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课时分层作业(九) 科学探究：电容器
(时间：15分钟 分值：50分)
一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．关于电容器和电容，下列说法正确的是( )
A．电容器所带电荷量越多，电容越大
B．电容器两板间电压越低，其电容越大
C．电容器不带电时，其电容为零
D．电容器的电容只由它本身的特性决定
D [电容器所带电荷量越多，板间电压越大，但电容不变，故A错误．电容器所带电荷量越少，两板间电压越低，但电容不变，故B错误．电容表征电容器容纳电荷本领的大小，电容器不带电时与带电时，电容相同，其电容不为零，故C错误．电容表征电容器容纳电荷本领的大小，由电容器本身的特性决定，故D正确．]
2．某电容器上标有“1.5 μF 9 V”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
B [该标示值为电容器电容和额定电压．能够给电容器充的最大电荷量为Q＝CUm＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C，A错误．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，D错误.9 V是电容器的额定电压，不是击穿电压，B正确，C错误．]
3．当一个电容器所带的电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带的电荷量增大为2Q，则( )
A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间的电势差保持不变
B．电容器的电容减小为原来的，两极板间的电势差保持不变
C．电容器的电容保持不变，两极板间的电势差增大为原来的2倍
D．电容器的电容保持不变，两极板间的电势差减小为原来的
C [由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变；由电容的定义式C＝可知，当电容器所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电势差也相应增大为2U.故选项C正确．]
4．(多选)如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，下列说法正确的是( )
A．该过程是充电过程
B．该过程是放电过程
C．电容器的电容为5.0×10－2 F
D．该过程中电容器的电荷量变化量为0.02 C
BD [由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，选项A错误，选项B正确；由C＝＝ F＝5.0×10－3 F，可知选项C错误；ΔQ＝CΔU＝5.0×10－3×4 C＝0.02 C，选项D正确．]
5．一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器( )
A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变
D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变
D [平行板电容器电容的表达式为C＝，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容C变小．由于极板间电压不变，据Q＝CU知，极板上的电荷量变小．再考虑到极板间电场强度E＝，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确．]
二、非选择题(本题共2小题，共20分)
6．(8分)电流传感器可以把电容器放电电流随时间变化规律描绘出来．一个电容器先把它接到8 V的电源上充电，然后通过电流传感器放电，其电流随时间变化图像如图所示．由图像和坐标轴所围的面积知道电容器放电前所带的电荷量，已知如图所围的面积约为40个方格，由图可算出电容器的电容为________F.
[解析] 根据Q＝It以及图像的含义可知，图像与时间轴所围成的面积表示电荷量，则可知：电荷量q＝40×0.2×10－3×0.4 C＝3.2×10－3 C，电容器的电容C＝＝4×10－4 F.
[答案] 4×10－4
7．(12分)如图所示，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＝1.2×10－3 m，g取10 m/s2，求：
(1)该电容器所带电荷量；
(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，则该微粒带电荷量为多少？带何种电荷？
[解析] (1)由题意可得U＝12 V，C＝3.0×10－10 F，
根据公式C＝
可得Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C.
(2)对于平行板电容器的电场有E＝，粒子在电场中受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力，所以微粒带负电，根据二力平衡，有mg＝qE，联立可得
q＝＝ C＝2.0×10－6 C.
[答案] (1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C 负电
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