7.静电现象的应用

1第1章8(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1．下列关于电容的说法正确的是()A．电容器简称电容B．电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量D．由公式C＝Q/U知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比解析：电容器和电容是两个不同的概念，A错；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与是否带电无关，B错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压、电容器的体积等无关，D错．通过本题，我们对公式C＝Q/U有了进一步的理解，电容器的电容只由电容器本身决定．答案：C2．电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是()A．电容器的电容表示其储存电荷的能力B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D．电容的常用单位有μF和pF,1μF＝103pF解析：电容是表示电容器储存电荷的能力，A正确；电容C＝QU是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，B、C错误；1μF＝106pF，D错误．答案：A3．(2011·潍坊高二检测)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两板间距离而引起电容变化的是()解析：A选项改变的是介质，B、D选项改变的是正对面积，C选项改变的是两板间距离，故C正确．答案：C4．对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量Q，电压U之间的关系图象如下图所2示，其中正确的是()解析：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CD.答案：CD5．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳更多的电荷量C．A的体积比B的体积大D．两电容器的电压都改变1V时，A的电荷量的改变量比B的大解析：电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电势差每改变1V所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，正确答案为D项．答案：D6．对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是()A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大解析：影响平行板电容器电容大小的因素有：(1)随正对面积的增大而增大；(2)随两极板间距离的增大而减小；(3)在两极板间放入电介质，电容增大．由此可知B、C选项正确．对D选项，实际上是减小了平行板的间距，所以D也对．故正确选项为B、C、D.答案：BCD7．一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A．将电压变为U/2B．将带电荷量变为2QC．将极板正对面积变为2SD．将两极间充满介电常数为2的电介质解析：电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A、B不正确；根据公式C＝εrS4πkd可知选项C、D正确．答案：CD8.传感器是一种采集信息的重要器件，如右图所示的是一种测定压力的电容式传感器，3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()A．若F向上压膜片电极，电路中有从d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E．若电流表有示数，则说明压力F不发生变化解析：F向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减少，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电．答案：BD9．如下图所示，一电容为C的平行板电容器，两极板A、B间距离为d，板间电压为U，B板电势高于A板．两板间有M、N、P三点，M、N连线平行于极板，N、P连线垂直于极板，M、P两点间距离为L，∠PMN＝θ.以下说法正确的是()A．电容器带电荷量为UCB．两极板间匀强电场的电场强度大小为ULsinθC．M、P两点间的电势差为ULsinθdD．若将带电荷量为＋q的电荷从M移到P，该电荷的电势能减少了qULsinθd解析：本题考查电容器电容的定义式，电场强度与电势差的关系，电场力做功与电势能改变的关系．由电容器电容的定义式可知，电容器的带电量为Q＝CU，A项错误；两板间的电场为匀强电场，根据匀强电场场强与电势差的关系可知，两板间电场强度E＝Ud，B项错误；MP两点间的电势差就等于NP间的电势差，即UMP＝ELsinθ＝ULsinθd，C项正确；由于下板带正电，因此板间场强方向竖直向上，将带电量为＋q的电荷从M点移到P点，电场力做正功，电势能减少量就等于电场力做的功，即为qUMP＝qULsinθd，D项正确．本题较易．答案：CD10.如右图所示，两块平行带电金属板，带正电的极板接地，两板间P点处固定着一个负电荷(电荷量很小)．现让两板保持距离不变而水平错开一段距离，则()4A．两板间电压变大，P点场强变大B．两板间电压变小，P点场强变小C．P点电势变大，负电荷的电势能变小D．P点电势变小，负电荷的电势能变大解析：E＝Ud＝Q/Cd＝QεrS/4πkdd＝4πkQεrS，由S减小，致使E变大；根据－φP＝Ed，EP＝(－q)(－φP)负电荷在此电场中具有的电势能是正的．答案：AD11.如图所示，一平行板电容器接在U＝12V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10F，两极板间距离d＝1.20×10－3m，取g＝10m/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＝2.0×10－3kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量多少？带何种电荷？解析：(1)由公式C＝QUQ＝CU＝3×10－10×12C＝3.6×10－9C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，而E＝Ud解得q＝mgdU＝2.0×10－3×10×1.20×10－312C＝2.0×10－6C微粒带负电荷．答案：(1)3.6×10－9C(2)2.0×10－6C负电荷12．计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是C＝εSd，其中ε＝9.0×10－12F·m－1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60mm.只要电容变化达0.25pF，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？5解析：由题中给出的电容计算公式C＝εSd及相关数据，解得键未按下时的电容C1＝0.75pF，由C1C2＝d2d1得，ΔCC2＝Δdd1，又C2＝1.00pF，解得Δd＝0.15mm.答案：0.15mm