1、10.4电容器的电容基础过关练题组一对电容器和电容的理解1.(2021山东菏泽单县五中月考)关于已充电的某个平行板电容器,下列说法不正确的是()A.两极板上一定带异号电荷B.两极板所带的电荷量一定相等C.充上的电荷量越多,其电容就越大D.充上的电荷量越多,两极板间的电势差就越大2.(2021江苏盐城期末)(多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像,其中正确的是()3.(2021吉林长春第一五一中学月考)有一已充电的电容器,两极板间的电压为3 V,所带电荷量为4.510-4 C,此电容器的电容是()A.7.510-5 FB.1.510-4 FC.1.3
2、510-3 FD.2.710-3 F题组二电容器充、放电的特点4.(2021山东学业水平合格性考试模拟)如图所示为某一电容器所带电荷量和两极板间电压之间的关系图线,若将该电容器两极板间的电压从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5.010-2 FD.该过程中电容器所带电荷量的变化量为0.005 C5.(2022重庆复旦中学期中)(多选)王老师利用如图电路研究电容器的充、放电问题,单刀双掷开关S原来跟2相接,从t=0开始,开关改接1,再将开关S拨向2位置,则流过电路中P点的电流大小随时间变化的图像及电容器两极板的电势差UAB随时间
3、变化的图像可能正确的是()6.(2021山东聊城高一期末)某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。(1)若将开关S接1,电容器上极板带(填“正电”或“负电”),再将S接2,通过电流表的电流方向 (填“向左”或“向右”)。(2)实验中所使用的电容器如图乙所示,当电容器两端电压为额定电压时,电容器极板上所带电荷量为C(结果保留两位有效数字)。题组三电容器动态分析7.(2020吉林省实验中学月考)平行板电容器与电源始终保持相连,在右极板由虚线位置平移到如图所示的实线位置的过程中,设两极板间的电压为U、电场强度为E,电容器的电容为C、所带电荷量为Q,以下说法正确的是()A.电路是断
4、路,不可能有电荷定向移动B.有负电荷从a到b定向移动,电流方向为顺时针C.U不变,E变大,C变小,Q变小D.U不变,E变小,C变大,Q变大8.(2021黑龙江大庆一中月考)如图所示,平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接,G为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计,闭合开关S后,下列说法正确的是()A.若只在两板间插入电介质,电容器两板间的电压将增大B.若只在两板间插入电介质,电容器的电容将保持不变C.若只将滑动变阻器的滑片P向上移动,电容器储存的电荷量将增加D.若只将电容器下极板向下移动一小段距离,此过程电流计中有从a到b方向的电流题组四常用电容器9.常用的电容器从构造上看,可以分为固定电容器
5、和可变电容器两类。如图为甲、乙两种电容器的实物图片,根据图中的相关信息,下列判断中正确的是()A.甲为可变电容器,它是通过改变极板间的距离来改变电容的B.在不改变其他条件的情况下,将甲电容器浸入煤油中,其电容不发生变化C.根据乙电容器外壳上标的数据可知,电压超过 5.5 V 时乙电容器就会被击穿D.根据乙电容器外壳上标的数据可知,乙电容器接5.5 V电压时,储存的电荷量为5.5 C10.(2021北京西城四十三中学期中)a、b两个电容器如图甲所示,图乙是它们的部分参数。则关于a、b两个电容器的下列说法正确的是()A.a、b两个电容器的电容之比为81B.a、b两个电容器的电容之比为45C.b电容
6、器工作时最多能容纳电荷0.1 CD.a电容器工作时最多能容纳电荷1 C能力提升练题组一电容器动态分析问题1.(2021北京顺义期末)如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转反映电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为。下列关于实验现象的描述正确的是()A.保持S不变,增大d,则变大B.保持S不变,减小d,则不变C.保持d不变,减小S,则变小D.保持S、d不变,在两极板间插入电介质,则变大2.(2021安徽安庆期中)如图所示,A、B为平行板电容器的金属
7、板,G为静电计,开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度。下列操作可使指针张开角度增大一些的是()A.断开开关S后,将A、B两极板的正对面积减小一些B.断开开关S后,将A、B两极板靠近一些C.保持开关S闭合,将R上的滑片向右移动D.保持开关S闭合,将A、B两极板分开一些3.(2022山西怀仁期中)如图所示,D是一只理想二极管,电流只能从a流向b,而不能从b流向a,平行板电容器的A、B两极板间有一电荷,在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量,U表示两极板间的电压,Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动,将极板A稍向上平移,则下列说法中正确的是()A.U不变B.Ep减少C.Q变小D.
8、电荷仍保持静止题组二电容器在生活中的应用4.(2020江苏南通海门中学月考)(多选)如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图。其中A、B为平行板电容器的两个极板,上下位置均固定,且分别接在恒压电源的两极上,A板接负极。已知绝缘纸张的厚度越大,相对介电常数越大。下列说法正确的是()A.当流水线上通过的产品厚度增大时,平行板电容器的电容增大B.当灵敏电流计中有从b流向a的电流时,说明绝缘纸张变厚C.当绝缘纸张厚度变薄时,两板间电场强度变大D.增大恒压电源的电压值,可提高监控装置的灵敏度5.(2022黑龙江实验中学期中)电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备等方面应用广泛。其工作原
9、理简化为如图所示的示意图。质量块左侧连接轻质弹簧,右侧连接电介质。弹簧与电容器固定在外框上,质量块可带动电介质移动改变电容,则()A.电介质插入极板间越深,电容器电容越大B.若传感器向右匀速运动,电路中有电流C.若传感器以恒定加速度向右运动,电路中有顺时针电流D.若传感器以恒定加速度向右运动,电路中有逆时针电流6.如图是测定液面高度h的电容式传感器示意图,E为电源,G为灵敏电流计,A为固定的导体芯,B为导体芯外面的一层绝缘物质,C为导电液体。已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为:电流从右边接线柱流进电流计,指针向右偏。如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针向右偏转,则()A.导体芯
10、A所带电荷量在增加,液体的深度h在增大B.导体芯A所带电荷量在减少,液体的深度h在增大C.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度h在减小D.导体芯A所带电荷量在减少,液体的深度h在减小题组三平行板电容器与力学知识的综合7.(2022重庆万州二中期中)(多选)如图所示,平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,两极板间的距离为d,一带正电小球悬挂在电容器内部,小球质量为m,电荷量为q,闭合开关S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为,重力加速度为g,则()A.两极板间的电势差为mgdtanqB.保持开关S闭合,带正电的A板向B板靠近,则不变C.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则不变D.开关S
11、断开,当两极板错开使正对面积减小时,则不变8.(2022重庆开州中学期中)如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电压为E的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合开关S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是()A.若将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴向下运动B.若将A极板向下平移一小段距离,P点电势将降低C.若断开开关S,再将B极板向下平移一小段距离,静电计指针张角变大D.若断开开关S,再将B极板向下平移一小段距离,P点电势将降低答案全解全析基础过关练1.C给电容器充电,电容器两极板分别带上等量异号电荷,A、B正确;电容器的电容大小由电容器自身决定,与所带电荷量
12、的多少无关,C错误;根据U=QC,C不变,电容器所带的电荷量越多,两极板间的电势差越大,D正确。2.CD由题中“给定的电容器”可知,电容C是确定值,选项A、B错误,D正确;根据C=QU可知,电容器的电容C不变,电荷量Q和电压U成正比,选项C正确。导师点睛通过Q-U图像理解电容器的电容如图所示,Q-U图线是一条过原点的直线,直线的斜率表示电容大小,即k=C=QU。3.B由C=QU可知C=4.510-43 F=1.510-4 F,B正确。4.B由图像可知,电压降低,电容器所带的电荷量减小,则属于放电过程,A错误,B正确;根据图像,当电压为40 V时,电荷量为0.2 C,故电容器的电容C=QU=0.
13、240 F=5.010-3 F,C错误;该过程中电容器所带电荷量的变化量Q=CU=5.010-3(40-36) C=0.02 C,选项D错误。5.BD开关S接1时,电容器充电,充电完毕,电流为零,再将开关S拨向2位置,开始反向放电,且放电越来越缓慢,放电完毕后,电流为零,选项A错误,B正确;开关S接1时,电容器与电源直接相连,充电结束后,两极板间电压等于电源电压,放电过程中,两极板间的电压逐渐减小,电压变化越来越慢,极板的电性不变,选项C错误,D正确。6.答案(1)正电向左(2)2.6解析(1)将开关S接1,电容器上极板与电源的正极相接,则上极板带正电,再将S接2,电容器放电,所以通过电流表的
14、电流方向向左。(2)由题图乙可知该电容器的额定电压为5.5 V,电容C=0.47 F,当电容器两端电压为额定电压时,电容器极板上所带电荷量Q=CU=0.475.5 C2.6 C。7.B在右极板由虚线位置平移到如题图所示的实线位置的过程中,两极板之间的距离d变大,根据C=rS4kd可知,C变小,由于平行板电容器与电源始终保持相连,其两极板间电压U保持不变,根据Q=CU可知,电容器所带的电荷量减小,电容器放电,电流方向为顺时针,电路中有负电荷从a到b定向移动;两极板间电压U一定,当极板间距离变大后,由E=Ud分析可知,极板间场强E变小。由以上的分析可知,B正确,A、C、D错误。8.C闭合开关S后,
15、电容器两板间电压等于滑动变阻器下部分电阻分担的电压,若只在两板间插入电介质,相对介电常数增大,电容器的电容将增大,但两板间电压不变,故A、B错误;若只将滑动变阻器的滑片P向上移动,电容器两极板间电压增大,则电容器所带电荷量增多,故C正确;若只将电容器下极板向下移动一小段距离,板间距离增大,电容减小,而电压不变,则电容器所带电荷量减小,电容器放电,由于上极板带正电,所以此过程电流计中有从b到a方向的电流,故D错误。9.D甲电容器是通过改变极板的正对面积来改变电容的,将甲电容器浸入煤油中,两极板间的介质改变,相对介电常数改变,电容发生变化,选项A、B错误;电容器外壳上标的电压是额定电压,电容器的击
16、穿电压大于额定电压,根据公式Q=CU得Q=1.05.5 C=5.5 C,选项C错误,D正确。10.C由题图乙知a的电容是1 000 F,b的电容是10 000 F,所以a、b两个电容器的电容之比为1 00010 000=110,选项A、B错误;b电容器最多能容纳电荷Qb=10 00010-610 C=0.1 C,而a电容器最多能容纳电荷Qa=1 00010-680 C=0.08 C,选项C正确,D错误。能力提升练1.A平行板电容器的电容C=rS4kd,电容器两极板间的电压U=QC,电荷量Q不变,保持S不变,增大d,则电容C减小,电压U增大,变大,同理减小d,电容C增大,电压U减小,变小,选项A
17、正确,B错误;电荷量Q不变,保持d不变,减小S,电容C减小,电压U增大,变大,选项C错误;电荷量Q不变,保持S、d不变,在两极板间插入电介质,电容C增大,电压U变小,变小,选项D错误。2.A断开开关,电容器所带电荷量不变,将A、B两极板的正对面积减小一些,根据C=rS4kd知,电容减小,根据Q=CU知,电势差变大,静电计指针张角变大,选项A正确;断开开关,电容器所带电荷量不变,将A、B靠近一些,则d减小,根据C=rS4kd知,电容变大,根据Q=CU知,电势差减小,静电计指针张角减小,选项B错误;保持开关闭合,电容器两极板间的电势差不变,则静电计指针张角不变,选项C、D错误。3.D保持极板B不动
18、,将极板A稍向上平移,板间距离d增大,根据C=rS4kd可知,电容减小。若电容器上的电压不变,根据C=QU可知电荷量要减小,即电容器要放电,但是二极管具有单向导电性,所以电容器无法放电,即电荷量不变,根据C=QU可知电压增大,选项A、C错误;根据E=Ud及C=rS4kd、C=QU可得E=4kQrS,所以场强不变,电荷仍静止,选项D正确;因为P点与B极板距离不变,则它们之间电势差不变,所以P点的电势不变,电荷的电势能也不变,选项B错误。易错警示解答电容器极板接地相关问题需要注意以下几点:(1)电容器某一极板接地以后,该极板电势为零,但并不是电荷量为零;(2)两极板之间的电势差并不因为某极板接地而
19、发生改变,但是电场中某点的电势会因为接地的极板不同而发生变化;(3)只有零电势点(接地的极板)确定以后,才能够确定电场中某点的电势。4.ABD根据电容的决定式C=rS4kd,可知当产品厚度增大导致r增大时,电容器的电容C增大,A正确;当灵敏电流计中有从b流向a的电流时,说明电源正在对电容器充电,根据C=QU可知电容增大,说明纸张变厚,B正确;当绝缘纸张厚度变薄时,r减小,电容器的电容C减小,而电源电压不变,也没有改变极板间的距离d,由E=Ud知两板间电场强度不变,C错误;根据Q=CU可知,若增大恒压电源的电压值,纸张薄厚变化能够引起更大的电荷量变化,电流计指针偏转更明显,灵敏度更高,D正确。5
20、.A由公式C=rS4kd可知,电介质插入极板间越深,电容器电容越大,A正确。若传感器向右匀速运动,质量块受力平衡,弹簧长度保持不变,电容器极板间的电介质的长度不变,电容器电容不变,电路中无电流。若传感器以恒定加速度向右运动,质量块受力恒定,弹簧长度不变,电路中无电流,B、C、D错误。6.A电流计指针向右偏转,说明电流从右边接线柱流进电流计,则导体芯A所带电荷量在增加,电容器两端的电势差不变,由Q=CU可知,导体芯A与导电液体形成的电容器的电容增大,根据C=rS4kd知,正对面积增大,则液体的深度h在增大,选项A正确。7.AC由题意知,小球受重力、电场力和拉力作用,根据平衡条件可知,Eq=mg
21、tan ,解得E=mgtanq,U=Ed=mgdtanq,选项A正确;保持开关S闭合,电容器两极板间的电势差不变,带正电的A板向B板靠近,极板间距离减小,根据E=Ud知电场强度E变大,小球所受的电场力变大,变大,选项B错误;断开开关S,电容器所带的电荷量不变,由E=Ud=QCd=4kQrS知d减小时E不变,电场力不变,不变,选项C正确;开关S断开,当两极板错开使正对面积减小时,由E=4kQrS知E增大,则增大,选项D错误。8.C电容器两极板与电源相连,电压U不变,若将A极板向下平移一小段距离,根据E=Ud可知电场强度增大,带电油滴向上运动,A错误;根据UPB=E|PB|=P-0可知,P点电势将升高,B错误。若断开开关S,电容器带电荷量Q不变,将B极板向下平移一小段距离,根据C=rS4kd可知电容减小,根据C=QU可知电压增大,静电计指针张角变大,选项C正确;电场强度E=4kQrS不变,根据UPB=E|PB|=P-0,P点电势将升高,选项D错误。方法技巧两极板间电压U恒定不变(与电源始终相连)时的动态变化10
