2024-2025学年高中物理第一章10第8节电容器的电容练习含解析新人教版选修3-1

PAGE6-电容器的电容(建议用时：40分钟)【A组基础巩固】1．下列关于电容器及其电容的叙述正确的是()A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D．一个固定电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6C时，两板间电压上升10V，则电容器的电容无法确定解析：选A.电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的实力，A正确；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的肯定值，B错误；电容器的电容由电容器结构确定，不随带电荷量的变更而变更，C错误；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(ΔQ,ΔU)可求电容器的电容，D错误．2．(多选)一个电容器的规格是“100μF、25V”，对这两个数据的理解正确的是()A．这个电容器加上25V电压时，电容才是100μFB．这个电容器最大电容是100μF，当带电荷量较小时，电容小于100μFC．这个电容器所加电压不能高于25VD．这个电容器所加电压可以低于25V，但电容不变，总是100μF解析：选CD.100μF代表电容器的电容，与所带电荷量和所加电压无关，25V是指电容器耐压值为25V，当其两端电压超过25V时，电容器将被击穿．3.如图所示，为某一电容器中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，对电容器来说正确的是()A．是充电过程B．是放电过程C．该电容器的电容为5.0×10－2FD．该电容器所带电荷量的变更量为0.20C解析：选B.由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错，B对；由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(0.2,40)F＝5×10－3F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D错．4．(多选)(2024·湖北罗田一中高二检测)一平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘工具将两板距离拉开一些，则()A．电容器的带电荷量增加B．电容增大C．电容器电压增加D．两板间电场强度不变解析：选CD.平行板电容器充电后，把电源断开，其电荷量不变，故A错误；依据电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知电容与板间距离成反比，当把两金属板拉开一些距离，电容减小，故B错误；Q不变，C减小，由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)，可知电容器电压增加，故C正确；由电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，电容的定义式C＝eq\f(Q,U)，电场强度为：E＝eq\f(U,d)，联立可得：E＝eq\f(4πkd,εrS)，可知E与d无关，所以板间电场强度不变，故D正确．5．(多选)(2024·福建三明高二期中)如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态．现将两极板的间距变小，则()A．电荷带正电B．电荷带负电C．电流表中将有从a到b的电流D．电流表中将有从b到a的电流解析：选BC.电荷q处于静止状态，受到重力与电场力而平衡，电容器上极板带正电，电场方向向下，而电场力方向向上，故电荷带负电，故A错误，B正确；将两极板的间距变小，而电容器的电压不变，依据电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，电容增大，电容器的电压U不变，由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)分析得知，电容器的电荷量增大，电容器充电，而电容器上极板带正电，则电流表中将有从a到b的电流，故D错误，C正确．6．(多选)如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是()A．使A、B两板靠近一些B．使A、B两板正对面积减小一些C．断开S后，使B板向右平移一些D．断开S后，使A、B正对面积减小一些解析：选CD.静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高．当合上S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由C＝eq\f(Q,U)可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大，所以选项C、D正确．7.某位移式传感器的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，平行金属板A、B和介质P构成电容器，当可移动介质P向左匀速移出的过程中()A．电容器的电容变大B．电容器的电荷量保持不变C．M点的电势比N点的电势低D．流过电阻R的电流方向从M到N解析：选D.当可移动介质P向左匀速移出的过程中，介电常数减小，电容器电容变小，选项A错误；电容器的电压等于电源电动势不变，电荷量Q＝CU减小，选项B错误；电容器放电，电流方向M→R→N，M点的电势比N点的电势高，选项C错误，D正确．【B组素养提升】8．(多选)(2024·北京昌平高二期末)如图所示为一种电容传声器．b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器．其工作原理是当声波作用于金属膜片时，膜片发生相应的振动，于是就变更了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变更，而电容的变更可以转化为电路中电信号的变更．闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时()A．电容器的电容减小B．a、b板之间的电场强度增大C．流过电流表的电流方向为自右向左D．流过电流表的电流方向为自左向右解析：选BD.依据电容的确定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，a向右运动时，d减小，所以C增大，故A错误；a、b板之间的电势差不变，依据E＝eq\f(U,d)，d减小，所以E增大，故B正确；依据，U不变，C增大，所以Q变大，电容器充电，形成的充电电流方向为自左向右，故D正确，C错误．9．(多选)如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B.B板接地，A板带有电荷量＋Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种状况下，下列说法正确的是()A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势上升C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度变小，P点电势降低解析：选AC.A板下移与B板上移，两板间的距离均减小，但此平行板电容器为电荷量不变的电容器，变更两板间的距离不能变更电场强度的大小及方向，即E不变．因此A板下移时，P点与B板间的电势差不变，即P点电势也不变；但B板上移时，由于P点与B板的距离减小，因此P、B间的电势差减小，即P点电势降低，选项A、C正确．10．(2024·高考江苏卷)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴()A．仍旧保持静止 B．竖直向下运动C．向左下方运动 D．向右下方运动解析：选D.由于水平金属板A、B分别与电源两极相连，两极板之间的电势差不变，将B板右端向下移动一小段距离，极板之间的电场强度将减小，油滴所受电场力减小，且电场力方向斜向右上方向，则油滴所受的合外力斜向右下方，所以该油滴向右下方运动，选项D正确．11．(多选)(2024·安徽长丰高二检测)一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为φ，以下说法正确的是()A．保持电键S闭合，使两极板靠近一些，φ将增大B．保持电键S闭合，使两极板远离一些，φ将增大C．断开电键S，使两极板靠近一些，φ将不变D．保持电键S闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，将有电流从左向右流过滑动变阻器解析：选AC.保持电键S闭合时，电容器板间电压不变，两板靠近时，板间距离d减小，由E＝eq\f(U,d)分析得知，板间电场强度增大，小球所受电场力增大，则φ增大，反之，保持电键S闭合，使两极板远离一些，板间电场强度减小，小球所受电场力减小，则φ减小，故A正确，B错误；若断开电键S，则两极板所带电荷量不变，依据公式，C＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，E＝eq\f(U,d)联立可得E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)，即两极板间的电场强度与两极板的距离无关，所以电场强度不变，小球受力不变，故φ不变，C正确；保持电键S闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，两极板间的电压不变，仍等于电源电压，所以电容器两极板所带电荷量不变，故不通放电，没有电流通过滑动变阻器，D错误．12．(2024·河南周口高二检测)如图所示为探讨确定平行板电容器电容因素的试验装置．两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄限制板M的位置．给电容器充上肯定的电荷，静电计指针张开肯定角度．(1)若仅将两极板间的距离增大，则静电计指针的偏角将________(选填“变大”“不变”或“变小”)；若仅将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积，则静电计指针的偏角将________(选填“变大”“不变”或“变小”)；若在两极板间插入云母片，且保持其他条件不变，则静电计指针的偏角将________(选填“变大”“不变”或“变小”)；若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，则静电计指针偏角将________(选填“变大”“不变”或“变小”)，插入后金属板P内部的电场强度大小为________．(2)从(1)中操作可知本试验探究所采纳的科学探究方法是__________．A．志向试验法 B．等效替代法C．限制变量法 D．建立物理模型法解析：(1)只将板间距离d增大，由电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，电容减小，电荷量Q不变，则由C＝eq\f(Q,U)分析得到板间电势差U增大，静电计指针张角变大．只将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积S，由电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，电容减小，电荷量Q不变，则由C＝eq\f(Q,U)分析得到板间电势差U增大，静电计指针张角变大．若在两极板间插入云母片，且保持其他条件不变，由电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，电容增大，电荷量Q不变，则由C＝eq\f(Q,U)分析得到板间电势差U减小，静电计指针张角变小．若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，相当于极板间距减小，由电容的确定式C＝eq\f(εrS,4πkd)分析得知，电容增大，电荷量Q不变，则由C＝eq\f(Q,U)分析得到板间电势差U减小，静电计指针张角变小．插入后金属板后，处于静电平衡状态，那么P内部的电场强度到处为零．(2)从(1)中操作可知本试验探究所采纳的科学探究方法是限制变量法，故选C.答案：(1)变大