第6、7節(jié)電容器和電容靜電的應(yīng)用及危害一、單項(xiàng)選擇題1關(guān)于避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因，下列分析不正確的是()A云層中帶的電荷被避雷針通過導(dǎo)線導(dǎo)入大地B避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D避雷針由尖銳的導(dǎo)體做成，利用的是尖端放電現(xiàn)象解析：帶電荷的云層在避雷針尖端感應(yīng)出與云層相反的靜電，達(dá)到一定程度就會發(fā)生尖端放電，中和云層中的電荷，同時(shí)將云層中的電荷導(dǎo)入大地，避免了雷擊現(xiàn)象，A、B、D對，C錯(cuò)答案：C2某電容器上標(biāo)有“25 F450 V”字樣，下列對該電容器的說法中正確的是()A要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，所需電荷量為2.5×105 CB要使該電容器帶電荷量為1 C，兩極板之間需加電壓為2.5×105 VC該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5×105 CD該電容器能夠承受的最大電壓為450 V解析：由電容器電容的定義式C可得C，QCU，要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，即U1 V，所需電荷量為Q2.5×105 C，A正確；由C知，要使該電容器帶電荷量為1 C，兩極板之間需加電壓為4×104 V，B錯(cuò)誤；該電容器能夠容納的電荷量最多為QCU2.5×105×450 C1.125×102 C，C錯(cuò)誤；電容器上所標(biāo)的450 V是電容器的額定電壓，是電容器正常工作時(shí)所能承受的電壓，低于擊穿電壓，故該電容器能夠承受的最大電壓大于450 V，D錯(cuò)誤答案：A3一個(gè)已充電的電容器，若使它的電荷量減少3×104 C，則其電壓減少為原來的，則()A電容器原來的帶電荷量為9×104 CB電容器原來的帶電荷量為4.5×104 CC電容器原來的電壓為1 VD電容器的電容變?yōu)樵瓉淼慕馕觯河蒀得QC(UU)CUQ，QQ4.5×104 C，故A錯(cuò)誤，B正確因電容器的電容不知，所以無法得出電容器原來的電壓，故C錯(cuò)誤電容是由電容器本身決定的，跟電壓和電荷量的變化無關(guān)，所以電容器的電容不變，故D錯(cuò)誤答案：B4.在如圖所示實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平行板電容器的充、放電，下列說法正確的是()A開關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電B開關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電C開關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電D開關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電解析：開關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，上極板與電源正極相連而帶正電，A對，B錯(cuò)；開關(guān)接2時(shí)，平行板電容器放電，放電結(jié)束后上下極板均不帶電，C、D錯(cuò)答案：A5板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢差為U1，板間場強(qiáng)為E1，現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時(shí)兩極板間電勢差為U2，板間場強(qiáng)為E2.下列說法正確的是()AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1解析：當(dāng)平行板電容器的其他條件不變，板間距離變?yōu)閐時(shí)，電容器的電容為C2C，又知電容器的帶電荷量變?yōu)?Q，則得知UU，即U2U1.根據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)之間的關(guān)系式E得E22E1，因此選項(xiàng)C正確，其他選項(xiàng)都錯(cuò)誤答案：C二、多項(xiàng)選擇題6圖中有關(guān)固定電容器的電荷量Q、電壓U、電容C的關(guān)系曲線正確的是()解析：電容器的電容反映的是電容器本身的屬性，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少無關(guān)答案：BD7如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連開始，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)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，這是因?yàn)?)A煙塵在高壓電場作用下帶上了負(fù)電B煙塵在高壓電場作用下帶上了正電C帶負(fù)電的煙塵吸附在線圈上，因此看不到有煙冒出D帶正電的煙塵吸附在直導(dǎo)線上，因此看不到有煙冒出解析：煙塵在直導(dǎo)線和管外線圈形成的高壓電場作用下，帶上了負(fù)電，帶負(fù)電的煙塵顆粒被吸附到了帶正電的線圈上，因此看不到有煙冒出，A、C項(xiàng)正確答案：AC8如圖所示，用靜電計(jì)可以測量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢差U.現(xiàn)使B板帶電，則下列判斷正確的是()A增大兩極板之間的距離，指針張角變大B將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大C若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角變大D若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱憬馕觯褐羔槒埥堑拇笮?yīng)于極板間電勢差，電容器上所帶電荷量一定，由公式C知，當(dāng)d變大時(shí)，C變小，再由C得U變大當(dāng)A板上移時(shí)，正對面積S變小，C也變小，U變大當(dāng)插入玻璃板時(shí)，C變大，U變小當(dāng)將A板拿走時(shí)，相當(dāng)于使d變得更大，C更小，故U應(yīng)更大，故選A、B.答案：AB9一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示電容器兩極板間的電場場強(qiáng)，U表示電容器兩極板間的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則()AU變小，E不變 BE變大，Ep變大CU變小，Ep不變 DU不變，Ep不變解析：當(dāng)平行板電容器充電后與電源斷開時(shí)，對有關(guān)物理量變化的討論，要注意板間電場強(qiáng)度的一個(gè)特點(diǎn)：E·，即對于介質(zhì)介電常數(shù)為的平行板電容器而言，兩板間的電場強(qiáng)度只與極板上單位面積的帶電荷量成正比帶電荷量Q不變，兩板間的電場強(qiáng)度E保持不變，由于板間距離d減小，據(jù)UEd可知，電容器兩極板間的電壓U變小由于場強(qiáng)E保持不變，因此，P點(diǎn)與接地的負(fù)極板間的電勢差保持不變，即P點(diǎn)的電勢保持不變，因此電荷在P點(diǎn)的電勢能Ep保持不變，所在本題的正確選項(xiàng)是A、C.答案：AC10如圖所示為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的下列表述正確的是()A到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B電場方向由集塵極指向放電極C帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大解析：在放電極附近，電場線呈輻射形散開，且場強(qiáng)非常強(qiáng)電子在電場中加速，附著在塵埃上向集塵極移動，故遷移到集塵極的塵埃帶負(fù)電，A錯(cuò)誤負(fù)電荷向集塵極移動，電場方向從集塵極指向放電極，其受電場力的方向與場強(qiáng)方向相反，故B正確，C錯(cuò)誤由F電qE，可知，同一位置E一定，q越大，電場力越大，故D正確答案：BD三、非選擇題11.如圖所示，一平行板電容器接在U12 V的直流電源上，電容C3.0×1010 F，兩極板間距離d1.20×103 m，g取10 m/s2.求：(1)該電容器所帶電荷量；(2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量m2.0×103 kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則微粒帶電荷量為多少？帶何種電荷？解析：(1)由公式C得QCU3.0×1010×12 C3.6×109 C.(2)若帶電微粒恰在極板間靜止，則qEmg，而E，則q C2.0×106 C，微粒帶負(fù)電荷答案：(1)3.6×109 C(2)2.0×106 C負(fù)電荷12.如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為30 V的恒壓電源上，兩極板間距為3 cm，電容器帶電荷量為6×109 C，A極板接地求：(1)平行板電容器的電容；(2)平行板電容器兩板之間的電場強(qiáng)度；(3)距B板為2 cm的C點(diǎn)處的電勢；(4)若將電容器與電源斷開后，將B板向下移動2 cm，B板的電勢解析：(1)由C，得C F2×1010 F.(2)由E，得E V/m103 V/m.(3)A板接地，電勢A0，由UACEdACAC得C10 V.(4)保持電荷量不變，下移B板，電場強(qiáng)度不變UABEdABAB得B50 V.答案：(1)2×1010 F(2)103 V/m(3)10 V(4)50 V- 4 -