17-18版 第6章 第3节 课后限时训练25
课后限时训练(二十五)
(建议用时：40分钟)
1．(2015·浙江学业水平考试)下列器件中，属于电容器的是()
A B C D
C[A为灯泡，B为滑动变阻器，D为开关，只有C为电容器．]
2．关于电容器的概念，下列说法不正确的是()
A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器
B．用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷
C．电容器在充电和放电过程中，和电容器相连的电路中都有电流
D．电容器充电和放电的过程，也是电场能和其他形式能相互转化的过程A[只要能够容纳电荷，就称为电容器，电容器不一定带电，就像水杯不一定盛水一样，所以A错误；由电荷守恒定律，充电过程中，正负电荷总代数和为零，所以两极板必带等量异种电荷，B正确；在充电和放电过程中，电路中都有瞬间电流，稳定后，电荷也就不再定向移动，所以C正确；充电和放电的过程，也是能量转化的过程，总能量守恒，D正确．]
3．(多选)对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量Q，电压U之间的关系图象如图所示，其中正确的是()
CD[对一确定的电容器．其电容是不变的，与所加电压或电荷量无关，但其所带电荷量Q＝CU是和两极板间电压成正比的，故正确答案为C、D.]
4.图6-3-8所示为某一电容器所带电荷量和两端电势差之间的关系图象，则
下列判断正确的是()
图6-3-8
如A．电容器的电容为200 F
B．电容器的电容为2×10－3 F
C．当电容器两端电势差降低时，电容器的电容增大
D．当电容器两端电势差从40 V降低到36 V的过程中，电容器释放出来的电荷量为0.02 C
D[根据电容的定义式C＝Q
U可知图线的斜率即为电容大小，C＝
0.2
40F＝
5×10－3 F，选项A、B都错；电容器的电容与电容器两端电势差和电容器所带电
荷量无关，所以选项C错；根据C＝ΔQ
ΔU可得，ΔQ＝C·ΔU＝0.02 C，选项D正确．]
5．(多选)如图6-3-9甲是一个电解电容器，电容器外壳上标有“4.7 μF50 V”字样；图乙是一个标准自感线圈，外壳上标有“1 H”字样，下列有关该电容器和自感线圈的说法正确的是()
甲乙
图6-3-9
A．电容器的电容为4.7×10－12 F
B．自感线圈的自感系数为1 H
C．电容器在20 V的工作电压下，其带电荷量为9.4×10－5 C
D．自感线圈的自感电动势大小与流过线圈的电流大小有关
BC[电容器的电容为4.7 μF＝4.7×10－6 F，当电容器电压为20 V时，Q＝CU＝9.4×10－5 C；自感电动势与电流变化快慢有关，而与电流大小无关．]
6.如图6-3-10所示，平行板电容器接在电势差恒为U的电源两端，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容
器的上极板竖直向上移动一小段距离，则()
图6-3-10
【导学号：81370247】A．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B．电容器的电容减小
C．电容器的电容增大
D．极板带电荷量将增大
B[由于平行板电容器电压保持不变，将上极板竖直向上移动一小段距离，板间场强减小，油滴所受电场力减小，油滴将沿竖直方向向下运动，故选项A 错误．将上极板竖直向上移动一小段距离，板间距离增大，电容减小，而电势差不变，由Q＝CU可知，电荷量Q减小，故选项B正确，选项C、D错误．]
7.如图6-3-11所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么()
图6-3-11
A．微粒带正、负电荷都有可能
B．微粒做匀减速直线运动
C．微粒做匀速直线运动
D．微粒做匀加速直线运动
B[微粒做直线运动的条件是速度方向和合力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B正确．]
8.17·瑞安模拟)在图6-3-12所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地．若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电
计指针变化得出平行板电容器电容变小的结论的依据是()
图6-3-12
(20A．两板间电压不变，极板上的电荷量变小
B．两板间电压不变，极板上的电荷量变大
C．极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小
D．极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大
D[电容器B板上移，正对面积减小，电容器电容减小，此时有少量电荷转移到灵敏静电计，使指针张角变大，表明A、B板间电压变大，因极板上的电
荷量几乎不变，由C＝Q
U可以判定电容器电容变小．]
9.如图6-3-13所示，两平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对，板间电势差为500 V．一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，则电子离开电场时的动能大小为()
图6-3-13
【导学号：81370248】A．900 eV B．500 eV C．400 eV D．100 eV
C[由题图知，电子从A孔沿垂直板方向射入电场后向右运动的过程中，电场力做负功，电子做匀减速直线运动，经电势差为400 V位置时动能就减为零，然后反向匀加速直线运动，电子再从A点离开电场，整个过程中电场力做功为零，因此电子离开电场时的动能大小为400 eV，选项C对，A、B、D错．]
10.用控制变量法可以研究影响平行板电容器的因素(如图6-3-14)，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若()
图6-3-14
A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大
B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小
C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小
D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变
A [由C ＝εr S 4πkd 知保持S 不变，增大d ，电容减小，电容器带电能力降低，
电容器电荷量不变，极板间电压增加，静电计偏角θ变大．保持d 不变，减小S ，电容减小，θ变大，故A 正确．]
11．(加试要求)(2017·温岭模拟)如图6-3-15所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子的入射速度变为原来的2倍，而电子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板间的距离应变为原来的(
)
图6-3-15
A ．2倍
B ．4倍 C.12
D.14 C [第一次d ＝12·Uq md ? ????L v 02，第二次d ′＝12·Uq md ′? ????L 2v 02，两式相比可得d ′＝
d 2，所以选项C 正确．]
12.(加试要求)(多选)平行板电容器的两板A 、B 接于电池两极，一个带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图6-3-16所示，那么(
)
图6-3-16
A．保持开关S闭合，将A板稍向B板靠近，则θ增大
B．保持开关S闭合，将A板稍向上移，则θ减小
C．开关S断开，将A板稍向B板靠近，则θ不变
D．开关S断开，将A板稍向上移，则θ减小
AC[保持开关S闭合，电容器两极板间的电势差不变，将A板稍向B板靠
近，极板间距离减小，根据E＝U
d，知电场强度E增大，小球所受的电场力变大，
θ增大，故A正确；保持开关S闭合，将A板稍向上移，电容器两极板间的电势差不变，板间距离也不变，则板间场强不变，小球所受的电场力不变，θ不变，
故B错误；断开开关S，电容器所带的电荷量不变，根据E＝U
d、C＝
Q
U、C＝
εr S
4πkd，
联立得E＝4πkQ
εr S，知将A板稍向B板靠近，E不变，电场力不变，θ不变，故C
正确；将A板稍向上移，则S减小，由E＝4πkQ
εr S知，E增大，小球所受的电场力
变大，θ增大，D错误．]
13.(加试要求)(多选)三个分别带有正电、负电和不带电的质量相同的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点．如图6-3-17所示，下面判断正确的是()
图6-3-17
【导学号：81370249】A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电
B．落在a、b、c点的颗粒在电场中的加速度的关系是a a>a b>a c
C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是t a>t b>t c
D．电场力对落在c点的颗粒做负功
BD[由于带电粒子都打在极板上，所以沿电场方向匀加速运动的时间t＝2y
a，垂直电场方向匀速运动，由x＝v0t，得t a
14. (2017·诸暨期末)如图6-3-18所示，
图6-3-18
喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的电荷，在电场的作用下是使电荷发生偏转到达纸上．已知两偏转极板长度L＝1.5×10－2m，两极板间电场强度E＝1.2×106N/C，墨滴的质量m＝1.0×10－13kg，电荷量q＝1.0×10－16C，墨滴在进入电场前的速度v0＝15 m/s，方向与两极板平行．不计空气阻力和墨滴重力，假设偏转电场只局限在平行极板内部，忽略边缘电场的影响．
(1)判断墨滴带正电荷还是负电荷？
(2)求墨滴在两极板之间运动的时间；
(3)求墨滴离开电场时在竖直方向上的位移y.
【解析】(1)负电荷．
(2)墨滴在水平方向做匀速直线运动，那么墨滴在两板之间运动的时间t＝L
v0，
代入数据可得：t＝1.0×10－3 s.
(3)墨滴在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，
a＝Eq m
代入数据可得：a＝1.2×103 m/s2
离开偏转板时在竖直方向的位移y＝1
2at
2
代入数据可得：y＝6.0×10－4 m.
【答案】(1)负电荷(2)1.0×10－3 s(3)6.0×10－4 m
15.如图6-3-19所示，板长L＝4 cm的平行板电容器，板间距离d＝3 cm，板与水平线夹角α＝37°，两板所加电压为U＝100 V．有一带负电液滴，带电荷量为q＝3×10－10 C，以v0＝1 m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(g取10 m/s2，sin α＝0.6，cos α＝
0.8)．求：
图6-3-19
(1)液滴的质量；
(2)液滴飞出时的速度大小.
【导学号：81370250】
【解析】
(1)带电液滴受重力mg 和电场力qE ，二力的合成如图所示，由图可得：qE cos
α＝mg ，又E ＝U d 解得：m ＝qU cos αdg
代入数据得m ＝8×10－8 kg.
(2)对液滴由动能定理得：qU ＝12m v 2－12m v 20
解得v ＝v 20＋2qU m
代入数据得v ＝72 m/s ≈1.32 m/s.
【答案】 (1)8×10－8 kg (2)1.32 m/s