第十章 第4节 电容器的电容-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版2019 江苏专用）

第4节 电 白题 基础过关 题型1对电容的理解 1.下列关于电容的说法正确的是 ( A.电容器A的电容比B的大，说明A所带的 电荷量比B多 B.电容是反映电容器储存电能本领的物理量 C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1V时，电容器需要带的电荷量 D.由公式C=9知，若电容器两极板间电压为 10V,每个极板所带电荷量为2×105C,则 电容器电容大小为4×106F 题型2平行板电容器的电容及充放电 2.(2024·江苏淮安联考)如图甲为探究一电容 器充电特性的电路两次实验中电容器的电荷 量g随时间t变化图像如图乙中①②所示，第 一次充电时电容器两端电压U与电荷量g变 化图像如图丙所示.不计电源内阻，则()》 A.第一次充电过程中，时刻比2时刻电流小 B.第二次充电时，电容器U-g图像斜率比丙 图大 C.①②两条曲线形状不同是由于R不同引 起的 D.①②两条曲线形状不同是由于E不同引 起的 重难聚焦 重难题型1平行板电容器的动态分析 3.(2024·北京期中)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 必修第三册 容器的电容 恨时：15min 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电势差.实 验中保持极板上的电荷量Q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0.下列关于实验现象的描 述正确的是 ( A.保持S不变，增大d,则0变大 B.保持S不变，减小d,则0不变 C.保持d不变，减小S,则0变小 D.保持S、d不变，插入电介质，则0变大 重难题型2电容器中的力学问题分析 4.(2025·四川内江质检)如图所示，两块较大 的金属板A、B平行水平放置并与一电源相 连，开关S闭合后，两板间有一质量为m、电 荷量为g的油滴恰好在P点处于静止状态 则下列说法正确的是 ( A.在S仍闭合的情况下， 若将A板向下平移一 P 小段距离，则油滴向下 加速运动，G中有b→a的电流 B.在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移 一小段距离，则油滴仍然静止不动，G中 有b→a的电流 C.若将S断开，且将A板向左平移一小段距 离，P点电势不变 D.若将S断开，再将A板向下平移一小段距 离，P点电势能变大 黑白题032 黑题 应用提 1.(2023·湖南联考)传感器是自动控制设备中 不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境 保护、交通运输以及家庭生活等各个领域.几 种电容式传感器如图所示，其中通过改变电容 器两极板间的距离而引起电容变化的是 ( 电客 金属芯线 导电 7 电介质板 液体 电介质 被测物体 测位移 测液高 A 固定电极 压力F 测压力 测角度 C D 2.如图所示，平行板电容器充电后 断开电源，在P点固定一个试探 电荷q,只移动下极板来改变极板距离d,F表 示试探电荷所受的电场力，E表示板间电场强 度，P表示P点电势，E表示试探电荷的电势 能，则下列图线可能正确的是 3.(2025·湖北期中)微信运动步数的测量是通 过手机内的电容式加速度传感器实现的，其 简化原理图如图所示，M极板固定，当手机的 加速度变化时，N极板相对M极板能前后移 动，进而改变电容器的电容，将运动信号转化 为电信号.图中R为定值电阻，则手机( 第十章 限时：35min © A.静止时，电容器两极板不带电 B.匀速运动时，电流表指针偏转且示数恒定 C.向前突然加速，则N板相对M板向后移 动，电流表中有由b向a方向的电流 D.向前突然减速，则N板相对M板向前移 动，电流表中有由b向a方向的电流 4.(2025·云南模拟)在如图所示的电路中，电 介质板与被测量的物体A相连，当电介质向 左或向右移动时，通过相关参量的变化可以 将A定位.开始时单刀双掷开关K接1，一段 时间后将单刀双掷开关K接2.则下列说法正 确的是 身电计 包介质 A.开关接1时，x增大，平行板电容器的电荷 量增大 B.开关接1时，x减小，电路中的电流沿顺时 针方向 C.开关接2时，x减小，静电计的指针偏角增大 D.开关接2时，x增大，平行板间的电场强度 不变 5.(2025·云南大理质检)如图所示，M、N是平 行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器，用 绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部 闭合开关$，给电容器充电后，悬线偏离竖直 方向的夹角为0，下列说法正确的是() 黑白题033 A.保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端 滑动，则0增大 B.保持S闭合，将N板向M板靠近，则9增大 C.断开S,将N板向M板靠近，则0增大 D.断开S,将N板向下移动少许，则0减小 6.在电动汽车中，电容器用于 能量存储，以提供瞬时高功 率输出.如图所示，闭合开 关，一电源对水平放置的平行板电容器充电， 电容器的两极板间有一带电微粒，带电微粒在 重力与电场力的共同作用下静止，电容器下极 板接地，板间电场可视为匀强电场.下列说法 正确的是 ) A.保持开关闭合，若将电容器上极板右移少 许，则两极板间所带电荷量增大 B.保持开关闭合，若将电容器上极板下移少 许，则带电微粒向下移动 C.断开开关，若上极板左移少许，则带电微粒 原来所处位置的电势升高 D.断开开关，若上极板上移少许，则带电微粒 向下加速运动 7.一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 B 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 极管，下极板均接地.a、b是电荷量相同、质 必修第三册 量分别为m,、m,的带负电油滴.当甲、乙的电 荷量分别为Q1、Q2时，油滴a、b恰好分别悬 浮在甲、乙的极板之间，则下列说法可能正确 的是 A.Q大于Q 二极管 B.m1大于m2 C.将甲的上极板向上平移少 许，a向下运动，b向上运动 D.将乙的上极板向右平移少许，a向下运动，b 向上运动 压轴桃战川 9.如图所示，两块水平放置的平行 金属板M、N相距为d,组成一个 讲解 电容为C的平行板电容器，M板接地，板正 中央有一个小孔B,从B孔正上方h处的A 点，一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量 为q的带电油滴.油滴穿过B孔后落到N板， 把全部电荷量传给N板.若不计空气阻力及 板外电场，问： (1)第几滴油滴将在M、N间做匀速直线 运动？ (2)能到达N板的油滴不会超过多少滴？ 进阶突破拔高练P5 黑白题034据华顿第二定律F6上m,P。=4,可得，=2兰 m √2 又=2a2可知1=20， 滑块经A进入右侧匀强电场时受力分析如图，有网=m,知 m mu。 又据=2a,4可得12可 当滑块运动至右侧位移一半处，电势能等于动能，即电势能 等于动能的位置为0 (3)滑块在A点两侧做往复运动，由于摩擦阻力做功，振辐 逐渐减小，最终停在A点据能量守恒知滑块运动全程中摩 1 擦力做功W=一2m好 第4节电容器的电容 白四基础过关 1.C2.C 3.A解斩：A根据电容器的定文式与决定式C=号.C= e8 可 知，当保持S不变，增大d时，电容器的电容减小，而电容器电荷 量不变，则电容器两端电压增大，从而使静电计指针张角日变 大，故A正确：B.保持S不变，减小d时，电容器的电容增大，而 电容器电荷量不变，则电容器两端电压诚小，从而使静电计指针 张角0减小，故B错误：C.保持d不变，减小S时，电容器的电 容减小，而电容器电荷量不变，则电容器两端电压增大，从而使 静电计指针张角9变大，故C错误：D.保持S,d不变，在两板间 插入电介质，电容器的电容增大，而电容器电荷量不变，则电容 器两端电压减小，从而使静电计指针张角0诚小，故D错误故 选A 4.B解析：A.在S仍闭合的情况下，两板电势差U一定，若将A 板向下平移-小段距离，根据E=,则d减小，B变大，则油滴 向上加滤运动，根据C=。,可知C变大，根据Q=心，.可痴电 容器带电量Q变大，电容器充电，即G中有。→b的电流， 选项A错误；B.在S仍闭合的情况下，两板电势差U一定，若 将A板向右平移一小段距离，d不变，则两板间场强不变，则油 滴仍然静止不动，根据C,可知S诚小，则C变小，根据 Q=CU,可知电容器带电量Q变小，电容器放电，G中有6→a的 电流，选项B正确：C.若将S断开，则电容器带电量Q不变，根 必修第三册 据E=V.G Q d,Cs 65 广，C=a可知E=4餐.且将A板向左平孩一 小段距离，S减小，E变大，P点与B板的距离不变，根据U=E. 可知电势差变大，则P点电势降低，选项C错误：D.若将S断 开，则电容器带电量Q不变，根据E=,G。 a,可知 B=行，且再将A板向下平移一小段距离，d减小，E不变，P 点与B板的距离不变，根据U=E,可知电势差不变，则P点电 势不变，P点电势能不变，选项D错误故选B. 黑题应用提优 1.C解析：A.A图是通过改变电介质板在电容器两极板间的 深度引起电容变化的，A错误：B.B图中电容器的一个极板 是金属芯线，另一个极板是导电液体，通过改变电容器两极 板间正对面积引起电容变化的，B错误：C.C图是通过改变 两极板间的距离引起电容变化的，C正确；D.D图是通过改 变动片与定片间的正对面积，引起电容变化的，D错误，故 选C 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=e3。 号和层号可知：：架所以，只移动 4nkd.C U d 下极板来改变d,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错误；P点与上板间的电势差U= Ed',由于上板接地，所以上板的电势为零，即U=E'=Pp,由 以上的分析可知，P点电势不变，根据E,=gP,所以P点电 势能不变，故C正确，D错误 3.C解析：A.由于电容器始终和电源相连，则两极板间电压 不变，静止时，电容器电容不变，则两极板带电，且所带电荷 量不变故A错误：B,匀速运动时，电容器电容不变，电压不 变，则电荷量不变，电流表指针不偏转，故B错误：C,向前突 然加速，由于惯性，N板相对M板向后移动，根据C=S 4ukd' C=可知，两极板间距增大，则电容诚小，又两极板间电压 7 不变，则电荷量减小，所以电容器放电，电流表中有由b向ā 方向的电流，故C正确：D.向前突然减速，则N板相对M板 向前移动，两极板间距减小，电容增大，又两极板间电压不 变，则电荷量增大，所以电容器充电，电流表中有由a向b方 向的电流，故D错误.故选C. 4.B解析：AB.开关接1时，平行板间的电压不变.当x增大 时，电介质常数减小，由公式C可知电容器的电容碳 小，又由Q=CU,可知平行板电容器的电荷量诚小：同理当x 减小时，电容器的电容增大，电荷量增大，电容器充电，由电 路图可知，电路中的电流沿顺时针方向，故A错误，B正确； CD.开关接2时，电容器所带的电荷量保持不变，当x诚小 时，电容器的电容增大，由公式0=？可知两极板的电势差 诚小，则静电计的指针偏转角度减小：同理当x增大时，电容 黑白题16 器两板板的电势差增大，由8=号，可知平行板同的电场强 度增大，故CD错误故选B. 5.B解析：根据对小球的受力分析可知，悬线偏离竖直方向 的夹角满足m9=四，因此两极板间的场强越大，9越大 mg A.保持S闭合，极板间的电压大小等于电源电动势，滑动变 阻器的滑片位置不会影响极板上的电压大小，则场强大小不 变，0不变，故A错误；B.保持S闭合，极板间电压不变时， 将N板向M板靠近，则板间距离d减小，根据场强表达式 ,可知场强E增大，则0增大，故B正确：C,断开S,则 极板上的电荷量Q不变，将N板向M板靠近，根据E= 00=4,可知场强大小不变，则0不变，故C结 Cd s 4mkdd 误：D.断开S,则极板上的电荷量Q不变，将N板向下移动 少许，根据E=0-Q=。一4灯警，由于极板间的正对面 d Cd sS 4kd 积S减小，则场强E增大，0增大，故D错误.故选B. 6.C解析：A.保持开关闭合，即电容器两端的电压U不变，若 容器上极板右移少许，正对面积减小，根据C=4 知电容减小，根据Q=CU,可知两极板所带电荷量减小， 故A错误：B保持开关闭合，若将电容器上极板下移少许，两 板间的距离诚小，根据E=。,可知电场强度增大，故静电力 增大，所以带电微粒向上移动，故B错误；C断开开关，电容 器的电量不变，若上极板左移少许，正对面积减小，根据C= 4h可知电容减小，根据Q=CU,可知电压U增大，根据 E.S U=Ed可知电场强度增大：设微粒所处位置与下极板的电压 为U”,则有=Ed,因电场强度增大，故U"增大，根据U”= P一P下，下极板接地，即电势为零，故微粒所处位置的电势升 高，故C正确：D.断开开关，若上极板上移少许，两极板间的 距离增大，根据C= 4元2=CU,U=d可得E=4g9,可知 此时电场强度不变，故带电微粒仍处于静止状态，故D错误 故选C. 7.D解析：A.由图可知，上极板带正电，下极板接地，将上极 板下移到虚线位置，则两极板间的距离减小，开关保持闭合， 则电容器两端的电压不变，根据￡=9可知电场强度增大， 由于电荷所在位置与下极板的距离不变，则有U=E'= P下，可知电荷所在位置与下极板的电势差增大，故电荷所在 位置的电势增大，根据E。=驷，可知负电荷的电势能减小， 故A错误； 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，则两极板间的距离增大，开关保持闭合，则电容器 参考答案与解析 两端的电压不变，上，下极板的电势不交，根据B=分，可知 电场强度减小，由于电荷所在位置与上极板的距离不变，则 有U=Ed'=P上P,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E。=驷，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 板上移到虚线位置，则两极板间的距离增大，根据C一 G-号E号联立解得E因电量不变，改变距离， 6,S 不会改变电场强度，由于电荷所在位置与下极板的距离不 变，则有U=Ed'=P一P下，可知电荷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E。=g驷，可知负电 荷的电势能不变，故C错误： D.由图可知，开关断开，则电容器的电量不变，将下极板上 移到虚线位置，则两极板间的距离诚小，根据C=3 4knd.C= 号，=号联立解得E=因电量不变，改变距离4，不 会改变电场强度，由于电荷所在位置与下极板的距离减小， 则有U=Ed'=p-P下，可知电荷所在位置与下极板的电势差 减小，故电荷所在位置的电势诚小，根据E。=P,可知负电荷 的电势能增大，故D正确故选D, 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,的带电量如果大于Q,由U=9可知甲的电压高于乙 的电压，则会向乙放电使得甲、乙的电荷量相同，如果乙的电 荷量大，则因为二极管单向导电则不会向甲放电，因此可知 电荷量关系为Q≤Q2,由C=与E=及C=号可得 U 4πkQ2 E,= 6,S· 又油滴静止可得qE,=m1g,9E,=m8, 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，AB错误： 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，甲的上极板与乙的上极板等势，甲因为电势升高向乙 由C=与c=号可知，甲的电容C减小，甲的 Q,减小，从E=。、可知甲的场强减小，a的重力大于电 场力，油滴a向下运动，乙的电量Q增大，从E, 40可知 乙的场强变大，b的重力小于电场力，油滴b向上运动， C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，a油滴静止不动，D错误.故选C. 黑白题17 压轴挑战 0021ac01 解析：(1)设第n滴油滴在M、N板间做匀速直线运动，此时， 板上电荷量为Q=(n-1)q,板上电压U=-n-1)g C 板间电场强度B= 0(n-1)g Cd ① 由平衡条件得qE=mg, ② 由①2得n=mgC4+1 (2)设已有n滴油滴到达N板，则有U=名， 第n+1滴油滴恰好能到达N板，根据动能定理： mg(h+d)-g'=0,解得n=mg(h+dC 2 则能到达N板的油滴不会超过gA+d)C+1滴 97 第5节带电粒子在电场中的运动 第1课时带电粒子在电场中的两种运动 白题 基础过关 1.D2.D 3.D解析：带电离子在电场中做类平抛运动，可得y=2 1 盟·（）八，其中1为水平位移，对离子4，有号 d1 L (2) 子C,有 4 2 mcd ,又m:m:mc=1:1:2 联立解得q4:q。:qc=4:1:1,放选D. 2eU 4.(1)2√m ,方向水平向右(2)=L, m (3)a= elz UL 02L dm (4)y-4d0, (5)am6=2dU, 解析：(1)电子经加速电压U,加速，由动能定理有U,= 1 m6,解得。√m 匹，方向水平向右 (2)电子在偏转电场中运动，水平方向匀速穿过极板过程用 时为=上，代入上述结果可得=L m 2eU, U (3)在竖直方向由牛顿第二定律得F=®=e=ma,得偏转 加速度为a= dm （4)在右侧的荧光屏上竖直方向偏转位移为y=之，代入 必修第三册 U,L 以上数据得y产4d0 (5)电子速度偏转角的正切值为am0==“,代入数据得 U,L tan 6= 2dU, 黑题 应用提忧 1.A解析：设A,B板间的电势差为U1,B、C板间的电势差为 U2,板间距为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P点，根据动能定理得：gU,=gU2=gEd,将C Q 板向右移动，B、C板间的电场强度E= 一=4，E不变，所以电子还是运动到P点速度减 6,S Amkdixd 小为零，然后返回，故A正确，BCD错误 2.C解析：AB.两粒子仅在电场力作用下，均做初速度为0的 匀加速直线运动，可知A受到的电场力向下，B受到的电场 力向上，且场强方向向下，则A带正电，B带负电：根据h= 2,a二由于两酸子质量相等则4B两粒子所带电荷 量大小之比为qa:qB=h:hg=1:2,放AB错误；C.从开始 运动到经过虚线处电场力对A、B做功之比W,:Wg= (9uEha）:(qsEh)=1:4,故C正确；D.根据动能定理可得 心=子心，可得=√受，该小两板间距，由干极板间的电 压不变，则两粒子运动到另一极板时的速率不变，故D错误 故选C 3.D解析：A.如图所示，设偏转电场的板间距离为d',在偏转 电场中有m8子-号偏转角度0与散于的比有 无关，所以不同比荷9的带负电粒子从0点射入，偏转角 度0相同，故A正确，不符合题意：B.由动能定理得，粒子经 电压为U的电场中由静止开始加速后，满足g心，=了d 0,进人电压为U的平行金属板间的电场后，粒子做类平抛 运动，则y=2a,1ew,a=监B= U,P m E=子，联立解得y=4W,d 粒子射出平行板电场时偏转位移y与比荷无关，故B正确， 不合题意：C粒子从W孔射出时的动能=之=9心。 所以当带负电粒子的电荷量q相等时，它们从M孔射出时 的动能相等，故C正确，不符合题意：D.设加速电场的板间 离为d,由牛顿第二定律得a=9,由于粒子的质量未知， 所以无法确定带负电粒子在板间的加速度大小关系，故 D错误，符合题意.故选D. 黑白题18