;Q減小,U減小,指針張角變小,D錯誤.]
6.如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強電場后,分落在收集板中央的兩側.對礦粉分離的過程,下列表述正確的有( )
A.帶正電的礦粉落在右側
B.電場力對礦粉做正功
C.帶負電的礦粉電勢能變大
D.帶正電的礦粉電勢能變小
BD [由題圖可知,電場方向水平向左,帶正電的礦粉所受電場力方向與電場方向相同,所以落在左側;帶負電的礦粉所受電場力方向與電場方向相反,所以落在右側,選項A錯誤.無論礦粉所帶電性如何,礦粉均向所受電場力方向偏轉,電場力均做正功,選項B正確;電勢能均減少,選項C錯誤,選項D正確
6、.]
二、非選擇題(14分)
7.如圖所示,在玻璃管中心軸上安裝一根直導線,玻璃管外繞有線圈,直導線的一端和線圈的一端分別跟感應圈的兩放電柱相連.開始時,感應圈未接通電源,點燃蚊香,讓煙通過玻璃管冒出.當感應圈電源接通時,玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓,立即可以看到,不再有煙從玻璃管中冒出來了.過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵.請思考這是什么原因.
[解析] 當感應圈電源接通時,玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓,形成強電場.含塵氣體經(jīng)過電場時被電離.塵粒與負離子結合帶上負電,在強電場中受電場力作用偏轉后被吸附在帶正電的管壁上.
[答案] 見解析
[能力提升練
7、]
(時間:25分鐘 分值:50分)
一、選擇題(本題共4個小題,每題6分,共24分)
1.(多選)如圖所示,一平行板電容器與電源E和電流表相連接,接通開關S,電源即給電容器充電,下列說法中正確的是( )
A.保持S接通,使兩極板的面積錯開一些(仍平行),則兩極板間的電場強度減小
B.保持S接通,減小兩極板間的距離,則電流表中有從左到右的電流流過
C.斷開S,增大兩極板間的距離,則兩極板間的電壓增大
D.斷開S,在兩極板間插入一塊電介質板,則兩極板間的電勢差減小
BCD [先明確物理量C、Q、U、E中保持不變的量,再依據(jù)物理公式來討論.保持開關S接通,電容器上電壓U保持不
8、變,正對面積S減小時,由E=可知U和d都不變,則場強E不變,A錯誤.減小距離d時,由C∝可知電容C增大,因為開關S接通U不變,由Q=CU得電荷量Q將增大,故電容器充電,電路中有充電電流,B正確.斷開開關S后,電容器的電荷量Q保持不變,當d增大時電容C減小,由C=可得電壓U將增大,C正確.插入電介質,εr增大,電容C增大,因為斷開S后Q不變,由C=知電壓U將減小,D正確.]
2.如圖所示,兩平行金屬板水平放置并接到電源上,一個帶電微粒P位于兩板間,恰好平衡.現(xiàn)用外力將P固定住,然后固定導線各接點,使兩板均轉過α角,如圖虛線所示,再撤去外力,則P在兩板間( )
A.保持靜止
B.水平向
9、左做直線運動
C.向右下方運動
D.不知α角的值,無法確定P的運動狀態(tài)
B [設原來兩板間距為d,電勢差為U,則qE=mg,當板轉過α角時兩板間距d′=dcos α,E′==,此時電場力F′=qE′=,其方向斜向上,其豎直分力F=F′cos α=qE=mg,故豎直方向上合力為零,則P水平向左做勻加速直線運動.]
3.(多選)如圖所示,平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連,一帶正電小球懸掛在電容器內部.閉合開關S,充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為θ,則( )
A.保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ增大
B.保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ不變
C.斷開S,將A板向B板靠近
10、,則θ增大
D.斷開S,將A板向B板靠近,則θ不變
AD [保持開關S閉合,電容器兩端間的電勢差不變,帶正電的A板向B板靠近,極板間距離減小,電場強度E增大,小球所受的電場力變大,θ增大,故A正確,B錯誤;斷開開關S,電容器所帶的電量不變,C=,E===,知d變化,E不變,電場力不變,θ不變,故C錯誤,D正確.]
4.(多選)如圖所示,沿水平方向放置的平行金屬板a和b,分別與電源的正負極相連.a(chǎn)、b板的中央沿豎直方向各有一個小孔,帶正電的液滴從小孔的正上方P點由靜止自由落下,先后穿過兩個小孔后速度為v1.現(xiàn)使a板不動,保持開關S打開或閉合,b板向上或向下平移一小段距離,相同的液滴仍從P點
11、自由落下,先后穿過兩個小孔后速度為v2.下列說法中正確的是 ( )
A.若開關S保持閉合,向下移動b板,則v2>v1
B.若開關S保持閉合,無論向上或向下移動b板,則v2=v1
C.若開關S閉合一段時間后再打開,向下移動b板,則v2>v1
D.若開關S閉合一段時間后再打開,無論向上或向下移動b板,則v2<v1
BC [若開關S保持閉合,則兩極板間的電壓恒定不變,所以無論向上或向下移動b板,電場力做功W=Uq恒定不變,重力做功不變,先后穿過兩個小孔后速度不變,即v2=v1.若開關S閉合一段時間后再打開,兩極板上的電荷量不變,向下移動b板,兩極板間的距離減小,根據(jù)公式C=可得電容增
12、大,根據(jù)公式C=可得兩極板間的電壓減小,克服電場力做功W=Uq減小,重力做功不變,故穿過a板后的速度v2>v1,C正確,D錯誤.]
二、非選擇題(本題共2小題,共26分)
5.(13分)一個平行板電容器,使它每板電荷量從Q1=3×10-5 C增加到Q2=3.6×10-5 C時,兩板間的電勢差從U1=10 V增加到U2=12 V,求這個電容器的電容多大?
[解析] C==
=3×10-6 F
=3 μF.
[答案] 3 μF
6.(13分)如圖所示,水平放置的平行金屬板A、B的距離為d,開始兩板都不帶電,現(xiàn)將電荷量為+q、質量為m的液滴從小孔正上方h處無初速度滴下,通過小孔落向B板并把電荷全部傳給B板,若第N滴液滴在A、B間恰好做勻速運動,求電容器的電容.
[解析] 第N滴液滴做勻速運動時,板上電荷量
Q=(N-1)q ①
由平衡條件得qE=mg ②
兩極板間電壓U=Ed ③
電容器電容C= ④
由①②③④聯(lián)立解得C=.
[答案]
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