高考物理第一轮复习第23讲　电容器　电容（含解析）

高考物理第一轮复习第23讲　电容器　电容（含解析）

‎ 课时作业(二十三)　[第23讲　电容器　电容]‎ ‎1．(双选)图K23－1为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是(　　)‎ 图K23－1‎ A．到达集尘极的尘埃带正电荷 B．电场方向由集尘极指向放电极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 ‎2. 2012·宜昌模拟有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器．该电容器的电容C可用公式C＝计算，公式中常量εr＝9×10－‎12F·m－1，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为‎50 mm2，键未按下时两金属片的距离为‎0.6 mm，如果电容变化0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下 A．‎0.15 mm　　　　　　　　B. ‎‎0.25 mm C．‎0.35 mm D. ‎‎0.45 mm ‎3．2012·宁德质检在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒，每一颗粒充当电容器的一极，外表面绝缘，手指贴在其上构成电容器的另一极，这就组成了指纹传感器．当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹深浅不同，对应的峪和嵴与颗粒间形成一个个电容值大小不同的电容器，则(　　)‎ A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小 B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小 C．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指靠近时，各金属电极电荷量减小 D．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态 ‎4．(双选)如图K23－2所示，当S闭合后，一带电微粒在平行板电容器间处于静止状态，下列说法正确的是(　　)‎ 图K23－2‎ A．保持S闭合，使滑片P向左滑动，微粒仍静止 B．断开S后，使两板错开一定距离，微粒仍静止 C．断开S后，使两极板靠近，则微粒将向上运动 D．断开S后，使两极板靠近，则微粒仍保持静止 ‎5．带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关S，电容器充电后，悬线与竖直方向的夹角为θ，如图K23－3所示．下列方法中能使夹角θ减小的是(　　)‎ 图K23－3‎ A．保持开关闭合，使两极板靠近一些 B．保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动 C．保持开关闭合，使两极板远离一些 D．断开开关，使两极板靠近一些 ‎6．(双选)传感器是一种采集信息的重要器件，如图K23－4所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是(　　)‎ 图K23－4‎ A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流 B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流 C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流 D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化 ‎7．电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原理如图K23－5所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电．油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力．‎ ‎(1)调节两金属板间的电势差u，当u＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动．该油滴所带电荷量q为多少？‎ ‎(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差u＝U时，‎ 观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷量Q.‎ 图K23－5‎ ‎8．2012·松滋一中在真空中水平放置一个平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图K23－6所示．给电容器突然充电使其电压增加ΔU1，油滴开始向上运动；经时间Δt后，电容器突然放电使其电压减少ΔU2，又经过时间Δt，油滴恰好回到原来的位置．假设油滴在运动过程中电荷量不变，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计，重力加速度为g.试求：‎ ‎(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；‎ ‎(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比；‎ ‎(3)ΔU1与ΔU2之比．‎ 图K23－6‎ 课时作业(二十三)‎ ‎1．BD　[解析] 集尘极接直流高压电源正极，带正电荷，放电极接电源负极，带负电荷，故电场方向由集尘极指向放电极，选项B正确；尘埃在电场力作用下向集尘极运动，受力方向与电场方向相反，故尘埃带负电荷，选项A、C错误；由F＝qE可知，当电场强度E不变时，F与q成正比，选项D正确．‎ ‎2．A　[解析] 先求得未按下时的电容C1＝0.75 pF和恰能检测出信号时的电容C2＝1.00 pF，再由＝得＝， 即Δd＝‎0.15 mm，A正确．‎ ‎3．B　[解析] 对应的峪和嵴与颗粒间形成的电容器近似看成是平行板电容器，由C＝知，d变小时C变大，d变大时C变小，A错，B对；当电容器两极电压一定时，由Q＝CU＝，d变小时Q变大(充电)，d变大时Q变小(放电)，C、D均错．‎ ‎4．AD　[解析] 保持S闭合，极板两端的电压恒等于电源电动势，极板间距不变，微粒仍静止，A正确；断开S后，Q不变，由C＝、U＝和E＝得E＝，使两板错开一定距离，E增大，微粒将向上运动，B错误；使两极板靠近，E不变，微粒仍保持静止，C错误，D正确．‎ ‎5．C　[解析] 保持开关闭合，两极间电压不变，使两极板靠近一些，板间场强变大，夹角θ增大，A错；保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，不会影响板间电压，夹角θ不变，B错；保持开关闭合，使两极板远离一些，由E＝可知，场强减小，夹角θ减小，C对；断开开关，使两极板靠近一些，板间场强不变，夹角θ不变，D错．‎ ‎6．BD　[解析] F向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减小，电容器的电容增加，而电容器两极板间的电压不变，故电容器的电荷量增加，电容器继续充电，电路中有从b到a的电流．选项A、C错误，选项B、D正确．‎ ‎7．(1)　(2)或 ‎ [解析] (1)油滴匀速下落过程中受到的电场力和重力平衡，可见所带电荷为负电荷，即q＝m‎1g，解得q＝.‎ ‎(2)油滴加速下落，若油滴带负电，电荷量为Q1，则油滴所受到的电场力方向向上，设此时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得m‎2g－Q1＝m‎2a1‎ d＝a1t2‎ 解得Q1＝ 若油滴带正电，电荷量为Q2，则油滴所受到的电场力方向向下，设此时的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得 m‎2g＋Q＝m‎2a2‎ d＝a2t2‎ 解得Q2＝.‎ ‎8．(1)　(2)1∶3　(3)1∶4‎ ‎[解析] (1)油滴静止时，有 mg＝q 解得＝.‎ ‎(2)设第一个Δt内油滴的位移为x1，加速度为a1，第二个Δt内油滴的位移为x2，加速度为a2，则 x1＝a1(Δt)2‎ x2＝v1Δt－a2(Δt)2‎ 且v1＝a1Δt，x2＝－x1‎ 解得a1∶a2＝1∶3.‎ ‎(3)油滴向上加速运动时，由牛顿第二定律有 q－mg＝ma1‎ 即q＝ma1‎ 油滴向上减速运动时，由牛顿第二定律有 mg－q＝ma2‎ 即q＝ma2‎ 解得＝.‎