专题05 电容器的电容（期中压轴题训练）高二物理上学期人教版

专题05 电容器的电容 1．（24-25高二上·广东广州·期中）如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图，极板固定、极板可动。人起步时，若、两极板距离增大，则（　　） A．电容器的电容变大 B．两极板间的场强变小 C．电容器的带电量变大 D．电流由经电流表流向 【答案】B 【详解】ACD．电容器两极板间距变大，则根据，电容器的电容减小； 又电容器电压不变，根据，电容器带电量减小，电容器放电，则电流由向流过电流表，故ACD错误； B．根据，电压不变，电容器两极板间距变大，则电场强度变小，故B正确。 故选B。 2．（24-25高二上·四川资阳·期中）在竖直放置的平行金属板间用长为的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为，电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于点，开关S闭合，稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成，如图所示，A点距右极板的距离为，且左极板接地，其中，，则（　　） A．小球带正电荷 B．将图中滑动变阻器的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 C．将绝缘细线剪断，球将做曲线运动 D．S断开后，将右极板向左平移少许（仍在A点的右侧），A点电势不变 【答案】D 【详解】A．由电路图可知电容器右极板带正电，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向右，与电场方向相反，则小球带负电，故A错误； B．在电路中电容器稳定时处于断路，故调节R1对电路没有影响，电容器两板电势差一定，小球所受电场力一定，故偏角不变，故B错误； C．小球所受电场力和重力的合力沿着细线方向，将绝缘细线剪断，球将沿细线方向向右下方做匀加速直线运动，故C错误； D．S断开后，电容器极板电荷量不变，由 知极板内电场强度不变，因左极板到A点间距不变，且左极板电势始终为零，则A点电势不变，故D正确。 故选D。 3．（24-25高二上·重庆永川·期中）NPO电容是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器，某兴趣小组要测定一个NPO电容器的电容，设计的电路图如图甲所示，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电容器放电时电流随时间变化的曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电容器放电时，流过的电流方向竖直向上 B．图乙中图线图线与坐标轴围起来的面积表示电容C C．若增大的阻值，电流随时间变化的图线应为图丙中的图线 D．图乙中图线表示的过程中电容器两极板间的电压在减小 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，充电后电容器上极板带正电，则电容器放电时，流过的电流方向竖直向下，故A错误； B．根据 可知，图乙中a图线与坐标轴围起来的面积表示电容器放电前所带的电荷量，故B错误； C．若增大的阻值，电容器放电时的最大电流减小，放电时间变长，则电流变化应为图丙中的图线c，故C错误； D．图乙中图线a表示的过程中，电容器正在放电，即电容器两极板的电量在减小，电压在减小，故D正确。 故选D。 4．（24-25高二上·河南郑州·期中）如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法不正确的是（　　） A．将下极板上移，则P点的电势不变 B．将上极板下移，则带电油滴在P点的电势能减小 C．减小极板间的正对面积，P点的电势升高 D．减小极板间的正对面积，带电油滴将向上加速运动 【答案】A 【详解】A．将下极板上移，两极板间距减小，由 可知，电容器电容增大。由题意可知，两极板间电势差不变，根据 可知，电容器所带电荷量增加，电容器将被充电。由 可知，两极板间电场强度增大。由于两极板间电势差不变，下极板接地，所以上极板电势不变。又因为上极板到P点的距离不变，根据 可知P点电势降低，符合题意，故A正确； B．将上极板下移，两极板间距减小，由 可知，电容器电容增大。由题意可知，两极板间电势差不变，根据 可知，电容器所带电荷量增加，电容器将被充电。由 可知，两极板间电场强度增大。下极板接地，根据 其中 P点到下极板距离不变，可知P点电势升高。由题意可知，带电油滴所受电场力向上，即带负电，所以带电油滴在P点的电势能减小，不符合题意，故B错误； CD．减小极板间的正对面积，由 可知，电容器电容减小。根据 可知，若两极板间电势差不变，电荷量将减小，电容器要放电。但是，二极管具有单向导电性，即电容器不能放电，所以电容器两极板的电荷量保持不变，则电势差将增大。由 可知，两极板间的电场强度增大。即带电油滴所受电场力大于重力，将向上做加速运动。根据 可知，P点电势升高。不符合题意，故CD错误。 故选A。 5．（24-25高二上·北京东城·期中）用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流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曲线，如图乙所示。定值电阻已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息，下列说法不正确的是（　　） A．由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量 B．不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则图线与坐标轴围成的面积S将减小 C．由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到电源的电动势 D．若电容器放出的总电荷量为Q，R两端的最大电压为，则电容器的电容为 【答案】B 【详解】A．根据可知图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，故A正确，不符合题意； B．图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则电源电压U不变，电容器电容C不变，根据可知，电容器的总电荷量不变，故B错误，符合题意； C．根据可知由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压，即电源电动势大小，故C正确，不符合题意； D．电容器放出的总电荷量Q即为电容器充满电时的电荷量，R两端的最大电压即为电容器充满电时的电压，根据可知，电容器的电容为 故D正确，不符合题意； 本题选错误的，故选B。 6．（24-25高二上·安徽合肥·期中）工业生产中经常会用到需要避光储存的绝缘液体原料，为了方便测量其深度，某同学设计了如下装置。在储存液体原料的桶的外侧底部，放置一个与桶底形状相同、面积为S的金属板，桶内有一面积为S的轻质金属箔板，漂浮在液体表面上。圆桶由绝缘材料制成，桶壁及桶底厚度可忽略不计.可看成平行板电容器。将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“2”接线柱，电流传感器记录下电流随时间的变化关系如图。再将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“3”接线柱，电压传感器的示数为U。改变深度h，电压传感器示数U随之改变。（电压传感器、电流传感器可以近似为理想电表）下列说法正确的是（　　） A．可知电容器充满电后的电荷量 B．h越大，电压传感器示数U越大 C．h越大，电压传感器示数U越小 D．虽然由于工作中会有一定电荷量损失，但对测量结果不影响 【答案】B 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积表示电量，一小格的电量为 图中总共约14小格，所以电容器充满电的电荷量为 故A错误； BC．根据 联立解得 可知电压传感器示数和液体的深度成线性关系，故B正确，C错误； D．由于工作过程中电荷量会有一定的损失，则极板间电压随之减小，将导致深度的测量结果偏小，故D错误。 故选B。 7．（24-25高二上·福建龙岩·期中）（多选）图甲为用传感器在计算机上探究电容器充、放电现象的电路图，表示电源（忽略内阻），表示定值电阻，表示电容器。先使开关与端相连，稳定后再将开关与端相连，得到充、放电过程电路中的电流、电容器两极板间电压与时间的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时间内，电容器在放电 B．时间内，电容器的电容大小不变 C．时间内，电路中的电流逐渐减小 D．图像中两阴影部分的面积关系为 【答案】BC 【详解】A．由图乙可知时间内，电流逐渐减小，电容器两端的电压逐渐增加到稳定，根据，可得 可知此过程电容器正在充电，故A错误； B．根据电容的决定式，可知电容器的电容与只与介电质、正对面积以及两极板间的距离有关，与电荷量Q、电势差U无关，则时间内，电容器的电容大小不变，故B正确； C．由图乙知，时间内，电路中的电流反向且逐渐减小，故C正确； D．根据 可知图线I与t轴围成的图形面积表示电容器充、放电过程的电荷量，对于同一电容器，充、放电的电荷量相等，故，故D错误。 故选BC。 8．（24-25高二上·北京·期中）（多选）电容器在生产生活中有广泛的应用。用如图甲所示的电路给电容器充电，其中C表示电容器的电容，R表示电阻的阻值，E表示电源的电动势（电源内阻不计）。改变电路元件参数，对同一电容器进行三次充电，三次充电中电容器电荷量q随时间t变化的图像分别如图乙中①②③所示。第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图丙所示，则（　　） A．第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值 B．第二次充电时所用电源电动势等于第三次充电时所用电源电动势 C．第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率比丙图中图线斜率大 D．第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流 【答案】AD 【详解】A．根据 可知，第一次与第二次充电稳定后，电量q相同，则电容器电压U相同，充电的电源相同，由图线①、②可知，第一次充电时间比第二次充电时间小，说明第一次充电电流大，所用电阻阻值小，所以第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值，故A正确； B．由②、③图线可知，两次充电稳定后的电量q不同，则电容器电压U不同，表明电源电动势不同，根据 可知，充电后，电容器电压U第二次大于第三次，所以第二次充电时所用电源电动势大于第三次充电时所用电源电动势，故B错误； C．根据 可知，u-q图线斜率表示电容器的电容的倒数，因对同一电容器进行三次充电，所以第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率与丙图中图线斜率相等，故C错误； D．由q-t图线的斜率表示电流大小可知，第二次充电时，t1时刻图线的斜率大于t2时刻图线的斜率，所以第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流，故D正确。 故选AD。 9．（24-25高二上·四川绵阳·期中）（多选）如图所示，开关S断开，电容器C1和C2是两个完全相同的平行板电容器，极板距离均为d，所带电量分别是Q1、Q2，A、B为两带电小球，均处于静止状态，质量均为m，所带电荷量分别为+q、，小球B通过一绝缘细线悬挂于O点，与竖直方向夹角为60°。设整个过程中电容器及带电小球均不与外界作用，且带电小球始终未接触电容器极板，导线电阻不计，两极板间为匀强电场。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合前C1上极板带正电，C2左极板带正电 B．开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为1∶3 C．开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为3∶1 D．开关闭合待稳定后绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边 【答案】CD 【详解】A．根据受力平衡可知，A受到竖直向上的电场力，且A带正电，则电容器C1中场强方向向上，可知C1上极板带负电；B受到水平向左的电场力，且B带负电，则电容器C2中场强方向水平向右，C2左极板带正电，故A错误； B．对A，根据平衡条件可得 对B，根据平衡条件可得 可得开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为，故B错误； C．根据可得，开关闭合前电容器C1与C2电势差之比为 根据可得，开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为，故C正确； D．根据以上分析可知，开关闭合前C1上极板所带电荷量为，C2左极板所带电荷量为；开关闭合待稳定后，两电容器电势差大小相等，所带电荷量大小相等，则C1上极板与C2左极板所带电荷量均为 可知C2所带电荷量大小与原来相同，但极板电性发生变化，所以场强大小与原来相等，方向与原来相反，则绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边，故D正确。 故选CD。 10．（24-25高二上·福建福州·期中）如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 (1)当开关接1时，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较 （选填“大”或“小”）。 (2)当开关S接2时，平行板电容器放电，流经表的电流方向为 （选填“向左”或“向右”） (3)将表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，已知如图所围的面积约为40个方格，可算出电容器的电容为 F。 【答案】(1)大 (2)向左 (3) 【详解】（1）当开关S接1时，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较大，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小。 （2）单刀双掷开关拨向2，电容器充电时，上板接电源正极，所以电容器上板带正电，相当于电源，则放电时，所以流经G表的电流方向向左。 （3）根据，可知放电电流随时间变化曲线与t轴所围面积即为通过的电荷量，每个小格的电荷量 由图乙可知 电容器的电容为 11．（24-25高二上·上海·期中）某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 (1)图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带 （选填“正”或“负”）电。 (2)图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“2”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流，随时间t变化的I-t图像如图乙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是 。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。 (3)图丙中，静电计是测量下列哪一个物理量的仪器（　　） A．电荷量 B．电容 C．电势差 (4)在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，实验电路如图1。从t=0开始，开关接通1，通过传感器得到流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像如图2。t=t1时刻，如果把开关改接2，此时电容器开始放电，描绘流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像。图像中正确的是（　　） A． B． C．D． (5)保持两极板所带的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 (6)改变电路中某一元件的参数对同一电容器进行两次充电，两次充电对应的电容器电荷量Q随时间t变化的图像分别如图3中a、b所示。根据图像分析：a、b两条曲线不同是 （选填A：R或B：U）不同造成的。 【答案】(1)正 (2)电荷量 不变 (3)C (4)A (5)减小 (6)B 【详解】（1）当开关S接“1”后，电源给电容器充电，根据充电电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电。 （2）[1]当开关S接“2”，电容器进行放电，I-t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量； [2]只增大电阻R的阻值，只是使得放电过程变慢，而放电的电荷量不变，则I-t曲线与横轴围成的面积将不变。 （3）静电计是测量电势差的仪器。 故选C。 （4）如果把开关改接2，此时电容器开始放电，放电电流方向与充电电流方向相反；随着极板间电量逐渐减小，回路电流逐渐减小，板间电压也逐渐减小，且减小的越来越慢，但正极板电势大于负极板，为正。 故选A。 （5）静电计指针偏角变大，则电压变大，电量不变，根据 可知，电容变小，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。 （6）改变电路中某一元件的参数对同一电容器进行两次充电，电容不变，两次电量不同，根据 可知，电压不同。 故选B。 12．（24-25高二上·四川内江·期中）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B接在电压为的恒定电源上，两极板间距为，电容器带电荷量为，A极板接地。求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两极板之间的电场强度； (3)距A极板为的C点处的电势； (4)将一个电荷量为的正点电荷从A极板移到B极板静电力所做的功。 【详解】（1）平行板电容器的电容为 （2）两极板之间的电场强度为 （3）设距A极板为的C点处的电势为，则有 由于A极板接地，则有，可得 （4）将一个电荷量为的正点电荷从A极板移到B极板静电力所做的功为 1．电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板A为可动电极，下极板B为固定电极，P为两板间一固定点。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，形变过程中，电流表G中有从a到b的电流，则下列判断正确的是（　　） A．直流电源的c端为电源正极 B．形变过程中，电容器放电 C．形变过程中，B板和P点间的电势差增大 D．形变过程中，两板间的电压不断增大 【答案】C 【详解】ABD．当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，形变过程中，减小，根据 电容器的电容增大，电容器与电源相连，电容器两极板间的电压不变，根据 可知电容器所带电荷量增加，电容器充电，电流表G中有从a到b的电流，故c端为电源负极，故A错误，B错误，D错误； C．减小，电容器两极板间的电势差不变，根据 可知极板间的电场强度增大，B板和P点间的距离不变，故 增大，故C正确。 故选C。 2．如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K，将平行板电容器的上极板竖直向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A．带电油滴向上运动 B．静电计指针的张角变大 C．P点电势变大 D．带电油滴在P点的电势能变大 【答案】B 【详解】B．断开开关K，电容器带电量不变，则 将平行板电容器的上极板竖直向上平移一小段距离，板间距d增大，电容C减小，则电压U增大，静电计指针的张角变大，故B正确； ACD．两板间电场强度为 改变间距d，电场强度E不变，带电油滴不动，由于P到下极板距离不变，则可知P点与下极板间电势差不变，下极板接地，电势始终为零，所以P点电势不变，则带电油滴的电势能不变，故ACD错误。 故选B。 3．如图，在竖直放置的无限大平行金属板间用长为1.4m的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为、电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于O点，开关S闭合稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成夹角，A点距右极板的距离为0.15m，且左极板接地，其中，则下列说法正确的是（　　） A．小球带正电荷 B．S断开后，将右极板向右平移少许，A点电势不变 C．将绝缘细线剪断，小球将做曲线运动，经0.2s打到右极板上 D．将R1的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 【答案】B 【详解】A．由图可知，电容器左极板带负电，右极板带正电，电场向左，则小球带负电荷，故A错误； B．S断开后，电容器所带电荷量不变，根据 ，， 联立，解得 将右极板向右平移少许，电场强度不变。由于左极板接地，电势为零。且小球与左极板间距不变，则A点电势不变，故B正确； C．将绝缘细线剪断，小球所受重力与电场力的合力与绳拉力等大、反向，则小球做匀加速直线运动，故C错误； D．改变不影响电容器电势差，则细线与竖直方向的夹角不变，故D错误。 故选B。 4．用传感器观察电容器充、放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势为8V，内阻忽略不计。先使开关S掷向1端，电源向电容器充电，这个过程瞬间完成。然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，电流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I-t曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．S接1时，电容器充电，电容器的电容逐渐增大 B．S接2时，电容器放电，电容器的板间电压保持不变 C．电容器放电过程中，电阻R左端电势高于右端。 D．在I-t图中图线与横轴所围的面积表示电容器放电过程中释放的电荷量 【答案】D 【详解】A．由电容决定式 可知电容器充、放电过程不会影响电容，所以电容不变，故A错误； B．S接2时，电容器放电，带电量Q减少，根据 可知电容器的板间电压减小，故B错误； C．电容器放电过程中，电流从右到左通过电阻R，所以电阻R右端电势高于左端，故C错误； D．由公式 可知图线与横轴所围的面积表示电容器放电过程中释放的电荷量，故D正确。 故选 D。 5．把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。把开关S接1，电源给电容器充电。待电路稳定后，把开关S接2，电容器对电阻放电。下列说法正确的是（　　） A．充电过程，电压表示数不变 B．充电过程，电流表示数减小 C．放电过程，电流表示数不变 D．放电过程，电压表示数增大 【答案】B 【详解】AB．把开关S接1，电源给电容器充电。电流从电源的正极流向电容器的正极板，从电容器的负极板流向电源的负极。两极板上电荷量增加，最后两极板带有等量的异种电荷。电压表示数增大，最后逐渐稳定在某一数值，电流表示数由大变小。故A错误，B正确； CD．电容器放电过程，电流由电容器的正极板经过电阻R流向电容器的负极板，正负电荷中和，两极板所带的电荷量减小。电压表示数减小，电流表的示数由大变小。故CD错误。 故选B。 6．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示。以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由平行板电容器的电容 可知d减小时，C变大，但不是一次函数，即C－x图像不可能为直线，故A错误； B．在电容器两极板所带电荷量一定的情况下，， E与d无关，即与x无关，E－x图像为平行于横轴的直线，故B错误； C．在负极板接地的情况下，设P点最初到负极板的距离为l，则平移后P点的电势为φ＝E（l－x） 即φ－x图像为向下倾斜的直线，故C正确； D．正电荷在P点的电势能Ep＝qφ＝qE（l－x） 即Ep－x图像为向下倾斜的直线，故D错误。 故选C。 7．（多选）如图所示，下列情况，关于电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两级板间场强E的变化情况说法正确的是（　　） A．若保持开关断开，减小两极板的正对面积，则Q减小，C变小，U变小，E变小 B．若保持开关断开，减小极板的距离，则Q不变，C变大，U变小，E不变 C．若保持开关闭合，在极板间插入玻璃板，则Q变小，C变小，U不变，E不变 D．若保持开关闭合，增大极板的距离，则Q变小，C变小，U不变，E变小 【答案】BD 【详解】AB．若保持开关断开，则电容器所带电荷量不变，根据 可得 所以，减小两极板的正对面积，Q不变，C变小，U变大，E变大，若减小极板的距离，则Q不变，C变大，U变小，E不变，故A错误，B正确； CD．若保持开关闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据 所以，在极板间插入玻璃板，则C变大，Q变大，U不变，E不变，增大极板的距离，则C变小，Q变小，U不变，E变小，故C错误，D正确。 故选BD。 8．（多选）如图所示，在竖直平面内的平行板电容器，在其正中点有一个带电微粒。闭合时，该微粒恰好能保持静止，下列说法正确的是（　　） A．微粒带正电 B．若保持S闭合，上移极板N，微粒向下加速 C．若开关断开，上移极板，微粒向下加速 D．若开关断开，下移极板点电势不变 【答案】AD 【详解】A．粒子在电场中静止，受力的电场力与重力平衡，故粒子带正电，A正确； B．若保持S闭合，两极板间的电势差不变，向上移动极板N，两极板间的距离减小，根据 可知，极板间的电场强度增大，粒子受到的电场力大于重力，粒子会向上加速运动，B错误； C．若开关S断开，则电容器所带电荷量不变，根据 联立解得 上移极板M，可知板间场强不变，微粒受到的电场力不变，微粒仍处于静止状态，C错误； D．根据上述分析可知，由于板间场强不变，P点与接地板N距离不变，则P点与接地板N的电势差不变，P点电势不变，D正确。 故选AD。 9．（多选）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、带电量为q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板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为的电流 B．在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为的电流 C．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，P点电势不变 D．若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势降低 【答案】AD 【详解】A．开始时，重力和电场力平衡，故 将A板向下移，由 可知E变大，故油滴应向上加速运动；根据 解得 因电压U不变，随着间距d减小，故电容器电量增大将充电，故G中有的电流，故A正确； B．若将A板向右平移一小段位移，即减小正对面积，由 可知，因间距d不变，那么E不变，油滴仍静止；同理可得 故电容器电量减小将放电，故G中有的电流，故B错误； C．若将S断开，Q不变，根据 解得 将B板向下平移一小段位移，电场强度不变，因，由 因变大，则P点电势降低，故C错误； D．若将S断开，Q不变，A向左平移一小段距离，同理可得 可知E增大，由于 可知P点电势降低，故D正确。 故选AD。 10．用传感器观察电容器的充放电过程的实验电路如图甲所示∶ (1)下列说法正确的是________。（多选） A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器充电 B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 (2)已知电源电压为10V，测得电容器在放电过程中的图像如图乙所示。若按“四舍五入（大于半格算一个，小于半格舍去）”数格法，求“图线与两坐标轴包围的面积”，可得电容器在放电过程中释放的电荷量约为 C，估算电容器的电容值为 F。（结果均保留两位有效数字） (3)电容器充电过程实际是克服极板上电荷的静电力做功，使电势能增加的过程（即极板间储存电场能的过程），若某次充电过程的两极板间电压与电荷量的关系图像如图丙所示，类比图像求位移的方法，可求得充电过程电容器储存的电场能为 （用、表示）。 【答案】(1)AD (2) (3) 【详解】（1）A.开关S掷向1端，电容器充电；开关S掷向2端，电容放电，故A正确； B.电容是电容器的固有属性，与电容器是充电还是放电无关，故B错误； C.电容器带电时，两个极板上都有电荷，故C错误； D.电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与电源负极相连的极板带负电，故D正确。 故选AD。 （2）[1]根据 可知，图像中图线与坐标轴所围面积即为放电过程释放的电荷量，图像中一个小格的面积为 经确认,图线下共有42格，所以电容器在放电过程中释放的电荷量约为 [2]电容器充满电后所带的电荷量为，而所加电压为10V，所以 （3）类比图像求位移的方法，可求得充电过程电容器储存的电场能等于图像与坐标轴围城的“面积”，大小为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 电容器的电容 1．（24-25高二上·广东广州·期中）如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图，极板固定、极板可动。人起步时，若、两极板距离增大，则（　　） A．电容器的电容变大 B．两极板间的场强变小 C．电容器的带电量变大 D．电流由经电流表流向 2．（24-25高二上·四川资阳·期中）在竖直放置的平行金属板间用长为的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为，电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于点，开关S闭合，稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成，如图所示，A点距右极板的距离为，且左极板接地，其中，，则（　　） A．小球带正电荷 B．将图中滑动变阻器的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 C．将绝缘细线剪断，球将做曲线运动 D．S断开后，将右极板向左平移少许（仍在A点的右侧），A点电势不变 3．（24-25高二上·重庆永川·期中）NPO电容是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器，某兴趣小组要测定一个NPO电容器的电容，设计的电路图如图甲所示，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电容器放电时电流随时间变化的曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电容器放电时，流过的电流方向竖直向上 B．图乙中图线图线与坐标轴围起来的面积表示电容C C．若增大的阻值，电流随时间变化的图线应为图丙中的图线 D．图乙中图线表示的过程中电容器两极板间的电压在减小 4．（24-25高二上·河南郑州·期中）如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法不正确的是（　　） A．将下极板上移，则P点的电势不变 B．将上极板下移，则带电油滴在P点的电势能减小 C．减小极板间的正对面积，P点的电势升高 D．减小极板间的正对面积，带电油滴将向上加速运动 5．（24-25高二上·北京东城·期中）用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流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曲线，如图乙所示。定值电阻已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息，下列说法不正确的是（　　） A．由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量 B．不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则图线与坐标轴围成的面积S将减小 C．由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到电源的电动势 D．若电容器放出的总电荷量为Q，R两端的最大电压为，则电容器的电容为 6．（24-25高二上·安徽合肥·期中）工业生产中经常会用到需要避光储存的绝缘液体原料，为了方便测量其深度，某同学设计了如下装置。在储存液体原料的桶的外侧底部，放置一个与桶底形状相同、面积为S的金属板，桶内有一面积为S的轻质金属箔板，漂浮在液体表面上。圆桶由绝缘材料制成，桶壁及桶底厚度可忽略不计.可看成平行板电容器。将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“2”接线柱，电流传感器记录下电流随时间的变化关系如图。再将开关接“1”接线柱，电容器充满电后，将开关接“3”接线柱，电压传感器的示数为U。改变深度h，电压传感器示数U随之改变。（电压传感器、电流传感器可以近似为理想电表）下列说法正确的是（　　） A．可知电容器充满电后的电荷量 B．h越大，电压传感器示数U越大 C．h越大，电压传感器示数U越小 D．虽然由于工作中会有一定电荷量损失，但对测量结果不影响 7．（24-25高二上·福建龙岩·期中）（多选）图甲为用传感器在计算机上探究电容器充、放电现象的电路图，表示电源（忽略内阻），表示定值电阻，表示电容器。先使开关与端相连，稳定后再将开关与端相连，得到充、放电过程电路中的电流、电容器两极板间电压与时间的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时间内，电容器在放电 B．时间内，电容器的电容大小不变 C．时间内，电路中的电流逐渐减小 D．图像中两阴影部分的面积关系为 8．（24-25高二上·北京·期中）（多选）电容器在生产生活中有广泛的应用。用如图甲所示的电路给电容器充电，其中C表示电容器的电容，R表示电阻的阻值，E表示电源的电动势（电源内阻不计）。改变电路元件参数，对同一电容器进行三次充电，三次充电中电容器电荷量q随时间t变化的图像分别如图乙中①②③所示。第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图丙所示，则（　　） A．第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值 B．第二次充电时所用电源电动势等于第三次充电时所用电源电动势 C．第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率比丙图中图线斜率大 D．第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流 9．（24-25高二上·四川绵阳·期中）（多选）如图所示，开关S断开，电容器C1和C2是两个完全相同的平行板电容器，极板距离均为d，所带电量分别是Q1、Q2，A、B为两带电小球，均处于静止状态，质量均为m，所带电荷量分别为+q、，小球B通过一绝缘细线悬挂于O点，与竖直方向夹角为60°。设整个过程中电容器及带电小球均不与外界作用，且带电小球始终未接触电容器极板，导线电阻不计，两极板间为匀强电场。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合前C1上极板带正电，C2左极板带正电 B．开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为1∶3 C．开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为3∶1 D．开关闭合待稳定后绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边 10．（24-25高二上·福建福州·期中）如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 (1)当开关接1时，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较 （选填“大”或“小”）。 (2)当开关S接2时，平行板电容器放电，流经表的电流方向为 （选填“向左”或“向右”） (3)将表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，已知如图所围的面积约为40个方格，可算出电容器的电容为 F。 11．（24-25高二上·上海·期中）某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 (1)图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带 （选填“正”或“负”）电。 (2)图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“2”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流，随时间t变化的I-t图像如图乙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是 。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。 (3)图丙中，静电计是测量下列哪一个物理量的仪器（　　） A．电荷量 B．电容 C．电势差 (4)在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，实验电路如图1。从t=0开始，开关接通1，通过传感器得到流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像如图2。t=t1时刻，如果把开关改接2，此时电容器开始放电，描绘流过电路中P点的电流和极板电压随时间变化的图像。图像中正确的是（　　） A． B． C．D． (5)保持两极板所带的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 (6)改变电路中某一元件的参数对同一电容器进行两次充电，两次充电对应的电容器电荷量Q随时间t变化的图像分别如图3中a、b所示。根据图像分析：a、b两条曲线不同是 （选填A：R或B：U）不同造成的。 12．（24-25高二上·四川内江·期中）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B接在电压为的恒定电源上，两极板间距为，电容器带电荷量为，A极板接地。求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两极板之间的电场强度； (3)距A极板为的C点处的电势； (4)将一个电荷量为的正点电荷从A极板移到B极板静电力所做的功。 1．电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板A为可动电极，下极板B为固定电极，P为两板间一固定点。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，形变过程中，电流表G中有从a到b的电流，则下列判断正确的是（　　） A．直流电源的c端为电源正极 B．形变过程中，电容器放电 C．形变过程中，B板和P点间的电势差增大 D．形变过程中，两板间的电压不断增大 2．如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K，将平行板电容器的上极板竖直向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A．带电油滴向上运动 B．静电计指针的张角变大 C．P点电势变大 D．带电油滴在P点的电势能变大 3．如图，在竖直放置的无限大平行金属板间用长为1.4m的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为、电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于O点，开关S闭合稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成夹角，A点距右极板的距离为0.15m，且左极板接地，其中，则下列说法正确的是（　　） A．小球带正电荷 B．S断开后，将右极板向右平移少许，A点电势不变 C．将绝缘细线剪断，小球将做曲线运动，经0.2s打到右极板上 D．将R1的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 4．用传感器观察电容器充、放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势为8V，内阻忽略不计。先使开关S掷向1端，电源向电容器充电，这个过程瞬间完成。然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，电流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I-t曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．S接1时，电容器充电，电容器的电容逐渐增大 B．S接2时，电容器放电，电容器的板间电压保持不变 C．电容器放电过程中，电阻R左端电势高于右端。 D．在I-t图中图线与横轴所围的面积表示电容器放电过程中释放的电荷量 5．把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。把开关S接1，电源给电容器充电。待电路稳定后，把开关S接2，电容器对电阻放电。下列说法正确的是（　　） A．充电过程，电压表示数不变 B．充电过程，电流表示数减小 C．放电过程，电流表示数不变 D．放电过程，电压表示数增大 6．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示。以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（多选）如图所示，下列情况，关于电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两级板间场强E的变化情况说法正确的是（　　） A．若保持开关断开，减小两极板的正对面积，则Q减小，C变小，U变小，E变小 B．若保持开关断开，减小极板的距离，则Q不变，C变大，U变小，E不变 C．若保持开关闭合，在极板间插入玻璃板，则Q变小，C变小，U不变，E不变 D．若保持开关闭合，增大极板的距离，则Q变小，C变小，U不变，E变小 8．（多选）如图所示，在竖直平面内的平行板电容器，在其正中点有一个带电微粒。闭合时，该微粒恰好能保持静止，下列说法正确的是（　　） A．微粒带正电 B．若保持S闭合，上移极板N，微粒向下加速 C．若开关断开，上移极板，微粒向下加速 D．若开关断开，下移极板点电势不变 9．（多选）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、带电量为q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板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为的电流 B．在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为的电流 C．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，P点电势不变 D．若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势降低 10．用传感器观察电容器的充放电过程的实验电路如图甲所示∶ (1)下列说法正确的是________。（多选） A．单刀双掷开关S掷向1端，电容器充电 B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 (2)已知电源电压为10V，测得电容器在放电过程中的图像如图乙所示。若按“四舍五入（大于半格算一个，小于半格舍去）”数格法，求“图线与两坐标轴包围的面积”，可得电容器在放电过程中释放的电荷量约为 C，估算电容器的电容值为 F。（结果均保留两位有效数字） (3)电容器充电过程实际是克服极板上电荷的静电力做功，使电势能增加的过程（即极板间储存电场能的过程），若某次充电过程的两极板间电压与电荷量的关系图像如图丙所示，类比图像求位移的方法，可求得充电过程电容器储存的电场能为 （用、表示）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $