高二物理同步训练：1 4页

1 高二物理同步训练试题解析 一、选择题 1．某电容器的电容是 30 μF，额定电压为 200 V，击穿电压为 400 V，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 1 V，所需要的电荷量是 3×10－5 C B．给电容器 1 C 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 200 V 解析：选 A.由 ΔQ＝C·ΔU＝30×10 －6×1 C＝3×10 －5C，A 对；由 U＝ Q C＝ 1 30 × 10－6V＝ 3.3×104 V，电容器被击穿 ，B 错；击穿电压为 400 V 表示能承受的最大电压为 400 V，最 大电荷量 Q＝CU＝3×10－5×400 C＝1.2×10－2C，C、D 错． 2．一个电容器带电荷量为 Q 时，两极板间电压为 U，若使其带电荷量增加 4.0×10－7 C 时， 它两极板间的电势差增加 20 V，则它的电容为(　　) A．1.0×10－8 F　　　　　　 B．2.0×10－8 F C．4.0×10－8 F D．8.0×10－8 F 解析：选 B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关，所以可根据电容的定义式推 导出：C＝ΔQ ΔU.因此电容 C＝4.0 × 10－7 20 F＝2.0×10－8 F. 3.如图 1－8－10 所示，平行板电容器的电容为 C，极板带电荷量为 Q，极板间距为 d.今在 两板间正中央放一带电荷量为 q 的点电荷，则它所受到的电场力大小为(　　) 图 1－8－10 A．k2Qq d2 B．k4Qq d2 C.Qq Cd D.2Qq Cd 解析：选 C.平行板电容器极板间电场为匀强电场，其电场强度为 E＝ Q Cd，因此点电荷 q 在 其中所受到的电场力为 F＝Eq＝Qq Cd. 4.如图 1－8－11 所示，用电池对电容器充电，电路 a、b 之间接有一灵敏电流表，两极板之 间有一个电荷 q 处于静止状态．现将两极板的间距变大，则(　　) 图 1－8－11 A．电荷将向上加速运动 B．电荷将向下加速运动 C．电流表中将有从 a 到 b 的电流 D．电流表中将有从 b 到 a 的电流 2 解析：选 BD.板距增大，由于板间电压不变，则 E＝U d变小，所以电场力变小，电荷向下加 速，A 错 B 对；由平行板电容公式可知，板间增大 C 变小，则 Q＝CU 变小，电容器放电， C 错 D 对． 5．如图 1－8－12 所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．电 容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该仪器的 说法正确的是(　　) 图 1－8－12 A．该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体 B．金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大 C．如果指示器显示电容增大了，则说明电容器中的液面升高了 D．如果指示器显示电容减小了，则说明电容器中的液面升高了 解析：选 AC.类似于平行板电容器的结构，导体芯柱和导电液体构成电容器的两电极，导体 芯柱的绝缘层就是两极间的电介质，其厚度 d 相当于两平板间的距离，所以厚度 d 越大，电 容器的电容越小．导电液体深度 h 越大，则 S 越大，C 越大，C 增大时就表明 h 变大．故 A、C 正确． 6.如图 1－8－13 所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动 片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况 就可以知道角度(θ)的变化情况．下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是 (　　) 图 1－8－13 图 1－8－14 解析：选 B.两极板正对面积 S＝1 2(π－θ)R2，则 S∝(π－θ) 又因为 C∝S，所以 C∝(π－θ) 令 C＝k(π－θ)　∴θ＝π－C k(k 为常数) 所以 B 正确． 7．某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样，则(　　) A．该电容器所带电荷量不能超过 1.5×10－6 C B．该电容器所加 电压不能超过 9 V C．该电容器击穿电压为 9 V D．当给该电容器加 4.5 V 的电压时，它的电容值变为 0.75 μF 3 解析：选 B.该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压．加在该电容器上的电压超过 9 V 就会击穿它．能够给它充的最大电荷量为 Q＝CU m＝1.5 ×10－6×9 C＝1.35×10－5C. 电容器 电容与所加电压无关，因此当给电容器加 4.5 V 的电压时，其电容值仍为 1.5 μF.故 B 正确． 8．如图 1－8－15 所示，平行板电容器两个极板为 A、B，B 板接地，A 板带电荷量＋Q，板 间电场内有一固定点 P.若将 B 板固定，A 板下移一些，或者将 A 板固定，B 板上移一些， 在这两种情况下，以下说法正确的是(　　) 图 1－8－15 A．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势不变 B．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高 C．B 板上移时，P 点的电场强度不变，P 点电势降低 D．B 板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低 解析：选 AC.A 板下移，电荷密度不变，场强不变，又因 P 与 B 板距离不变，由 UP＝Ed 知 P 点电势不变，A 对，B 错，B 板上移，场强同样不变，但 P 与 B 板距离减小，故电势降低 C 对，D 错． 9．如图 1－8－16 所示，两块水平放置的平行正对的金属板 a、b 与电池相连，在距离两板 等距的 M 点有一个带电液滴处于静止状态．若将 a 板向下平移一小段距离，但仍在 M 点上 方，稳定后，下列说法中正确的是(　　) 图 1－8－16 A．液滴将向下加速运动 B．M 点电势升高，液滴在 M 点的电势能将减小 C．M 点的电场强度变小了 D．在 a 板移动前后两种情况下，若将液滴从 a 板移到 b 板，电场力做功相同 解析：选 BD.当将 a 向下平移时，板间场强增大 ，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速 运动，A、C 错误．由于 b 板接地且 b 与 M 间距未变，由 U＝Ed 可知 M 点电势将升高，液 滴的电势能将减小，B 正确．由于前后两种情况 a 与 b 板间电势差不变，所以将液滴从 a 板 移到 b 板电场力做功相同，D 正确． 二、计算题 10．水平放置的平行板电容器的电容为 C，板间距离为 d，极板足够长，当其带电荷量为 Q 时，沿两板中央水平射入的带电荷量为 q 的微粒恰好做匀速直线运动．若使电容器电量增大 一倍，则该带电微粒落到某一极板上所需时间为多少？ 解析：利用平衡条件得 mg＝qE＝qQ Cd . 根据运动学公式有d 2＝at2 2 ， 由牛顿第二定律得，qE′－mg＝ma， 又 E′＝2Q Cd，解得 t＝ d g. 答案： d g 11．如图 1－8－17 所示，一平行板电容器接在 U＝12 V 的直流电源上，电容 C＝3.0×10－10 F，两极板间距离 d＝1.20×10－3m，取 g＝10 m/s2，求： 4 图 1－8－17 (1)该电容器所带电量． (2)若板间有一带电微粒，其质量为 m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带 电量为多少？带何种电荷？ 解析：(1)由公式 C＝Q U得 Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C. (2)若带电微粒恰在极板间静止，则 qE＝mg，而 E＝U d 解得 q＝mgd U ＝2.0 × 10－3 × 10 × 1.20 × 10－3 12 C ＝2.0×10－6 C 微粒带负电荷． 答案：(1)3.6×10－9 C　(2)2.0×10－6 C　负电荷 12．如图 1－8－18 所示，水平放置的 A、B 两平行板相距 h，有一质量为 m，带电量为 q 的 小球在 B 板之下 H 处以初速度 v0 竖直向 上进入两板间，小球恰好能打到 A 板，求 A、B 板 间的电势差． 图 1－8－18 解析：如果电场力做正功，由动能定理得 qU－mg(h＋H)＝0－mv20/2， 解得 U＝m[2g(h＋H)－v20] 2q ， 如果电场力做负功， 则有 －qU－mg(h＋H)＝0－mv20/2， 解得 U＝m[v20－2g(h＋H)] 2q . 答案：见解析 。