第八節(jié)電容器的電容（滿分100分，60分鐘完成）班級(jí)_______姓名_______目的要求：1．理解電容的定義式C＝，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算；2．掌握影響平行板電容器電容的因素，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)的得6分，對(duì)而不全得3分。選錯(cuò)或不選的得0分。1．連接在電源兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時(shí)，有 （） A．電容器的電容變大 B．電容器極板的帶電量Q變大 C．電容器兩極板間的電勢(shì)差U變大 D．電容器兩板間的場強(qiáng)E變大2．電容器A的電容比電容器B的電容大，這表明 （） A．A所帶的電量比B所帶的電量大 B．A比B能容納更多的電荷 C．A的體積比B的大 D．兩電容器的電壓都改變1V時(shí)，A的電量改變比B的大3．電容器兩極板間電壓一定，若正極板不動(dòng)，將負(fù)極板遠(yuǎn)離正極板移動(dòng)，則極板間某一給定的點(diǎn)與負(fù)極板間的電勢(shì)差將 （） A．變大 B．變小 C．不變 D．以上結(jié)論均有可能4．兩塊平行金屬板，挨得很近且不相連。給兩板帶上等量異種電荷后，兩極板間便有了電壓，為了使兩板電壓加倍，而板間場強(qiáng)減半，可采用的辦法有 （） A．兩板電量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?倍 B．兩板電量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?倍 C．兩板電量減半，而距離變?yōu)樵瓉?倍 D．兩板電量減半，而距離變?yōu)樵瓉?倍在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。S閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持S閉合情況下，采用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板（）MNS圖1 A．MNS圖1 B．上移下極板N C．左移上極板MD．把下極板N接地6．如圖2所示，兩塊平行板A、B之間距離為d，加在兩板間的電壓為U，并將B板接地作為零電勢(shì)，現(xiàn)在正電荷q逆著電場線方向由A板移到B板，若用x表示移動(dòng)過程中該正電荷到A距離，其電勢(shì)能EP隨x變化圖線為圖3中哪一個(gè)（）dEPxOdEPdEPxOdEPxOdEPxOdEPxOABCD圖3圖2dAB 7．如圖4所示，當(dāng)平行板電容器帶電后，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定的角度。若不改變A、B兩極板帶的電量而減少兩極板間的距離，同時(shí)在兩極板間插入電介質(zhì)，那么靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度 （）圖 A．一定減小圖 B．一定增大 C．一定不變 D．可能不變8．傳感器是把非電學(xué)量（如高度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的一種元件，它在自動(dòng)控制中有著廣泛的應(yīng)用。如圖5所示，是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖。金屬芯線與導(dǎo)電液體構(gòu)成一個(gè)電容器，將金屬芯線和導(dǎo)電液體分別與直流電源的兩極相連接，從電容C和導(dǎo)電液體與金屬芯線間的電壓U的變化就能反映液面的升降情況，以下判斷正確的是 （）h圖5電介質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體 A．電源接通后，電容h圖5電介質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體 B．電源接通后，電容C減小，反映h增大 C．電源接通再斷開后，電壓U減小，反映h減小 D．電源接通再斷開后，電壓U減小，反映h增大第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。9．兩塊平行金屬板，相距2cm，組成一個(gè)電容器。當(dāng)將它接在200V的直流電壓上時(shí)，它所帶的電量是5×10－8庫．那么，電容器的極板間的場強(qiáng)大小為，電容器的電容大小為10．有一個(gè)電容器，帶電荷量為1×10－5C，兩極板間電壓為200V，電容器電容為___________F。如果使它帶電荷量再增加1×10－6C，此時(shí)它的電容為___________F，兩極板間的電壓為___________11．兩個(gè)耐壓為6V的電容器，它們的電容分別為10μF和30μF，它們分別最多能儲(chǔ)存________C和_________C的電量。12．平行板電容器，兩極板足夠長，水平放置，充電后斷開開關(guān)，一帶電粒子以速度v0水平射入，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若將兩板距離增大，則粒子在板內(nèi)做___________運(yùn)動(dòng)；若增大距離后再合上開關(guān)，則粒子將在板內(nèi)做___________運(yùn)動(dòng)，其軌跡向___________方偏轉(zhuǎn)。13．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(diǎn)放一電荷量為q的點(diǎn)電荷，則它所受電場力大小為___________。三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。14．（12分）一個(gè)平行板電容器，電容為200pF，充電后兩板間電壓為100V，電容器帶多少電荷量？斷開電源后，將兩板距離減半，兩板間電壓為多少？15．（15分）用x射線照射不帶電的平行板電容器的一個(gè)極板，極板發(fā)射出的電子都匯集到另一個(gè)極板上，若每秒鐘從每平方厘米極板上發(fā)射的電子數(shù)n＝1×1013個(gè)，發(fā)射電子的速率為v＝1×106m/s，電子的質(zhì)量為m＝×10－30kg，電容器的電容C＝，極板面積為S＝第8節(jié)電容器的電容參考答案一、選擇題：1．【答案】ABD【點(diǎn)撥】當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，由平行板電容器的電容公式可知，電容器的電容C變大，A正確；因電容器始終與電源相連，所以電容器兩板間的電勢(shì)差U保持不變，再根據(jù)Q＝CU知，電容器帶電量Q變大，B正確，C錯(cuò)誤；由勻強(qiáng)電場強(qiáng)度E與電勢(shì)差U的關(guān)系可知，兩板間的電場強(qiáng)度E變大，D正確。2．【答案】D【點(diǎn)撥】電容是電容器本身的一種固有屬性，由電容器本身的構(gòu)造決定，電容描述了電容器容納電荷的本領(lǐng)（電容器兩極板間的電勢(shì)差每改變1V所改變的電量的多少）大小，而不表示容納電荷的多少或帶電量的多少，D正確。3．【答案】A【點(diǎn)撥】電容器兩極板間電壓一定，距離變大，場強(qiáng)E變小，極板間某一定點(diǎn)與正極板的電勢(shì)差減小，因而與負(fù)極板間的電勢(shì)差將增大，A正確。4．【答案】C【點(diǎn)撥】由題意要求先整理和推導(dǎo)出兩板電壓和場強(qiáng)與電量和兩板距離的關(guān)系式，然后進(jìn)行討論E＝，，C正確。5．【答案】B【點(diǎn)撥】微粒恰好能保持靜止，表明微粒受到的豎直向上的電場力等于重力，要使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板，可以將極板間的場強(qiáng)增大，在S閉合情況下，極板間電勢(shì)差不變，可以減小極板間的距離，B正確。6．【答案】B【點(diǎn)撥】將B板接地作為零電勢(shì)，把正電荷q逆著電場線方向由A板移到B板，電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，到達(dá)B板時(shí)，電勢(shì)能為零，B正確。7．【答案】A【點(diǎn)撥】由公式判斷，插入電介質(zhì)、減小兩板間的距離時(shí)，電容C變大，由知，電壓一定變小，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度一定減小，A正確。8．【答案】AD【點(diǎn)撥】液面的高低，相當(dāng)于電容器兩極的正對(duì)面積大小。液面高，正對(duì)面積大，電容就大。電源接通后，C減小，反映h減小，A正確；電源接通再斷開，電量Q一定，電壓U減小，電容C增大，反映h增大，D正確。二、填空、實(shí)驗(yàn)題：9．【答案】1×104V/m；×10－10【點(diǎn)撥】根據(jù)公式，計(jì)算。10．【答案】5×10－8；5×10－8；220【點(diǎn)撥】＝5×10－8F，電容器的電容跟電荷量無關(guān)。電量增加后電壓增大，＝220V。11．【答案】6×10－5；×10－4【點(diǎn)撥】由公式Q＝CU知，當(dāng)電容器兩端達(dá)到額定電壓時(shí)，儲(chǔ)存的電量最多。12．【答案】勻速直線；平拋運(yùn)動(dòng)；下【點(diǎn)撥】由公式可以看出兩板間的場強(qiáng)跟它們的距離無關(guān)，當(dāng)增大距離后場強(qiáng)不變，兩極板的電勢(shì)差增大，若增大距離后再合上開關(guān)，則極板間的場強(qiáng)會(huì)變小，所以粒子將做平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡向下方偏轉(zhuǎn)。13．【答案】【點(diǎn)撥】帶電平行板電容器之間是一個(gè)勻強(qiáng)電場，其電場強(qiáng)度大小E＝，所以電荷量為q的點(diǎn)電荷所受的電場力為F＝qE=。三、計(jì)算題：14．【答案】2×10－8C；【解析】根據(jù)C＝得Q＝CU＝200×10－12×1