1.8 电容器 电容-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

第8节电容器电容 白题基础过关练 限时：7min 题型1对电容的理解 重难聚焦 1.某电容器的电容是30uF,额定电压为200V, 重难题型1平行板电容器的动态分析 击穿电压为400V,对于该电容器，下列说法 3.(2024·北京期 中正确的是 ( 中)如图所示，平 A.为使它的两极板间的电压增加1V,所需要 行板电容器已经 的电荷量是3×105C 充电，静电计的 B.给电容器1C的电荷量，两极板间的电压为 金属球与电容器 3×105V 的一个极板连接，外壳与另一个极板连接， 静电计指针的偏转指示电容器两极板间的 C.该电容器能容纳的电荷量最多为6×103C 电势差.实验中保持极板上的电荷量Q不 D.该电容器两极板间能承受的最大电压为 变.设电容器两极板正对面积为S,极板间 200V 的距离为d,静电计指针偏角为6.下列关于 题型2平行板电容器的电容及充放电 实验现象的描述正确的是 2.(多选)用电流传感器和计算机可以准确地描 A.保持S不变，增大d,则0变大 绘电流随时间变化的曲线，现用如图a所示的 B.保持S不变，减小d,则0不变 电路粗略测量电容器的电容.实验时，电阻箱 C.保持d不变，减小S,则0变小 的阻值调至890，先把开关拨至1，当电容器 D.保持S、d不变，在两板间插人电介质，则 0变大 充电完毕后，再把开关拨至2，计算机记录电 重难题型2电容器中的力学问题分析 流随时间变化的图像如图b所示.不计电流传 4.(多选)如图所示，两个较大 © 感器的电阻，下列说法正确的是 的平行金属板A、B,分别接1 i/mA 在电压为·的电源正、负极 上，油滴恰好静止在两极之间，在其他条件 不变的情况下 A.将两板缓慢地错开，油滴将向上加速运 012345 图a 图h 动，电流计中电流从b流向a A.电容器充电完毕时的带电量约为8×103C B.将A板缓慢地提高，油滴将向下加速运 动，电流计中的电流从a流向b B.电容器的电容约为1×103F C.将A板缓慢地提高，油滴静止不动，电流 C.若把电阻箱的阻值调至10002再次做实 计中的电流从b流向a 验，则i-t图线下的面积减小 D.将两板缓慢地错开，油滴静止不动，电流 D.若把电阻箱的阻值调至10002再次做实 计中的电流从a流向b 验，则电容器放电的时间增加 必修第三册·JK黑白题030 黑题应用提优练 限时：l8mi 1.(多选)如图所示为几种电容式传感器，其中 A.传感器匀速向左做直线运动时，电容器两 通过改变电容器两极板间正对面积而引起电 极板所带电荷量将多于静止状态时 容变化的是 ( B.传感器匀减速向右做直线运动时，电流表 金属芯线 中有由b向a的电流 电宏器9 导电 液体 电介 个极 C.传感器运动时向右的加速度逐渐增大，则 被测动体 电流表中有由b向a的电流 洲位移 测液高 A B D.传感器运动时向左的加速度逐渐减小，则 國定电极 0 电流表中有由a向b的电流 一动片 可动 子一电极 4.(2024·重庆月考)如图所示，电容式麦克风的 定片 压力F 振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制 测压力 别度 D 成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构 2.如图所示，平行板电容器充电后 成闭合回路麦克风正常工作时，振动膜随声波 断开电源，在P点固定一个试探 左右振动.下列说法不正确的是 ( 电荷q,只移动下极板来改变极板距离d,F表 振动 示试探电荷所受的电场力，E表示板间电场强 号 度，p表示P点电势，E,表示试探电荷的电势 输出 能，则下列图线可能正确的是 基板 电池 A.振动膜向右运动时，电容器的板间电场强 度不变 B.振动膜向右运动时，电阻上有从a到b的 电流 C.振动膜向左运动时，电容器的板间电场强 3,(2024·河北邯郸二模)手机软件中运动步数 度减小 的测量是通过手机内电容式加速度传感器实 D.振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量 现的，如图所示为其工作原理的简化示意图 减小 质量块左侧连接轻质弹簧，右侧连接电介质， 5.平行板电容器的两板A、B接于电池两极，一 弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动 个带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部， 电介质相对于外框无摩擦左右移动（不能上 闭合开关S,电容器充电，这时悬线偏离竖直 下移动)以改变电容器的电容.下列说法正确 方向夹角为6，如图所示，那么 的是 A.保持开关S闭合，将A板稍向B板靠近，则 0减小 第一章黑白题031 B.保持开关S闭合，将A板稍向上移，则0 极管，下极板均接地.a、b是电荷量相同、质 减小 量分别为m1、m2的带负电油滴.当甲、乙的电 C.开关S断开，将A板稍向B板靠近，则日 荷量分别为Q,、Q,时，油滴a、b恰好分别悬 不变 浮在甲、乙的极板之间，则下列说法可能正确 D.开关S断开，将A板稍向上移，则0减小 的是 6.(2023·江苏苏州期中)如图所示电路，R。为 A.Q,大于Q 二极 定值电阻，R,、R2为滑动变阻器，G为理想灵 甲 B.m,大于m2 电流计，电源内阻不计.M、N是两块水平放 C.将甲的上极板向上平移少 置的平行金属板，导线与M、N中点的连接 许，a向下运动，b向上运动 点分别为A、B,O点到两极板距离相等.将一 D.将乙的上极板向右平移少许，a向下运动，b 质量为m的带正电小液滴放置在O点，闭合 向上运动 开关S,、S2后，液滴恰好处于静止状态.下列结 压轴挑战 论正确的是 9.如图所示，两块水平放置的平行金属板 A.R,的滑片向下滑动，通 M、N相距为d,组成一个电容为C的平行板 过灵敏电流计的电流 R 电容器，M板接地，板正中央有一个小孔B, 向下 G 从B孔正上方h处的A点，一滴一滴地由 B.R2的滑片向右滑动，小 静止滴下质量为m、电荷量为g的带电油 液滴将向上加速运动 滴.油滴穿过B孔后落到N板，把全部电荷 C.断开S2,将M极板向下移动一小段距离，小 量传给N板.若不计空气阻力及板外电 液滴将向上加速运动 场，问： D.将两极板分别绕垂直纸面且过A、B点的轴 (1)第几滴油滴将在M、N间做匀速直线 同时顺时针转过一个相同的小角度后，小 运动？ 液滴将在水平方向做匀加速直线运动 (2)能到达N板的油滴不会超过多少滴？ 7.(2023·江苏金陵中学期中)一带负电的小球 固定在平行板电容器内部.通过先控制开关的 通断，再上下调节极板的位置（如图所示），能 使小球的电势能增大的是 D 8.如图所示甲、乙为两个相同的平行板电容器， 它们的极板均水平放置，上极板间连有一个二 进阶突破拔高练PO西 必修第三册·JK黑白题032衡状态，内部场强处处为0，即感应电荷的场强和带电小球的场强等 第8节电容器电容 大、反向、共线，由于带电小球在M点产生的场强大，故感应电荷在M 点产生的场强也大，故C,D错误故选A, 白题 基础过关练 3.B解析：AB.在导体外表面，越尖锐的位置单位面积上分布的电荷 越多，所以带电体B处比A处电荷密集，故A错误.B正确：CD.验电 1,A解析：A由C可知，电压增大1V时，需要塘加的电荷量为： 器的C处做成球形是为了使更多的电荷分布在比较尖的金属箔片 △0=C△U=30x10×1C=3×105C,故A正确：B.给电容器1C的 上，故C错误，D错误.故选B. 4,B解析：A.金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上， 电药量则由c=号科电压=名宁×10.故型错误：c由0= 故A错误：BD.由于静电感应，使金属罩B的左侧外表面感应出负电 CU可知，当电压达到击穿电压时，电荷量达到最多，最大值为：Q= 荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故B正确，D结误： 400×30×106C=1.2×102C,故C错误：D.两极板间能承受的最大 C,由于静电屏慧，金属网罩内电场强度为零，所以验电器C上无感 电压为击穿电压400V,故D错误故选A 应电荷，所以验电器的金属箔片不会张开，故C错误故选B. 2.BD解析：A.i-1图线下的面积等于电容器允电完毕时所带的电量， 5。C解析：除尘器中的空气被电离，煤粉吸附电子而带负电，煤粉 由图像可知电容器充电完毕时的带电量约为4×103C,A错误：B.电 向电源正极运动，即圆简的外壁A接高压电源的正极，中间的金 容器刚开始放电的釅间有0=一4.5×103×890V=4.005V,电容器 属丝B接负极，A正确：空气被强电场电离为电子和正离子，煤 粉吸附电子而带负电，煤粉向电源正极运动，B正确：电子向A极 的电容约为C=名-经F=1收0R.B正确，C电阳箱的用价 运动过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排 不影响电容器充电完毕时所带的电量，则-1图线下的面积不变。 出的烟就清洁了，故C错误，D正确. C错误：D.若把电阻箱的阻值调至1000再次做实验，通过的电荷 黑题应用提优练 量不变，电路中电阻增大电流减小.由q=可知，电容器放电的时间 1.B解析：处于静电平衡状态的导体，其内部合电场强度处处为零，感 增加，D正确.故选BD. 应电荷产生的电场在导体内的电场线一定与点电荷的电场线反向 故选B 3A解折：银电容器的定义式与决定式C一号.C一可知，当 2.C解析：ABC.A点处于点电荷的电场中，所以A点的电场强度不等 保特持S不变，增大d时，电容器的电容减小，而电容器电荷量不变，则 于零：空心金属导体放在点电荷的电场中，出现静电感应现象，最终 电容器两端电压增大，从而使静电计指针张角8变大，故A正确： 处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以B、C两点的电 B.保持S不变，减小d时，电容器的电容增大，而电容器电荷量不 场强度都为零，则E,>En=E=0,故AB错误，C正确：D.处于静电 变，则电容器两端电压减小，从而使静电计指针张角8威小，故B错 平衡的导体的电势处处相等，其内表面不带电.故D错误故选C, 误：C.保持d不变，减小$时，电容器的电容减小，而电容器电荷量不 3.B解析：A.金属网可以屏蔽网外电荷产生的电场.验电器的两金属 变，则电容器两端电压增大，从而使静电计指针张角8变大，故C错 箔片不带电，不会张开，故A错误：.金属网没有接地，网内带电体 误：D.保持Sd不变，在两板间插人电介质，电容器的电容增大，面 可以使验电器发生静电感应，使金属箔片张开，故B正确：CD.金属 电容器电荷量不变，则电容器两端电压减小，从面使静电计指针张 网接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影 角日域小，故D错误故选A 响，不能使验电器发生静电感应现象，金属箔片不能张开，故C错 误故选B 4.D解析：如果将两板缓慢地水平错开，那么在错开的过程中，电容 4.C解析：静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电 器的电容将减小，由于电源电压不变，E= 4,板同场强不变，则油演 荷产生的附加电场与电量相等的正，负电荷在：，b,c点产生的场强 静止不动，由Q=CU.Q减小，电流计中的电流从a流向6，D正确：如 大小相等，方向相反，相互抵清.根据等量异种电荷场强分布特点可 知正，负电荷在a,b、©点产生的场强大小关系为E.=E。<E,所以金 果将A板缓慢地提高，由于电源电压不变，E= 板同场强变小，则 属球上的感应电荷在a,b,c三点的场强大小为E=E<E,放选C. 油满向下加速运动，提高的过程中，电容器的电容将域小，由Q=CU, 5.B解析：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电， Q减小，电流计中的电流从a流向6，B正确 B,C相互吸引.所以B向右偏：面金属空腔C可以屏蔽外部的B的 电场，所以B的电荷对空腔G的内部无影响，所以A位置不变.故 黑题应用提优栋 B正确，A、C,D错误，放选B. 1.BD解析：A图：可变电容器，通过改变电介质改变电容.故A错误： 压轴挑战 B图：电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液体，故是 6.BC解析：如果A带电，会感应B使B内部带电与A相异，外部带电 通过改变电容器两极板间正对面积面引起电容变化的，故B正确： 与A相同，那么E,≠0、E、≠0.故A项错误如果B带电由于同种电 C图：通过改变极板间的距离改变电容，故C错误：D图：电容器为可变 荷相斥，B所带的电荷只会分布在B的外表面，那么E,=0、E、≠0， 电容器，通过转动动片改变正对面积改变电容，故D正确：故选B 故B项正确如果A,、B带上等量异种电荷，A与B的静电感应使B的 2.C解析：电容器充电后.断开电源，电容器的电量保持不变，根据C= 外表面恰无电荷，则Ev≠0、E,=0,故C项正确如果A带电，B球接 地，是静电屏蔽，B的内表面会感应出与A等量的异种电荷，B的外 、Q下-U可知：E=s,所以，只移动下极板来改变以 d eS 表面无电荷，则Eg≠0.Ey=0,放D项错误 两板间的场强不变，试探电荷在P点所受的电场力也不变，故AB错 参考答案与解析黑白题15 误：P点与上板向的电势差U=E,由于上板接地，所以上板的电势 D.根据闭合电路欧姆定律E=(R。+R,)可知，R。、R,电阻不变，电路 为零，即U='=P.由以上的分析可知，P点电势不变.根据E。= 中电流不变，则电容器两端电压不变，设若将两极板分别绕垂直纸面 ,所以P点电势能不变，故C正确，D错误. 且过A、B点的轴同时顺时针转过一个相同的小角度日后，极板间的 3.D解析：A.传感器匀速运动时弹簧长度与静止时相同，电容器两极 距离减小为%9，电场强度大小为”= dcos 板所带电荷量与静止状态时相同，故A错误：B.匀减速向右运动时， 弹簧的伸长量保持不变，电介质插入电容器长度不变，电容器的电容 此时电场力与竖直方向的夹角也为日，则电场力在竖直方向上的分 不变，所带电荷量不变，故电路中无电流，故B错误：CD.传感器运动 力为=Ems9经e 时向右的加速度逐渐增大以及向左的加速度逐渐减小，此时弹簧的 所以，小液滴受到的合力大小不变，方向水平向右，小液将在水平 长度都会遂渐变短，电介质插人电容器的长度变短，由C=4可知 方向做匀加速直线运动，故D正确，故选D. 7,D解析：A.由图可知，上极板带正电，下极板接地，将上极板下移到 电容器的电容变小，电容器两端的电压不变等于电源电动势，根据 虚线位置，则两极板间的距离或小，开关保持闭合，则电容器两端的 Q=CU可知，电容器的电荷量减小，电容器放电，电路中有由向6 的电流，故C错误，D正确.故选D. 电压不变，根据E=名可知电场强度增大.由于电荷所在位置与下极 4.A解析：A.由于电容器和电源相连，电容器两极板电压不变.振动 板的距离不变，则有U=E”=9-P下，可知电荷所在位置与下极板的 膜向右运动时，电容器两极板同的距离减小，由E=行电容器的板 电势差增大，故电荷所在位置的电势增大，根据￡。=，可知负电荷 的电势能减小，故A错误： 间电场强度增大.放A错误：品银据C一可知电容增大期由 B.由图可知，上极板带正电，下极板接地，将下极板下移到虚线位 置，则两极板间的罪离增大，开关保特闭合，则电容器两端的电压不 C 。,可知电容器的带电荷量增大，所以电雕上有从：到6的电流， 故B正确：CD.振动膜向左运动时，电容器两极板间的距离增大，所 变。上、下极板的电势不变，根据公=号，可知电场强度减小.由于电 以电容减小，由于电容器两极板电压不变，所以电容器的板间电场强 荷所在位置与上极板的距离不变，则有U=E”=甲上一中，可知上极板 与电荷所在位置的电势差减小，故电荷所在位置的电势增大，根据 度减小，电容器的带电荷量暖小，放CD正确.故选A 5.C解析：保持开关S闭合，电容器两极板问的电势差不变，A板向B E,■心.可知负电荷的电势能减小，故B错误： C.由图可知，开关保持断开，则电容器的电量不变，将上极板上移到 板靠近，极板间距离减小，根据：=号知电场强度：增大，小球所受 虚线位置，则两极板间的距离增大，根据C=C二 的电场力变大，0增大，故A错误保持开关S闭合，仅将A板沿极板 方向上移少许，电容器两极板间的电势差不变，板何距离也不变，则 立解得尽：，因电量不变，改变距离d.不会改变电场强度，由于 板间场强不变，小球所受的电场力不变，8不变，故B错误断开开 电荷所在位置与下极板的距离不变，则有U=E”=一p下，可知电荷 关、，电容器所带的电量不变，根据6= :联立得 所在位置与下极板的电势差不变，故电荷所在位置的电势不变，根据 4mkd ￡，=P,可知负电荷的电势能不变，故C错误： E=4m的.知d变化.E不变，电场力不变，日不变将A板稍向上移， 6,S D.由图可知，开关斯开，则电容器的电量不变，将下极板上移到虚线 则S减小.E变大，则8变大，故C正确，D错误故选C, 位置，则两极板间的距离诚小，根据C=二 =号=号联立解 6.D解析：A.由图可知，初始状态下，电容器下极板带正电，上极板带 负电，根据闭合电路欧姆定律可知E=(R,+R),当R,的滑片向下 得=心因电量不变，改变距离d,不会改变电场强度，由于电荷 滑动时，R,接入电路中的阻值减小，则电路中电流增大，根据=R。 所在位置与下极板的距离减小，则有U=B=-P下.可知电荷所在 可知，R两端电压增大，则电容器两端电压增大，电容器充电，通过 位置与下极板的电势差诚小，故电荷所在位置的电势诚小，根据E, 灵敏电流计的电流向上，故A错误： 9p,可知负电荷的电势能增大，故D正确，故选D. B.由图根据闭合电路欧婚定律E=(R,+R)可知，R2的滑片向右滑 8.C解析：AB.液滴带负电保持静止，因此可知上极板带正电，Q,的带 动时，R2接人电路中阻值减小，但由于电容器在直流电路中相当于 断路，所以电路中电流仍保持不变，则电容器两端电压不变，则电容 电量如果大于心，由：号可知甲的电压高于乙的电压。则会向乙 器博极板间场强不变，小液滴受到的电场力不变，仍然保持静止，故 放电使得甲乙的电荷量相同，如果乙的电荷量大，则因为二极管单向 B错误： 导电则不会向甲放电，因此可知电荷量关系为Q,≤Q,由G=。 4云kd C断开S,电容器所带电荷量保持不变，根据6= 与=号及C=号可得无， 4r6Q1 4πkQ2 4a可得E.m想 8,5 又油滴静止可得g51=m1g,9E2=m2g, 若将M极板向下移动一小段距离.电容器两极板间电场仍保持不 甲的场强小于等于乙的场强，因此甲的质量小于等于乙的质量， 变，则小液滴仍然保特静止不动，故C错误： AB错误： 必修第三册·JK黑白题16 C.如果甲乙的初始电荷量相同，将甲的上极板向上平移少许时，甲 有-24·气。=0子m粒子恰好速度为0，B正确：设两板同 U。 的上极板与乙的上极板等势，甲因为电势升高向乙放电.由C-4行d BS 的电压为心，粒子初速度为0，则由动能定理可得-？·2U=0 与C=9可知，甲的电容C减小，甲的电最Q,减小，从E, 4m0可 6,S 子：结合-y。=0-之m:解得=26：故C正确：使初速度 知甲的场强减小，a的重力大于电场力，油滴a向下运动.乙的电量 0,特大从6架可知乙的场程变大。6的重方小于电场力.油 和M,N问电压减为原来的，电场强度变为原来的一半，动能变为 滴b向上运动，C正确： 原来的好运动距离=号放D正确 D,将乙的上极板向右平移少许，乙的电容减小，但由于二极管的单 3.D解析：带电离子在电场中嫩类平抛运动，可得)2· 1 gU 向导电性，乙的电量不变，场强变大，b向上运动，电容器甲不发生变 化，：油滴静止不动，D错误：故选C. 压轴挑战 ()广为水平位核，对子有（广 T12C41 9.(1)gC 92 对子有（长）】 ,对离子C,有1. 4 2 mcd 解析：(1)设第：滴油滴在M、N板间做匀速直线运动.此时，板上电 荷量为Q=(-1)g,板上电压1=？.m1)四 《仁又c1:1:2,联立解得，c=4:日 C 1,故选D 板间电场强度E= U_(n-1)q d ① Cd 4.(1)√m UL /2g,92 由平衡条件得E=mg: 2 √m2mU, 由①2得m=gC 解析：1)在加速电场中，由动能定理得：9心，=m-0, 92 +l. (2)设已有n滴油滴到达N板，则有”= C. 解得：0=√m (2)离子在偏转电场中做类平地运动 第n+1滴油南恰好能到达N板，根据动能定理： L mg(h+d)-g=0.解得n=mg(h+d)G 离子的运动时间：= g2 （)离子的偏移量子-当。 1 则能到达N板的油滴不会超过gh+d)C1滴 U.1 第9节带电粒子在电场中的运动 解得y产4 白题甚础时关基第1课时带电粒子在电场中的两种运动 ()由动能定理得（号）…-0， 1,D解析：A.电子运动过程只有电场力做功，根据动能定理心= 24心，92 解得：= 子一，解得√受，放A错误：即由A湾项分所可知，虽然极 黑题 应用？优练 板间距发生变化，但电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与 1.A解析：设A,B板间的电势差为U山，B,C板间的电势差为，板间 加速电压有关，因电压不变.电子到达Q板时速率大小不变，故 距为d,电场强度为E,第一次由0点静止释放的电子恰好能运动到 B错误，D正确：C。两极板间的场强为6=？，两极板同距离越小，场 P点，根据动能定理得：gU,=gU,=E,将C板向右移动，B,C板间 强E越大，而=E,可知两极板间距离越小，电子在两极板间运动 C m 的电场强度E= 0—三40，E不变，所以电子还是运 Anbogixd 6,5 的加速度越大，故C错误故选D. 2.BCD解析：粒子运动过程只受电场力作用：粒子刚好能到达N板， 动到P点速度减小为零，然后返回，故A正确：CD错误. 故粒子到达N板时的速度为零，那么，由动能定理可得-。=0- 2.C解析：将从细管C水平射出的电子逆过来看，是类平抛运动，则有 2m。要使这个带电粒子到达M,N两板中点位置处返回，那么，粒 水平方向上=山整直方向上号：子a出联立锅得 千在两板中点时速度为零，则由动能定理可得-9·子6=0 2.,匹，所以r=后=√mPm UL eU 2m2,解得=之0，故A错误：粒子带电量变为24，则在板中间处 ⊥U(+,故C正确，ABD错误.故选C d m 参考答案与解析黑白题17