2022人教版高中物理必修第三册练习题-电容器的电容

2022人教版高中物理必修第三册

4电容器的电容

基础过关练

题组一对电容器、电容的理解

1.（2021山东荷泽单县五中月考）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.（多选）下列关于电容器和电容的说法中，正确的是（叱）

A.根据若可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比,跟两极板间的电压成反比

B.对于确定的电容器,其所带电荷量与两板间的电压成正比

C.对于确定的电容器,无论其两板间的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），

它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变

D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小与加在两板间

的电压无关

3.（2020广东揭阳高二上期中）下列四个选项是描述对给定的电容器充电时电荷

量0、电压久电容。之间相互关系的图像，其中不正确的是（,一）

4.（2021吉林长春第一五一中学高二月考）有一已充电的电容器,两极板间的电压

为3V,所带电荷量为4.5X101C,此电容器的电容是（）

A.7.5X10-5FB.1.5X10'4F

C.1.35X103FD.2.7X103F

5.某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是（）

A.该电容器只有在电压为45V时，电容才是33nF

B.该电容器能容纳的最大电荷量为3.3X10-5c

C.接通电路后，电容器的电容仍是33PF

D.接通电路后，灯泡能持续发亮

6.（2021北京西城四十三中学高二期中）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、6两个电容器的电容之比为8：1

B.a、6两个电容器的电容之比为4：5

C.6电容器工作时最多能容纳电荷0.1C

D.a电容器工作时最多能容纳电荷1C

题组二电容器充、放电的特点

7.（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

端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,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5.0X102F

D.该过程中电容器所带电荷量的变化量为0.005C

8.某电容器充电后的电压为8V,然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间

变化的/-力曲线（如图）。则放电过程中（）

A.电容器储存的电能不变

B.电路中的电流不变

C.电容器两极板间的电压不变

D.电容器的电容不变

9.（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”。

O

O

乙

（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”）。

⑵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）。

题组三电容器的动态分析

10.（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7?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（）

I------

A.若只在两板间插入电介质，电容器的两板间电压将增大

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尸向上移动，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6方向的

电流

11.（2020吉林省实验中学高二上月考）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人

电场强度为£电容器的电容为所带电荷量为Q,以下说法正确的是（）

A.电路是断路,不可能有电荷定向移动

B.有正电荷从6到a定向移动，电流方向为顺时针

C.C不变,月变大，。变小,0变小

D.〃不变,后变小，。变大,。变大

12.（2020福建三明一中高二上月考）利用如图所示的实验装置,可探究平行板电

容器电容。的影响因素。现使静电计的金属外壳、极板少接地，若保持极板上的

电荷量。不变，下列现象可能出现的是（）

A.仅让方极板上移,观察到静电计张角变小

B.仅让方极板左移,观察到静电计张角变小

C.仅在两极板间插入有机玻璃,观察到静电计张角变小

D.仅在两极板间插入有机玻璃,观察到静电计张角变大

13.（2020江西安义中学高二期末）如图所示是一个由电池、电阻日开关S与平

行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中（）

A.电阻中没有电流

B.电容器的电容变大

C.电阻??中有从a流向6的电流

D.电阻??中有从6流向a的电流

题组四常用电容器

14.常用的电容器从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类。如图甲、

乙为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（

保）

甲乙

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5.5V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5.5V电压时，储存的电荷量

为5.5C

能力提升练

题组一电容器动态分析

1.（2020北京八中高二上月考,*，）（多选）如图,平行板电容器与电源连接,下极

板接地。一带电油滴位于电容器两极板间的分点且恰好处于平衡状态。现将上

极板竖直向上移动一小段距离，则（）

A.尸点的电势将升高

B.极板带电荷量将增加

C.带电油滴的电势能将减小

D.带电油滴将竖直向下运动

2.（2020安徽合肥高二上期中,*，）（多选）如图所示，山〃为两块平行带电金属

板,4带负电，方带正电且与大地相接,两板间〃点处固定一负电荷,设此时两板间

的电势差为点场强大小为£电势为次，，负电荷的电势能为瓦，现将月、夕两

板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（“）

•P

♦+工+一

A.〃变大,E变大B.〃变小，血，变小

C.小变小,瓦变大D.血，变大，瓦变小

3.（2020福建泉州高二上期中,*，）如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷，

与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。以后表示两板间的电场

强度，夕表示静电计指针的偏角。若保持上极板不动，将下极板向下移动一小段

距离至图中虚线位置，在这一过程中，下列说法正确的是（）

A.£不变B.电流计中有电流流过

C.。减小D.电容器的电容变大

4.（2020黑龙江铁人中学高二上期中,北）如图所示,平行板电容器与一恒压直流

电源相连,下极板通过/点接地,一带正电小球被固定于尸点,现将平行板电容器

的下极板竖直向下移动一小段距离，则（）

A.平行板电容器的电容将变大

B.静电计指针偏角变小

C.带电小球的电势能将减小

D.若先将下极板与1点之间的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带

电小球所受静电力不变

5.（2020北京牛栏山一中高三期中，的如图所示,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0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0o下列关于实验

现象的描述正确的是（）

A.保持S不变，增大〃则J变大

B.保持S不变，减小〃则0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0变大

6.（2020江西南昌二中高二上期中,"）如图所示,尔夕为平行板电容器的金属

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，将尔夕两极板的正对面积减小一些

B.断开开关S后，将从夕两极板靠近一些

C.保持开关S闭合，将7?上的滑片向右移动

D.保持开关S闭合，将月、夕两极板分开一些

题组二电容器在生活中的应用

7.（2020山东济南历城二中高三月考,"）全球首创超级电容储存式现代电车在

我国宁波基地下线,没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放,乘客上下车的

30秒内可充满电并行驶5公里以上,刹车和下坡时可把80%的刹车能量转化成电

能回收储存再使用，如图为使用“3V、12000F”石墨烯纳米混合型超级电容

器的电车，下列说法正确的是（）

A.该电容器最多能储存72000C的电荷量

B.电容器放电，电荷量逐渐减少到0,电容不变

C.电容器放电，电荷量逐渐减少到0,电压不变

D.若30s能充满电,则充电平均电流为3600A

8.（2020江苏南通海门中学高三月考,"）（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。其中尔方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"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6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

9.（2021湖北武汉开发区一中期中,北）（多选）电子眼系统通过路面下埋设的感

应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端

产生电压,压力越大电压越大。压电薄膜与电容器。和电阻7?组成图甲所示的回

路,红灯亮时,如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流,如

图乙所示,即视为“闯红灯”，电子眼拍照。则红灯亮时（.）

压

电

薄

膜

甲乙

A.车轮停在感应线上时，电阻7?上有恒定电流

B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电

C.车轮经过感应线的过程中，电阻A上的电流先增大后减小

D.汽车前轮刚越过感应线,又倒回到线内，仍会被电子眼拍照

10.（2020河南沁阳一中高二上月考,*）如图是测定液面高度力的电容式传感器

示意图,后为电源,G为灵敏电流计,A为固定的导体芯,〃为导体芯外面的一层绝

缘物质，。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力发生变化时观

察到指针向右偏转,则（）

A.导体芯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

11.（2021黑龙江高二八校摸底,小，）（多选）如图所示,两极板间距为d的平行板

电容器与一电源连接,开关S闭合，电容器两极板间有一质量为力、带电荷量为q

的微粒静止不动，下列叙述中正确的是（）

A.微粒带正电

B.两极板间的电压等于迪

q

C.断开开关S,微粒将向下做加速运动

D.保持开关S闭合，增大电容器两极板间的距离,微粒将向下做加速运动

12.（2020安徽肥东二中高二上期中,"）如图所示，一平行板电容器接在斤12V

的直流电源上，电容＜^3.0X1010F,两极板间距离户1.2X10-3m,g取10m/s2,

求：

⑴该电容器所带电荷量；

⑵若板间有一带电微粒,其质量为炉2.0X10kg,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？

答案全解全析

4电容器的电容

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,与所带电荷量的多少无关,C错误;根据。邛，。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.BCD电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,一个确定的电

容器对应唯一的电容值，由电容的定义式知，确定的电容器所带电荷量与电压的

比值恒定不变,不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压

成反比，因此A错误,C、D正确。对于确定的电容器，由于电容是定值，由的。/知,

其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确。

易错警示

对电容器和电容的三点理解

(1)电容器是一个仪器,而电容是一个物理量,它表征了电容器容纳电荷的本

领,不能说电容器简称为电容。

(2)电容器所带的电荷量BCU,随电压的升高而增大,与电压成正比。电容器

的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值。

(3)电容是用比值定义法定义的，不能说电容。与0成正比、与〃成反比,

电容。由电容器本身的性质决定,与0、〃的大小无关。

3.A由题中“给定的电容器”可知，电容。是确定值，选项A错误,B、D正确;根

据保?可知，电容器电容C不变，电荷量0和电压〃成正比,选项C正确。

导师点睛

0〃

通过。〃图像理解电容器的电容

如图所示,。〃图线是一条过原点的直线，直线的斜率表示电容大小，即

△U

4.B已知当电压为3V时，电荷量为4.5X10'C,故由会看可知信”产

F=1.5X104F,选项B正确。

5.C无论电容器是否充电，其电容都是33PF,选项A错误,C正确；该电容器能

容纳的最大电荷量/号1.5Xl（rc,选项B错误;灯泡仅在电容器充电时发光，

充电结束后，灯泡熄灭,选项D错误。

6.C由题图乙知a的电容是1000PF"的电容是10000PF,所以a、6两个

电容器的电容之比为1000：10000=1：10,选项A、B错误；6电容器最多能容

纳电荷&=10000X10'6X10C=0.1C,而a电容器最多能容纳电荷Q,=l000X10

6X80C=0.08C,选项C正确，D错误。

7.B由图像可知，电压从40V降低到36V,电容器所带的电荷量减小，则属于放

电过程,选项A错误,B正确;根据图像，当电压为40V时，电荷量为0.2C,故电

容器的电容会存野F=5.OX10*F,选项c错误;该过程中电容器所带电荷量的

U40

变化量△缶C・A35.0X10-3X（40-36）C=0.02C,选项D错误。

8.D电容器放电，则电容器储存的电能逐渐减小，选项A错误；由题图可知，电路

中的电流逐渐减小，选项B错误;根据伯。〃可知，电容器两极板间的电压逐渐减

小，选项C错误；电容器的电容由电容器本身决定，则电容保持不变，选项D正确。

9.答案（1）正电向左（2）2.6

解析(I)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,所以通过电流表的电流方向向左。

(2)由题图乙可知该电容器的额定电压为5.5V,电容^0.47F,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的。厉0.47X5.5C^2.6Co

10.C闭合开关S后，电容器两板间电压等于变阻器下部分电阻分担的电压，保

持不变,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,故A、

B错误;若只将滑动变阻器的滑片产向上移动，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6到a方向的电流，故D错误。

11.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e品可知，。变小，由于两极板间电压U一定,根据可

知，电容器所带的电荷量减小，电容器放电,则电路中会有正电荷从6到a定向移

动，电流方向为顺时针;平行板电容器与电源始终保持相连,其两极板间电压〃保

持不变，当极板间距离变大后，由总分析可知，极板间场强£变小。由以上的分

a

析可知,B正确,A、C、D错误。

12.C用。表示静电计指针张角，根据电容的决定式年品，保持成已不变，

仅让夕极板上移，即减小S,则电容C减小,再根据好,知〃增大,所以0变大，

选项A错误;保持S不变，仅让夕极板左移，即增大&则电容。减小,再根据党

知〃增大，所以。变大，选项B错误;保持S、d不变,在两极板间插入有机玻璃，

即增大外,则电容。增大，根据岭，知〃减小，则。变小，选项C正确,D错误。

13.C电容器与电源相连，两极板间电压不变，增大电容器两极板间距离的过程

中，由公式年生可知，电容器的电容减小,再结合/奴可知，电荷量减小，电容

471kd

器放电，因为电容器上极板带正电,则电阻〃中有从a流向5的电流，选项A、D

错误,C正确。

14.D图甲中可变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，即电容发生变化,选项A、

B错误；电容器的击穿电压一定大于额定电压，电容器外壳上标的电压是额定电压,

根据公式O得缶1.0X5.5C=5.5C,选项C错误,D正确。

易错警示

解答常用电容器相关问题时要注意：

(1)明确电容器外壳上所标数据的含义；

(2)知道击穿电压与额定电压的区别；

(3)掌握常见电容器的特点和符号意义。

能力提升练

1.AD电容器两极板间的电压不变,根据后2知极板间场强减小，由3Ed处,P点、

与下极板间的电势差减小,极板间场强方向向上，户点电势比下极板低,则可知P

点的电势升高,选项A正确;极板间距离增大，电容C减小,而电压〃不变，由Q=CU

知电容器所带的电荷量O减小,选项B错误；由题意知油滴带正电，由于〃点的电

势升高,则带电油滴的电势能将增大,选项C错误;板间距离增大，电压不变,根据

后=知板间场强减小,油滴所受静电力减小，则油滴将沿竖直方向向下运动,选项D

正确。

导师点睛

解答电容器极板接地相关问题需要注意以下几点

⑴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；

⑵两极板之间的电势差并不因为某极板接地而发生改变，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。

2.AC将两板水平错开一段距离,两板正对面积减小,根据电容的决定式C=-^~

4nkd

可知，电容。减小,而电容器的电荷量0不变,则由俄制口,两板间电势差〃增大，

由公式后二可知,板间场强增大,选项A正确,B错误;P点到下极板的距离不变，由

及所及友知,尸点与下极板间电势差增大，由于电场线方向向上/点的电势低于下

极板的电势,则尸点的电势降低，负电荷在尸点的电势能变大,选项C正确,D错误。

方法技巧

两极板间电压〃恒定不变（与电源始终相连）时的动态变化

电

容

充不变不变，变大,

器uUd

电

两

后。变小£变小

极

与

板

电

间

源

的

两

电

极

压

相

不

连

变

3.A电容器与电源断开,故电荷量不变;下极板向下移动,两板间的距离增大,根

据伍生可知，电容「减小，则根据点可知，电压〃增大,故静电计指针偏角8

4nkdU

增大;两板间的电场强度站=?=当,因此歹与两板间距无关，故£不变,选项A

aCa2rs

正确,C、D错误。因为电容器带电荷量不变，没有电荷移动,所以电流计中没有电

流流过,选项B错误。

4.D根据电容的决定式作用;知，下极板竖直向下移动一小段距离，即d增大,

4Tikd

则电容减小，选项A错误；因为电容器始终与电源相连,则两极板间的电势差不变,

所以静电计指针偏角不变,选项B错误；电势差不变,d增大,则由公式后=分析得

知板间电场强度减小,尸点与上极板间的电势差减小,而〃点的电势比上极板低，

上极板的电势不变,则尸点的电势升高,因为小球带正电,则小球的电势能增大，

选项C错误;若先将下极板与4点之间的导线断开,再将下极板向下移动一小段

距离，则电容器的电荷量不变,，改变，根据信号、伐品、或得后当，则知电

U41Tzedd2rs

场强度不变,则小球所受静电力不变,选项D正确。

5.A平行板电容器的电容C=^~,电容器两极板间的电压吟,电荷量0不变，

保持s不变,增大d,电容c减小，电压〃增大，e变大,选项A正确；电荷量0不

变，保持S不变,减小d,电容。增大，电压〃减小，6变小,选项B错误；电荷量Q

不变，保持d不变,减小S,电容C减小，电压〃增大，0变大,选项C错误；电荷量

。不变，保持S、d不变，在两极板间插入电介质，电容。增大，电压〃变小，夕变

小,选项D错误。

6.A断开开关，电容器所带电荷量不变,将/、夕两极板的正对面积减小一些,根

据年否知，电容减小,根据①CU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4、夕靠近一些，则d减小，根据

年后知，电容变大，根据/第知，电势差减小,静电计指针张角减小,选项B错

4itka

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。

7.B该电容器能容纳的最大电荷量为0=0^12.000X3C=36000C,选项A错误;

电容器的电容与电荷量和电压无关,在充、放电时电容不变，电容器放电，电荷量

逐渐减少到0,电压逐渐减小为0,选项B正确,C错误;若30s能充满电,则充电

平均电流为片产等A=1200A,选项D错误。

8.ABD根据电容的决定式会篇，可知当产品厚度增大导致3增大时，电容器

的电容C增大,选项A正确；当灵敏电流计中有从6