高中物理人教版 (2019)必修 第三冊4 電容器的電容課堂檢測

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三冊4 電容器的電容課堂檢測，共6頁。
?微專題59　電容器(實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象)
1．兩類動態(tài)問題的分析要抓住C＝、C＝和E＝三個基本關(guān)系.2.板間粒子的運動問題的分析方法有動力學(xué)方法和動能定理.3.靜電計是測量小球與外殼間電壓的儀器，靜電計指針偏角大小與靜電計小球和外殼間電壓成正比．
1．(多選)如圖所示是描述對給定的電容器充電時其電荷量Q、電壓U、電容C之間相互關(guān)系的圖像，其中正確的是(　　)

答案　CD
解析　因為C＝是電容的定義式，電容器電容的大小與電容的帶電荷量Q以及電容器兩極板之間的電壓無關(guān)，電容器電容的決定式為C＝，只要電容器不變其電容就不發(fā)生變化，A、B錯誤，D正確；根據(jù)C＝，可得Q＝CU，由于電容不變，因此電荷量Q和電壓U成正比，C正確．
2.心室纖顫是一種可能危及生命的疾?。环N叫作心臟除顫器的設(shè)備，通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟完全停止跳動，再刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動．如圖所示是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為15 μF，如果充電后電容器的電壓為4.0 kV，電容器在大約2.0 ms內(nèi)放電至兩極板電壓為0，則這次放電過程通過人體組織的平均電流約為(　　)

A．6×10－2 A B．30 A
C．2×103 A D.×106 A
答案　B
解析　由電容定義式得C＝，所以放電過程通過人體電荷量為Q＝CU＝15×10－6×4 000 C＝0.06 C，所以放電過程通過人體組織的平均電流約為I＝＝ A＝30 A，故選B.
3.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的電源連接，上極板A接地，一帶負電油滴靜止于電容器中的P點，現(xiàn)將平行板電容器的上極板A豎直向上移動一小段距離，則(　　)

A．帶電油滴將向下做勻速運動
B．P點的電勢將升高
C．帶電油滴的電勢能增大
D．電容器的電容減小，極板帶電荷量增大
答案　C
解析　將平行板電容器的上極板A豎直向上移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E＝得知板間電場強度減小，油滴所受的靜電力減小，則油滴將向下做勻加速直線運動，A錯誤；板間電場強度E減小，而P點與下極板間的距離不變，則由公式U＝Ed，分析可知，P點與下極板間電勢差將減小，由于兩極板的電壓不變，上極板A接地，則下極板B電勢不變，UPB＝φP－φB，可知P點的電勢將降低，B錯誤；由選項A的分析可知油滴將向下做勻加速直線運動，由于油滴受到的靜電力向上，則靜電力做負功，油滴電勢能增大，C正確；根據(jù)電容的定義式和決定式C＝，C＝，d增大，則C減小，電容器與電源保持相連，則U不變，則Q減小，D錯誤．
4．(2023·北京市東城區(qū)模擬)如圖所示，一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，兩板間的P點固定一個帶正電的試探電荷．用C表示電容器的電容，E表示兩板間的電場強度的大小，φ表示P點的電勢，Ep表示正電荷在P點的電勢能．若正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離l0，上述各物理量與負極板移動距離x(x≤l0)的關(guān)系圖像中正確的是(　　)



答案　C
解析　當(dāng)負極板右移時，C＝可知，隨著d減小，C變大，但C與x的圖像不是一次函數(shù)圖像，選項A錯誤；由U＝、E＝＝可知，E與d無關(guān)，則也與x無關(guān)，選項B錯誤；因負極板接地，設(shè)P點開始距負極板的距離是d，則P點的電勢φ＝E(d－x)，P點的電勢隨x的增大而降低，選項C正確；正電荷在P點的電勢能Ep＝qφ＝qE(d－x)＝qEd－qEx，所以Ep－x圖像是一條傾斜的直線，選項D錯誤．
5．小陳同學(xué)用如圖甲所示的電路做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗．

(1)他所用的學(xué)生電源如圖乙所示．在連接時應(yīng)接哪一組接線柱？________(選填序號“A”或“B”)

(2)接好電路，學(xué)生電源電壓調(diào)節(jié)選“10 V”，然后給電容器充分充電，再觀察電容器的放電，得到電容器放電電流I隨時間t的變化曲線如圖丙，根據(jù)該圖，可知他所選用的電容器最可能是下列的________(選填序號“A”“B”或“C”)．


答案　(1)A　(2)B
解析　(1)因為要觀察電容器充、放電現(xiàn)象，所以只能選擇直流電源；若選擇交流電源，電流表將一直有示數(shù)，故在連接時應(yīng)接A組接線柱；
(2)根據(jù)I－t圖線與橫、縱軸所圍的面積表示電容器放電前所帶的電荷量，可估算出電容器所帶電荷量為Q≈4×0.004×2 C＝3.2×10－2 C
則該電容器電容可近似為C＝＝ F＝3.2×10－3 F＝3 200 μF
顯然比較接近圖中電容器B，所以他所選用的電容器最可能是電容器B.
6．(2023·山東省實驗中學(xué)模擬)電容器是一種重要的電學(xué)元件，在電工、電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛．使用圖甲所示電路觀察電容器的充、放電過程．電路中的電流傳感器與計算機相連，可以顯示電路中電流隨時間的變化．圖甲中直流電源電動勢E＝8 V，實驗前電容器不帶電．先使S與“1”端相連給電容器充電，充電結(jié)束后，使S與“2”端相連，直至放電完畢．計算機記錄的電流隨時間變化的i－t曲線如圖乙所示．


(1)乙圖中陰影部分的面積S1________S2；(選填“>”“”“