10.4 电容器的电容（巩固与提升练）-【练到位】2024-2025学年高二上学期物理同步练（人教版2019必修第三册）

10.4 电容器的电容 【考点一 对电容的理解】 1．（23-24高一下·江苏镇江·期末）下列可以组成电容器的是（　　） A． B． C． D． 2．（23-24高二上·上海长宁·阶段练习）如图中储存电荷本领最强的电容器是（　　） A．“100μF；350V” B．“100F；2.7V” C．“20μF；450V” D．“1000μF；16V” 3．（多选）（2024高二·山西·学业考试）一电容器外壳上标注的是“；”，则下列说法错误的是（　　） A．该电容器的额定电压为 B．该电容器的击穿电压为 C．该电容器接在的电压两端时，电容为 D．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 4．（23-24高二上·浙江台州·期中）对于一个固定电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图像应是图中的（　　） A． B． C． D． 5．（23-24高二上·湖南岳阳·期末）人体神经受到刺激时，就会从神经细胞膜一侧快速移动到另一侧，导致细胞膜两侧电势差发生变化。若将神经细胞膜视为电容为的电容器，若某人某次受到刺激时该细胞膜两侧电势差从20mV变为40mV，则该过程中通过该细胞膜的电荷量为（　　） A． B． C． D． 6．（23-24高一下·山东青岛·期末）莱顿瓶是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶子内、外表面分别贴有锡箔，瓶内的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电，下列说法正确的是（　　） A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多 B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 【考点二 实验：观察电容器的充、放电过程】 7．（23-24高一下·江苏泰州·期末）如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的图像如图乙所示，已知电源电动势为，下列说法正确的是（　　） A．到时间内，电容器放电量约为 B．电容器的电容约为 C．如果将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容变小 D．如果将平行板电容器的板间距离增大，放电图像距坐标原点会变远 8．（23-24高一下·江苏苏州·阶段练习）某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．图像中两阴影面积一定相等 B．放电过程中，电容器下极板带正电 C．仅改变两极板间距离，电容器充电结束时电容器两板间电压会改变 D．仅改变电阻R，电容器充电结束后电容器电荷量Q会改变 【考点三 平行板电容器的动态分析】 9．（23-24高一下·北京顺义·期末）电容式话筒含有电容式传感器，其结构如图所示，导电振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。关于声压引起电容发生变化的原因，下列说法正确的是（　　） A．两板间的距离变化 B．两板的正对面积变化 C．两板间的介质变化 D．两板间的电压变化 10．（23-24高一下·山东德州·期末）半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。在指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　） A．手指缓慢松开绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容器带电量减小 B．手指用力挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小 C．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 D．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大 11．（23-24高一下·山东济宁·期末）某同学用平行板电容器探究某材料在竖直方向的尺度随温度变化的关系，如图所示为装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动。若保持电容器所带电荷量不变，发现材料温度升高时，两极板间电压降低。下列说法正确的是（　　） A．极板间距离增大 B．材料竖直方向尺度增大 C．极板间电场强度变小 D．电容器电容变小 12．（23-24高一下·重庆渝中·期末）在如图所示电路中，蓄电池的电动势，内阻，电阻，电容的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于板间正中央点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．油滴带正电 B．上极板所带电荷量为 C．若将下极板缓慢上移少许，点的电势降低 D．若将上极板缓慢左移少许，油滴将向上移动 一、单选题 1．（23-24高二上·全国·课后作业）关于下列四幅图的叙述正确的是（　　）    A．图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容 B．图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷 C．图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零 D．图丁所示是电解电容器，击穿电压为80V 2．（24-25高二上·全国·课后作业）心脏除颤器是目前临床上广泛使用的抢救设备之一，如图甲所示。心脏除颤器通过接触皮肤的电极板使电容器放电，实施电击治疗，如图乙。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使电容器充电到4000V，存储电荷量为0.16C。抢救病人时，电极板放电，使一部分电荷在4ms的脉冲时间内经过身体。下列说法正确的是（　　） A．电容器充电至4000V时，电容为20μF B．电容器放电过程中电容减小 C．电容器充电至2000V时，所带电荷量为0.08C D．电容器放电过程中电流恒定 3．（23-24高二上·浙江·开学考试）下列有关电容器的表述正确的是（　　） A．图甲S接1电容器充电，充电过程中通过电流表的电流大小不变 B．图乙S由接1改为接2，电容器放电，放电时通过电流表的电流方向为从左到右 C．图丙为可变电容器，它是通过改变两极板之间的正对面积来改变电容大小的 D．图丁中的“400V，68μF”，说明该电容器只有两端加上400V的电压时电容才为68μF 4．（23-24高一下·山东济宁·阶段练习）某款电子秤的工作原理是靠改变内部电容器极板间距离来实现称重的，其原理图如图所示。其内部有平行板电容器，两极板之间用劲度系数为的绝缘轻弹簧相连，下极板固定在绝缘水平台面上，上极板接地，且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为，电容器充完电后与电源断开，极板间距为。不放重物时，两极板间电压为，轻轻放置重物并保持平衡时，电容器的电压为，不计极板间的相互作用力，重力加速度为，则所放重物的重力大小为（　　） A． B． C． D． 5．（23-24高一下·山东淄博·期末）某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图甲所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路，闭合开关S，电路稳定后，若增大溶液浓度，则（    ） A．溶液的相对介电常数增大 B．电容器的电容增大 C．电容器所带的电荷量减小 D．溶液浓度增大过程中电流方向为N→M 6．（20-21高三上·江西南昌·阶段练习）在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当通过极板间的材料厚度减小时，下列说法正确的是（　　） A．有负电荷从a向b流过灵敏电流计G B．甲、乙两板间材料内的电场强度为零 C．乙板上的电荷量变小 D．甲、乙平行板构成的电容器的电容增大 7．（23-24高二下·江西·阶段练习）传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A．甲图中两极间的电量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．乙图中两极间的电量不变，若电压增大，可判断出变小 C．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则x变小 D．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变小 8．（23-24高二下·江苏徐州·期中）如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（　　） A．在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流 B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流 C．在汽车向左匀加速直线运动过程中，电路中有顺时针方向电流 D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的充电电流 9．（23-24高二下·河南·阶段练习）如图所示，两沿水平方向放置的平行板正对放置，已知平行板的长为、宽度为，两极板之间的距离为，点是两板正中央的点，现使两极板带上等量异种电荷，上板带正电、下板带负电，且下极板接地，下极板不动，将上极板缓慢地向右移动，。则平行板电容器的电容、两极板间的电压、两极板间的电场强度，点的电势关于移动距离的关系，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（23-24高二上·江西鹰潭·期末）如图所示，水平放置的平行板电容器上极板a与下极板b带等量的异种电荷，上极板a与另一平行板电容器上极板c相连，P是两极板间的一个点。现将极板b和极板d接地，此时一质量为m的带电小球在P点正好处于静止状态。已知极板a和c带正电，规定大地的电势为零，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球带正电 B．若将极板a上移一小段距离，带电小球仍保持静止 C．若将极板a上移一小段距离，带电小球将向下运动 D．若将极板b上移一小段距离，c、d两极板间电势差将增大 二、多选题 11．（23-24高一下·山东潍坊·期末）如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板与静电计金属球相连，下极板与静电计金属外壳均接地，P为电容器两板间一点。电容器充电完成后，断开开关。若电容器电介质的相对介电常数随温度的升高而减小，则当电容器温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．电容器电容增加 B．静电计指针张角变小 C．两极板间电场强度变大 D．P点电势升高 12．（23-24高二上·重庆·期末）某同学学习了电容器的充、放电等相关知识后，在老师的引导下，他为了探究电路中连接二极管的电容器充、放电问题，设计了如图所示的电路。平行板电容器与二极管（该二极管可看做理想二极管，正向电阻很小，反向电阻无穷大）、开关、直流电源串联，电源负极接地。闭合开关，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板之间的P点，处于静止状态。保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A．若上极板略微上移，带电油滴仍保持静止 B．若下极板略微上移，则P点电势保持不变 C．若上极板略微下移，则P点电势保持不变 D．若下极板略微下移，则带电油滴在P点的电势能降低 13．（23-24高二上·广东·期末）一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，P是外层包裹着绝缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的全属球用导线相连，静电计的外壳接地。然后将P放入装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中，正确的是（　　） A．电容器的两极分别是金属电极P和导电液体 B．金属电极P的内部和表面会分别带上等量异种电荷 C．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值不变 D．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将增大 14．（23-24高二上·河北石家庄·期末）某同学设计了一款监测水位的传感器，电路如图所示。绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子a，另一端与电容器的极板Q连接（极板P固定），a上下移动就带动Q上下移动，监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，则可以得出（　　） A．河水的水位在上升 B．平行板电容器极板间的电场强度在增大 C．平行板电容器电压在增大 D．平行板电容器的电容在减小 15．（23-24高一下·陕西西安·期末）某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 (1)将图中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的I-t图像是_________。 A． B． C． D． (2)将图中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C= 。（用题中已知物理量Um、R和S0表示） 16．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）电容器储存电荷的特性可用电容来表征。某一固定电容器外观如图1所示，在观察电容器的充、放电实验中，实验电路图如图2所示。 (1)某一固定电容器外观如图1所示，下列说法正确的是（    ） A．35表示额定电压 B．35表示击穿电压 C．2200表示电荷量 D．2200表示电容 (2)电容器在整个充放电过程中的电流i随时间t图像和两极板电压U与时间t的图像，可能正确的是______ A． B． C． D． (3)用电流传感器替换灵敏电流计，测出电路中的电流随时间变化的图像如图3所示，电源电压为8V，则电容器的电容约为 F。（保留2位有效数字） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$ 10.4 电容器的电容 【考点一 对电容的理解】 1．（23-24高一下·江苏镇江·期末）下列可以组成电容器的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成电容器。 故选C。 2．（23-24高二上·上海长宁·阶段练习）如图中储存电荷本领最强的电容器是（　　） A．“100μF；350V” B．“100F；2.7V” C．“20μF；450V” D．“1000μF；16V” 【答案】B 【详解】根据公式可知，充满电后各选项中电容器储存电荷量 可知 即B选项电容器储存电荷本领最强。 故选B。 3．（多选）（2024高二·山西·学业考试）一电容器外壳上标注的是“；”，则下列说法错误的是（　　） A．该电容器的额定电压为 B．该电容器的击穿电压为 C．该电容器接在的电压两端时，电容为 D．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 【答案】BCD 【详解】AB．为额定电压，不是击穿电压，故A正确不符合题意，B错误符合题意； C．电容器的电容由自身构造有关，和电压无关，故C错误符合题意； D．电解电容器，使用时需考虑工作电压，同时也要用考虑其引出线与电源“+”、“-”极相连，故D错误符合题意。 故选BCD。 4．（23-24高二上·浙江台州·期中）对于一个固定电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图像应是图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】ABD．电容器的电容与电荷量和电势差无关，AD错误，B正确； C．根据电容的定义式有 则 电荷量与电势差成正比，C错误。 故选B。 5．（23-24高二上·湖南岳阳·期末）人体神经受到刺激时，就会从神经细胞膜一侧快速移动到另一侧，导致细胞膜两侧电势差发生变化。若将神经细胞膜视为电容为的电容器，若某人某次受到刺激时该细胞膜两侧电势差从20mV变为40mV，则该过程中通过该细胞膜的电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】当细胞膜两侧电势差为20mV时，根据电容器的定义式有 当细胞膜两侧电势差为40mV时，根据电容器的定义式有 则该过程中通过该细胞膜的电荷量为 解得 故选D。 6．（23-24高一下·山东青岛·期末）莱顿瓶是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶子内、外表面分别贴有锡箔，瓶内的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电，下列说法正确的是（　　） A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多 B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 【答案】A 【详解】A．玻璃瓶，瓶子内、外表面分别贴有锡箔，可将莱顿瓶等效为一个平行板电容器，根据 充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，即间距d越小，则莱顿瓶能容纳的电荷越多，故A正确； B．根据 瓶内外锡箔的厚度越厚，即间距d越大，莱顿瓶的电容越小，则莱顿瓶容纳电荷的本领越弱，故B错误； C．根据电容器的定义式有 该表达式是比值定义，电容与电荷量、电压没有本质的决定关系，可知，充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领不变，故C错误； D．根据 可知，莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度有关，故D错误。 故选A。 【考点二 实验：观察电容器的充、放电过程】 7．（23-24高一下·江苏泰州·期末）如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的图像如图乙所示，已知电源电动势为，下列说法正确的是（　　） A．到时间内，电容器放电量约为 B．电容器的电容约为 C．如果将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容变小 D．如果将平行板电容器的板间距离增大，放电图像距坐标原点会变远 【答案】B 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于电容器的放电量，则到时间内，电容器放电量约为 故A错误； B．电容器总的放电量为 电容器的电容约为 故B正确； D．如果将平行板电容器的板间距离增大，则电容器的电容减小，根据 Q=CU 可知，电容器的带电量减小，则放电电量减小，则放电I－t图像距坐标原点会变近，故D错误； C．如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，根据 可知，介电常数均匀增加，则电容C均匀变大，故C错误。 故选B。 8．（23-24高一下·江苏苏州·阶段练习）某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．图像中两阴影面积一定相等 B．放电过程中，电容器下极板带正电 C．仅改变两极板间距离，电容器充电结束时电容器两板间电压会改变 D．仅改变电阻R，电容器充电结束后电容器电荷量Q会改变 【答案】A 【详解】A．图像面积表示电荷量，所以两阴影面积分别表示充放电电荷总量，一定相等，A正确； B．电容器下极板与电源负极相连，所以下极板带负电，B错误； C．电源电压不变，仅改变两极板间距离，电容器充电结束时电容器两板间电压不会改变，C错误； D．电容器所带的电荷量，由于电源电动势不变，电容不变，所以减小电阻，只是增大了充电的电流，但电容器的电荷量不变，C错误； 故选A。 【考点三 平行板电容器的动态分析】 9．（23-24高一下·北京顺义·期末）电容式话筒含有电容式传感器，其结构如图所示，导电振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。关于声压引起电容发生变化的原因，下列说法正确的是（　　） A．两板间的距离变化 B．两板的正对面积变化 C．两板间的介质变化 D．两板间的电压变化 【答案】A 【详解】当振动膜片在声压的作用下振动时，引起电容器两极板间的距离变化，由可知电容发生变化。 故选A。 10．（23-24高一下·山东德州·期末）半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。在指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　） A．手指缓慢松开绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容器带电量减小 B．手指用力挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小 C．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 D．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大 【答案】A 【详解】AB．根据电容的公式可知，手指缓慢松开绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容减小。由可知，U不变，则电容器带电量减小。反之电容器带电量增大。故A正确，B错误； CD．根据电容的公式可知，指纹的凹点处与小极板距离远，电容小，指纹的凸点处与小极板距离近，电容大，故CD错误。 故选A。 11．（23-24高一下·山东济宁·期末）某同学用平行板电容器探究某材料在竖直方向的尺度随温度变化的关系，如图所示为装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动。若保持电容器所带电荷量不变，发现材料温度升高时，两极板间电压降低。下列说法正确的是（　　） A．极板间距离增大 B．材料竖直方向尺度增大 C．极板间电场强度变小 D．电容器电容变小 【答案】B 【详解】D．电容器所带电荷量不变，发现材料温度升高时，两极板间电压降低，根据可知，电容器的电容增大。故D错误； AB．根据可知，C增大，则d减小，即极板间距离减小。可知材料竖直方向尺度增大。故A错误，B正确； C．极板间电场强度为 可知，Q不变则极板间电场强度不变。故C错误。 故选B。 12．（23-24高一下·重庆渝中·期末）在如图所示电路中，蓄电池的电动势，内阻，电阻，电容的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于板间正中央点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．油滴带正电 B．上极板所带电荷量为 C．若将下极板缓慢上移少许，点的电势降低 D．若将上极板缓慢左移少许，油滴将向上移动 【答案】C 【详解】A．平板电容器两极板间的电场强度竖直向下，由受力平衡得电场力方向与重力方向相反为竖直向上，则油滴带负电，故A错误； B．两端的电压为 则上极板所带的电荷量为 故B错误； C．若将下极板上移，则板间距离减小，场强增大，上极板到点间的电势差增大，则到下极板间的电势差减小，P点的电势降低，故C正确； D．若将上极板左移，两极板间的电压保持不变，电场强度不变，则油滴保持静止，故D错误。 故选C。 一、单选题 1．（23-24高二上·全国·课后作业）关于下列四幅图的叙述正确的是（　　）    A．图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容 B．图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷 C．图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零 D．图丁所示是电解电容器，击穿电压为80V 【答案】B 【详解】A．图甲所示的电容器为可变电容器，动片旋出时与定片的距离不变，极板间的正对面积减小，从而改变电容，故A错误； B．图乙构成一个简易的电容器，能够储存电荷，故B正确； C．图丙中电容器在充电或者放电过程中，电流表的示数不为零，电路稳定时电流表的示数为零，故C错误； D．图丁是电解电容器，额定电压为80V，小于击穿电压，故D错误。 故选B。 2．（24-25高二上·全国·课后作业）心脏除颤器是目前临床上广泛使用的抢救设备之一，如图甲所示。心脏除颤器通过接触皮肤的电极板使电容器放电，实施电击治疗，如图乙。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使电容器充电到4000V，存储电荷量为0.16C。抢救病人时，电极板放电，使一部分电荷在4ms的脉冲时间内经过身体。下列说法正确的是（　　） A．电容器充电至4000V时，电容为20μF B．电容器放电过程中电容减小 C．电容器充电至2000V时，所带电荷量为0.08C D．电容器放电过程中电流恒定 【答案】C 【详解】A．电容器充电至4000V时，电容为 故A错误； B．电容由电容器本身决定，不随电压、电荷量的变化而变化，即电容保持不变，故B错误； C．电容器充电至2000V时，所带电荷量为 故C正确； D．电容器放电过程中，电荷量减少，电容器两极板间电势差减小，电流减小，故D错误。 故选C。 3．（23-24高二上·浙江·开学考试）下列有关电容器的表述正确的是（　　） A．图甲S接1电容器充电，充电过程中通过电流表的电流大小不变 B．图乙S由接1改为接2，电容器放电，放电时通过电流表的电流方向为从左到右 C．图丙为可变电容器，它是通过改变两极板之间的正对面积来改变电容大小的 D．图丁中的“400V，68μF”，说明该电容器只有两端加上400V的电压时电容才为68μF 【答案】C 【详解】A．图甲中，开关接1，则电容器充电，在充电过程中，通过电流表的电流逐渐减小，故A项错误； B．图乙中，开光从1到2，电容器开始放电，由充电过程可知，上极板带正电，所以放电时通过电流表的电流方向为从右到左，故B项错误； C．图丙为可变电容器，它是通过改变两极板之间的正对面积来改变电容大小的，故C项正确； D．图丁中的电容器标有“400V，68μF”字样，说明该电容器两端电压的最大值为400V，而其电容总是为68μF，故D项错误。 故选C。 4．（23-24高一下·山东济宁·阶段练习）某款电子秤的工作原理是靠改变内部电容器极板间距离来实现称重的，其原理图如图所示。其内部有平行板电容器，两极板之间用劲度系数为的绝缘轻弹簧相连，下极板固定在绝缘水平台面上，上极板接地，且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为，电容器充完电后与电源断开，极板间距为。不放重物时，两极板间电压为，轻轻放置重物并保持平衡时，电容器的电压为，不计极板间的相互作用力，重力加速度为，则所放重物的重力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设电容器带电量为Q，弹簧原长d0，则不放重物时 放上重物m＇后两极板距离为d＇，则 解得 故选A。 5．（23-24高一下·山东淄博·期末）某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图甲所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图乙所示的电路，闭合开关S，电路稳定后，若增大溶液浓度，则（    ） A．溶液的相对介电常数增大 B．电容器的电容增大 C．电容器所带的电荷量减小 D．溶液浓度增大过程中电流方向为N→M 【答案】C 【详解】A．由甲图可知，增大溶液浓度，溶液的相对介电常数减小。故A错误； B．根据 可知电容器的电容减小。故B错误； C．根据 可知极板上电压保持不变，电容器所带的电荷量将减小。故C正确； D．综上所述，溶液浓度增大过程中，电容器处于放电状态，电流方向为M→N。故D错误。 故选C。 6．（20-21高三上·江西南昌·阶段练习）在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当通过极板间的材料厚度减小时，下列说法正确的是（　　） A．有负电荷从a向b流过灵敏电流计G B．甲、乙两板间材料内的电场强度为零 C．乙板上的电荷量变小 D．甲、乙平行板构成的电容器的电容增大 【答案】C 【详解】ACD．根据电容器电容决定式，有 可知当产品厚度减小时，导致减小，电容器的电容减小。根据电容器电容定义式，有 可知极板带电荷量减小时，有放电电流从a向b流过灵敏电流计G，即有负电荷从b向a流过灵敏电流计G。故AD错误，C正确； B．根据电场强度与电势差的关系式，有 因两板间电势差不变，板间距离不变，所以两板间电场强度不变。故B错误； 故选C。 7．（23-24高二下·江西·阶段练习）传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A．甲图中两极间的电量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．乙图中两极间的电量不变，若电压增大，可判断出变小 C．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则x变小 D．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变小 【答案】C 【详解】A．甲图中两极间的电量不变，若电压减小，根据 可知电容器电容增大，根据 可知电容器两极板正对面积增大，可判断出h变大，故A错误； B．乙图中两极间的电量不变，若电压增加，可知电容器电容减小，则电容器两极板正对面积减小，可判断出变大，故B错误； C．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，则电容器电容增大，可知电介质向内移动，则x变小，故C正确； D．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，则电容器电容增大，可知电容器两极板间距离减小，则F变大，故D错误。 故选C。 8．（23-24高二下·江苏徐州·期中）如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（　　） A．在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流 B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流 C．在汽车向左匀加速直线运动过程中，电路中有顺时针方向电流 D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的充电电流 【答案】D 【详解】A．汽车向左匀速直线运动过程中，加速度为零，弹簧处于原长状态，弹力为零，即电介质插入极板间的深度一定，则极板间的电介常数一定，根据平行板电容器的决定式 可知电容一定，根据 电容器与电源相连，极板间的电压恒定，极板所带的电荷量恒定，即电路中没有电流，故A错误； BC．汽车向右匀加速直线运动过程中或汽车向左匀加速直线运动过程中，加速度均保持不变，电介质插入极板间的深度一定，则极板间的电介常数一定，根据A中分析可知电路中没有电流，故BC错误； D．汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，加速度方向向右，大小逐渐增大，弹簧处于拉伸状态，弹簧的长度增大，电介质插入极板间的深度增大，极板间的电介常数增大，根据A中分析可知极板所带的电荷量增大，即电路中有充电电流，根据图形可知电容器的上极板带正电，电荷量增多，则电路中有顺时针方向的充电电流，故D正确。 故选D。 9．（23-24高二下·河南·阶段练习）如图所示，两沿水平方向放置的平行板正对放置，已知平行板的长为、宽度为，两极板之间的距离为，点是两板正中央的点，现使两极板带上等量异种电荷，上板带正电、下板带负电，且下极板接地，下极板不动，将上极板缓慢地向右移动，。则平行板电容器的电容、两极板间的电压、两极板间的电场强度，点的电势关于移动距离的关系，下列图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．由电容器电容的决定式 可知 故A正确； B．两极板所带的电荷量不变，则由公式 可知 关于为非线性关系，故B错误； C．又由公式 可知 关于为非线性关系，故C错误； D．点到下极板之间的距离为，则点的电势为 关于为非线性关系，故D错误。 故选A。 10．（23-24高二上·江西鹰潭·期末）如图所示，水平放置的平行板电容器上极板a与下极板b带等量的异种电荷，上极板a与另一平行板电容器上极板c相连，P是两极板间的一个点。现将极板b和极板d接地，此时一质量为m的带电小球在P点正好处于静止状态。已知极板a和c带正电，规定大地的电势为零，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球带正电 B．若将极板a上移一小段距离，带电小球仍保持静止 C．若将极板a上移一小段距离，带电小球将向下运动 D．若将极板b上移一小段距离，c、d两极板间电势差将增大 【答案】C 【详解】A．两极板间匀强电场的方向向下，由二力平衡可得小球受到的电场力竖直向上，则小球带负电，A错误； BC．由公式 ，， 可得 两电容器连接，电压不变，电荷会相互转移，当把极板a向上移动一小段距离，两极板间的距离d增大，电容减小 则减小，也减小，电场力减小，则带电小球向下运动，B错误，C正确； D．若将极板b上移一小段距离，a、b两极板间的距离d减小，不变，a板电势不变，c板电势不变，而极板b和极板d接地电势为0，则c、d两极板间电势差将不变，故D错误。 故选C。 二、多选题 11．（23-24高一下·山东潍坊·期末）如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板与静电计金属球相连，下极板与静电计金属外壳均接地，P为电容器两板间一点。电容器充电完成后，断开开关。若电容器电介质的相对介电常数随温度的升高而减小，则当电容器温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．电容器电容增加 B．静电计指针张角变小 C．两极板间电场强度变大 D．P点电势升高 【答案】CD 【详解】A．根据 电容器温度升高时，电容器电介质的相对介电常数减小，则电容器电容减小，故A错误； B．电容器充电完成后，断开开关，电容器电量不变，根据 电容减小，则电容器两极板间电压增大，静电计指针张角变大，故B错误； C．电容器两极板间电压增大，根据 两极板间电场强度变大，故C正确； D．P点与电容器下极板距离不变，根据，则P点与电容器下极板间电势差增大，即P点电势升高，故D正确。 故选CD。 12．（23-24高二上·重庆·期末）某同学学习了电容器的充、放电等相关知识后，在老师的引导下，他为了探究电路中连接二极管的电容器充、放电问题，设计了如图所示的电路。平行板电容器与二极管（该二极管可看做理想二极管，正向电阻很小，反向电阻无穷大）、开关、直流电源串联，电源负极接地。闭合开关，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板之间的P点，处于静止状态。保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A．若上极板略微上移，带电油滴仍保持静止 B．若下极板略微上移，则P点电势保持不变 C．若上极板略微下移，则P点电势保持不变 D．若下极板略微下移，则带电油滴在P点的电势能降低 【答案】AD 【详解】A．上极板略微上移，由于二极管的作用，电容器带电量不变，电场强度 不变，电场力不变，带电油滴仍保持静止，故A正确； B．下极板略微上移，d变小，U不变，E变大，上极板与P的电势差增大，上极板电势不变，P点的电势降低，故B错误； C．上极板略微下移，d变小，U不变，E变大，下极板与P的电势差增大，下极板电势不变，P点的电势升高，故C错误； D．若下极板略微下移，由于二极管的作用，电容器带电量不变，电场强度 不变，下极板与P的电势差增大，P点的电势升高，带电油滴带负电，则其在P点的电势能降低，故D正确。 故选AD。 13．（23-24高二上·广东·期末）一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，P是外层包裹着绝缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的全属球用导线相连，静电计的外壳接地。然后将P放入装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中，正确的是（　　） A．电容器的两极分别是金属电极P和导电液体 B．金属电极P的内部和表面会分别带上等量异种电荷 C．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值不变 D．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将增大 【答案】AD 【详解】AB．由图可知，导电液体与金属电极构成了电容器，电容器的两极分别是金属电极P和导电液体。故A正确，B错误； CD．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，两板间距离不变，正对面积变小，两极板电荷量不变。根据 可知电容器的电容值变小。根据 可知两极板电势差增大，静电计指针的偏角将增大 故C错误，D正确。 故选AD。 14．（23-24高二上·河北石家庄·期末）某同学设计了一款监测水位的传感器，电路如图所示。绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子a，另一端与电容器的极板Q连接（极板P固定），a上下移动就带动Q上下移动，监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，则可以得出（　　） A．河水的水位在上升 B．平行板电容器极板间的电场强度在增大 C．平行板电容器电压在增大 D．平行板电容器的电容在减小 【答案】AB 【详解】CD．监测人员发现电流表指针右偏，说明电流从电流表右侧进入，又由于P板与电源正极连接，说明电容器在充电，P、Q极板的电荷量在增加，由于P、Q极板保持跟电源连接，所以平行板电容器的电压不变，由 可得，平行板电容器的电容在增加，故CD错误； A．由于平行板电容器的电容在增加，由 可得，P、Q极板间的距离在减小，说明水位在上升，故A正确； B．由公式 可知，平行板电容器极板间的场强在增大，故B正确。 故选AB。 15．（23-24高一下·陕西西安·期末）某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。 (1)将图中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的I-t图像是_________。 A． B． C． D． (2)将图中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C= 。（用题中已知物理量Um、R和S0表示） 【答案】(1)A(2) 【详解】（1）第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从左向右流过电阻R，即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，电容器通过R放电时，电流从右向左流过电阻R，即为负。 故选A。 （2）根据 变形可得 而U-t图像与坐标轴所围面积为S0，则 故有 S0=qR=CUmR 则电容为 16．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）电容器储存电荷的特性可用电容来表征。某一固定电容器外观如图1所示，在观察电容器的充、放电实验中，实验电路图如图2所示。 (1)某一固定电容器外观如图1所示，下列说法正确的是（    ） A．35表示额定电压 B．35表示击穿电压 C．2200表示电荷量 D．2200表示电容 (2)电容器在整个充放电过程中的电流i随时间t图像和两极板电压U与时间t的图像，可能正确的是______ A． B． C． D． (3)用电流传感器替换灵敏电流计，测出电路中的电流随时间变化的图像如图3所示，电源电压为8V，则电容器的电容约为 F。（保留2位有效数字） 【答案】(1)AD(2)BD(3) 【详解】（1）根据电容器的外观可知，35V表示额定电压，2200表示电容器的电容。 故选AD。 （2）在开始充电的瞬间，电容器极板两端电压为零，电荷量变化率刚开始比较大，随着电容极板上电荷数量的增加，电荷量变化率减小，根据 可知极板间电压逐渐增大。且变化率减小。由 可知充电电流逐渐减小。电容放电时，两极板间电压逐渐减小，且变化率减小。电流反向，逐渐减小。 故选BD。 （3）根据I-t图像与横轴围成的面积表示放电过程中释放的电荷量，可知 根据 可知 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$