2023届高考物理一轮总复习-电容器的电容复习卷含解析

2023届高中物理高考备考一轮总复习

电容器的电容专题复习卷

一、单选题（共7题）

1.电容器是常见的电子元件。物理学中常用电容器的电容来描述电容器储存电荷的能力大小。下列哪一

个属于电容器电容的国际单位（）

A.亨利B.法拉C.特斯拉D.韦伯

2.如图所示是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用

导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法中正确的是（）

金耳芯饮

A.金属芯线粗细决定电容的大小

B.芯柱外套的绝缘管越厚，该电容器的电容越大

C.该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和电介质

D.指示器显示出电容增大了，则电容器中液面升高了

3.如图所示是使用静电计探究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置.用导线将充了电的平行板电

容器的带正电的A板与静电计的金属小球相连，将带负电的B板与静电计的金属外壳同时接地.要使静电

计的指针张角变小，可采用的方法是（）

A.增大A板与B板之间的水平距离B.A板位置不动，将B板竖直向上平移少许

C.A板位置不动，将B板拿走D.将云母片插入A板与B板之间

4.下列说法正确的是（）

A.根据电容的定义式C=5可知，电容器的电容与电容器两端的电压成反比

B.根据公式尸=及峥可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大

r

C.不计重力带负电的粒子可在等量正电荷的电场里做匀速圆周运动

w

D.根据公式〃褶=3•可知，若将电荷量大小为1C的负电荷，从A点移动到B点电场力做正功1J,则A、

q

8两点的电势差为IV

5.关于电容器和电容，下列说法不正确的是（）

A.电容器贮存电荷的同时也就贮存了电能

B.电容器不带电时电容为零

C.给电容器充电时，两极板分别带上等量的异种电荷

D.将平行板电容器的两极板靠近，则其电容变大

6.如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止

状态，现将上极板竖直向上移动一小段距离，则（）

•PE-r

A.油滴带正电

B.带电油滴将竖直向上运动

C.若油滴固定，其电势能不变

D.电容器电容减小，极板带电荷量减小

7.两个完全相同的电容器A和B如图所示连接，它们的极板均水平放置。当它们都带有一定电荷量并处

于静电平衡时，电容器A中的带电粒子恰好静止。现仅将电容器B两板间距缩小，测得A中带电粒子的

加速度大小为。，则变化前后B两板间的距离之比为（）

A・B

A.2：1B.3：1C.4：3D.9：4

二、多选题（共4题）

8.下列关于电容器和电容的说法中，正确的是（）

A.根据C=,可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比

B.无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它的电荷量与电压的比值恒定不变

C.用电源给平板电容器充电后，两极板一定带有等量同种电荷

D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关

9.如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极接地一带负电的油滴位于容器中的尸点且处于静止状

态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（）

•PE丁

TI

A.带电油滴将竖直向下运动B.电容器的电荷量增大

C.P点的电势将升高D.带电油滴的机械能将增加

10.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于

电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）

•p£丰

A.带电油滴将沿竖直方向向上运动

B.P点的电势将降低

C.带电油滴的电势能将减小

D.电容器的电容减小，极板所带电荷量将减小

11.如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相接，

极板M与静电计的外壳均接地。给电容器充电，静电计指针张开一定角度。实验过程中，电容器所带电荷

量不变。下面操作能使静电计指针张角变大的是（）

A.将M板向上平移B.将M板沿水平向左方向远离N板

C.在M、N之间插入有机玻璃板D.在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触

三、解答题（共4题）

12.一平行板电容器，板间距离为d,电容为C,接在电源电压为U的电源上，充电完成后撤去电源，求：

（1）充电后电容器的带电量；

（2）充电后两极板间的电场强度；

（3）若再拉开两板，使板间距离增大为2d,则电容器的电容变为多少？电量变为多少？电压变为多少？

板间电场强度变为多大？

13.如图所示，一个电容为C,极板间距为d的平行板电容器的两个极板竖直放置，在两板之间有一个质

量为m的带电小球，小球用绝缘细线连接悬挂于0点.现给电容器缓慢充电，使两极板所带电量分别为

+Q和-Q,此时悬线与竖直方向的夹角为30。.小球所带电量是多少？

14.能量守恒是自然界基本规律,能量转化通过做功实现.研究发现，电容器存储的能量表达式为Ec=：CU2,

其中U为电容器两极板间的电势差C为电容器的电容.现将一电容器、电源和某定值电阻按照如图所示电

路进行连接.已知电源电动势为E。，电容器电容为C。，定值电阻阻值为R,其他电阻均不计，电容器原

来不带电.现将开关S闭合，一段时间后，电路达到稳定状态.求：在闭合开关到电路稳定的过程中，该

电路因电磁辐射、电流的热效应等原因而损失的能量.

15.电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。用图甲所示电路对给定电容值为C的电容器充电，

无论采用何种充电方式，其两极间的电势差〃随电荷量q的变化图像都相同。不计图甲中电源内阻。

(1)电容器充电的过程，实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。

a.请利用u-q图像求出电容器充电完成后储存的电能EP；

b.除了存储在电容器中的电能，充电电路消耗的其它能量都是损失的能量。证明：整个充电过程中，Ep等

于损失的电能E报。

(2)在如图甲所示的充电电路中，只改变R电阻，用大小不同的两个电阻及同一电源对同一电容器进行两次

充电。在图乙中做出两次充电过程中，极板上的电荷随时间变化的大致图像，并标出哪个是大电阻、哪个

是小电阻对应的充电图像；

(3)若将图甲中的电阻R减为0,本题(1)中航和E报的大小关系是否仍然成立？如果不成立给出合理的解释；

如果成立，请解释E拚的去向。

户"

-------1|-------0^--------t

Eso---------------------"

i图甲图乙

参考答案

1.B

【详解】

电容器电容的国际单位法拉（F）。

故选B„

2.D

【详解】

ABC.电容器的两个电极是可以导电的，分别是金属芯柱和导电液，芯柱外套的绝缘层越厚，金属芯柱和

导电液之间距离越大，电容减小，故ABC错误。

D.指示器显示出电容增大了，金属芯柱和导电液正对面积增大了，说明容器中液面升高了，故D正确。

故选D。

3.D

【详解】

A.增大两极板之间的距离，由电容的决定式C=/可知，电容减小，电容器的电量不变，由。=编

47ikd47rkd

分析可知，板间电压增大，静电计指针张角变大，A错误；

B.将B板上移少许时，正对面积减小，由电容的决定式可知，电容减小，电量不变，由电容器的定义式

分析可知，板间电压增大，静电计指针张角变大，B错误；

C.当将B板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，静电计指针张角变大，C错误；

D.将云母片插入两板之间，由电容的决定式可知，电容增大，电量不变，由定义式分析可知，板间电压

减小，静电计指针张角变小，D正确。

故选D。

4.C

【详解】

A.电容器的电容由电容器本身决定，与电容器两端的电压无关，故A错误；

B.当两个电荷之间的距离趋近于零时，电荷己经不能看成点电荷了，也就不能应用库仑定律了，故B错

误；

C.不计重力带负电的粒子可在等量正电荷的电场里做匀速圆周运动，即由电场力提供向心力，且电场力

方向与速度方向垂直，故C正确；

D.根据电场力做功与电势差关系，可得

w1

=—V=-1V

q-•

故D错误。

故选c。

5.B

【详解】

A.电容器贮存电荷时，极板间建立了电场，将电源提供的电能贮存在电场中，故A正确；

B.电容表征电容器容纳电荷的本领大小，与电量无关，故B错误；

C.电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与电源负极相连的极板带负电，而且电量相等，故C

正确；

D.由

知平行板电容器的两极板越近，电容越大，故D正确。

本题选不正确项，故选B。

6.D

【详解】

A.电容器上极板与电源正极连接带正电，而液滴处于静止状态，电场力向上，一定带负电，A错误;

B.电容器与电源连接，由于电压U保持不变，根据

d

可知电场强度减小，此时电场力小于重力，带电油滴将竖直向下运动，B错误：

C.若油滴固定，设尸点到下极板距离为小则

<pP=Eh,Ep=(pp-q

由于电场强的减小，因此P点电势减小，带负电的油滴的电势能增加，C错误；

D.根据电容器的定义式

4兀kd

上极板竖直向上移动，d增大，C减小；又由于

Q=CU

可知电压保持不变，电容减小，因此极板带电荷量减小，D正确。

故选D。

7.A

【详解】

两电容器两极板间电势差始终相等，并且两电容器极板间的电荷量总和总是保持不变，设开始时两电容器

两极板间电势差为U,两电容器极板间的电荷量为。，则有

对A电容器有电容器A中的带电粒子恰好静止时有

口寸=1ng

A中带电粒子的加速度大小为与，方向向上时有

1

qT-mg'ing

a3

A中带电粒子的加速度大小为鼻，方向向下时有

侬-耳=如

联立解得

八3A3八3〃3

由于A的电容的决定公式g=42可知,

C八不变，则有

C-丝

则电容器A极板的电荷量为

,22,44

QA=-QA=-Q或QA=§QA=§Q

两电容器极板间的电荷量总和为

。总=2+2=2Q

由于两电容器极板间的电荷量总和总是保持不变，则有

或Q；=|Q

由于两电容器两极板间电势差始终相等，则有

24

U；=U；=]U或

根据电容的定义公式有

ufi

可知B电容器变化后的电容为

42

服=务¥=25或《=务¥=3

UB-uUBtUz

33

根据B的电容的决定公式可知，电容C与两板间的距离”成反比，则有

4乃3

d'=；d或d=2d

所以A正确；BCD错误；

故选Ao

8.BD

【详解】

A.C=5是电容的定义式，采用的是比值法定义的，则知C与Q、U无关，故A错误。

B.无论电容器的电压如何变化，对于给定的电容器其电容不变，则电荷量与电压的比值C=,恒定不变，

故B正确；

C.用电源给平板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷，故C错误；

D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关，故D正确。

故选BDo

9.AC

【详解】

AB.将下极板竖直向下缓慢移动时，d增大,电容减小；电容器的电压U不变；故。=UC可知电荷量减

小；由£=与分析得知，板间场强减小，则油滴所受电场力减小，油滴将沿竖直向下运动，故A正确，B

a

错误；

CD.P点到上极板的距离不变，而E减小，由U=Ed知,P点与上极板间电势差减小，P点的电势小于零，

则尸点的电势升高，由于油滴带负电，因向下运动，电场力做负功，则带电油滴的电势能将增加，则机械

能减小，故C正确，D错误。

故选ACo

10.BD

【详解】

A.将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=4得知板

a

间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，选项A错误；

B.场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式"=&/分析可知，P点与下极板间电势差将减

小，而尸点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低。选项B正确；

C.由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，根据彳=04可知，油滴的电势

能将增加，选项C错误；

D.将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，d增大，根据电容器的电容C=可知电容减

小，由于电势差不变，根据Q=UC知带电量减小，选项D正确。

故选BDo

11.AB

【详解】

A.极板M和静电计外壳均接地，相当于以大地为导向连接在一起，那么两极板之间的电压即静电计的指

针和外壳之间的电压越大，指针偏角越大，平行板电容器电压

,,QQ4兀kdQ

C£rS£rS

4兀kd

M板上移，正对面积S变小，电压变大，故A正确；

BCD.将M板沿水平向左方向远离N板，板间距离d变大，电压变大，张角变大，在M、N之间插入有

机玻璃板相对介电常数J变大，在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，板间距离d变小，都会导

致电压变小，指针张角变小，故B正确，CD错误。

故选AB„

12.(1)Q=CU-(2)E=--(3)-C；Q=CU-2U；£=-；

d2d

【详解】

(1)由电容的定义式

「Q

C=—

U

可得充电后电容器的带电量为Q=cu

(2)充电后两极板间的电场强度为

E.

(3)使板间距离增大为2d,由电容的决定式

C=-^-

4TM

可知知电容器的电容变为;C

电量不变，仍为CU,则由

c吟

可知电压变为2U

根据

E上