【人教版物理选修3-1《电容器与电容》课后练习及答案文】人教版物理选修3-1《电容器与电容》课后练习及答案文
在高中物理课程中，电容器是电磁学部分的重要内容之一。它不仅是理解电场和电势差的基础，也是现代电子技术中不可或缺的元件。人教版物理选修3-1教材中的“电容器与电容”一节，系统地介绍了电容器的基本结构、工作原理以及电容的概念与计算方法。为了帮助学生更好地掌握本节知识，下面将提供一些典型的课后练习题及其参考答案。
一、选择题
1. 下列关于电容器的说法中，正确的是（ ）
A. 电容器只能储存正电荷
B. 电容器两极板间的电场强度与电荷量成正比
C. 电容器的电容大小取决于极板面积、距离和介质
D. 电容器的电容单位是伏特
答案：C
2. 一个平行板电容器，当两极板之间的距离增大时，其电容值会（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
答案：B
3. 若一个电容器的电容为2μF，当它两端电压为5V时，所带电荷量为（ ）
A. 10μC
B. 10C
C. 5μC
D. 5C
答案：A
二、填空题
1. 电容器的电容定义为 ______ 与 ______ 的比值。
答案：电荷量；电压
2. 平行板电容器的电容公式为 ______ ，其中ε表示 ______ 。
答案：C = εS/d；介电常数
3. 当电容器充电后，若断开电源，再将其两极板之间插入电介质，则电容值会 ______ 。
答案：增大
三、简答题
1. 简述电容器的工作原理。
答：电容器是由两个导体板组成，中间隔有绝缘介质。当接通电源时，电荷会在两极板上积累，形成电场。电容器可以储存电能，并在需要时释放出来。
2. 为什么说电容器能够储存电荷？
答：电容器的两个极板分别带有等量异种电荷，由于它们之间存在电势差，电荷被束缚在极板上而不会自由移动，因此电容器具有储存电荷的能力。
3. 在实际应用中，为什么有时要使用电解电容器而不是普通电容器？
答：电解电容器具有较大的电容值和较小的体积，适用于需要大容量电容的电路中，如电源滤波、信号耦合等场合。但它的极性必须正确连接，否则容易损坏。
四、计算题
1. 一个平行板电容器，极板面积为0.02m²，两极板间距离为0.1mm，介质为空气（ε₀=8.85×10⁻¹² F/m）。求该电容器的电容值。
解：
根据公式 C = ε₀S/d
S = 0.02 m²
d = 0.1 mm = 0.0001 m
C = (8.85×10⁻¹² × 0.02) / 0.0001 ≈ 1.77×10⁻⁹ F = 1.77 nF
2. 一个电容器的电容为5μF，当其两端电压从0升到10V时，求电容器储存的电能。
解：
电能公式为 W = ½CU²
C = 5×10⁻⁶ F
U = 10 V
W = ½ × 5×10⁻⁶ × (10)² = 2.5×10⁻⁴ J = 0.25 mJ
五、拓展思考题
1. 如果将两个相同的电容器并联，总电容是多少？若串联呢？
答：并联时总电容为两者之和，串联时总电容为两者的倒数之和的倒数。
2. 为什么电容器在电路中常用于“隔直通交”？
答：因为电容器对直流电流（恒定电流）相当于断路，而对交流电流则具有一定的导通能力，因此可以起到“隔直通交”的作用。
总结：
通过以上练习题的训练，学生可以更深入地理解电容器的基本概念、电容的计算方法以及其在实际中的应用。建议在学习过程中结合实验操作，进一步加深对电容器性质的理解与掌握。
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注：本文为原创内容，旨在帮助学生巩固《电容器与电容》相关知识点，不涉及任何商业用途。
