10.4 电容器的电容 同步巩固练习 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版高中物理必修第三册第十章第四节 电容器的电容同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．照相机的闪光灯，在不到的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，该过程的发生是利用了（　　） A．电池的放电 B．电池的充电 C．电容器的放电 D．电容器的充电 2．某电容器所带电荷量Q与其两端电压U的关系图像如图所示，该电容器的电容为（　　） A．0.5F B．1.0F C．F D．F 3．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。指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　） A．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大 B．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 C．手指用力挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大 D．手指缓慢松开绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容器带电量增大 4．可使平行板电容器的电容增加的是（　） A．两极板正对面积增大 B．两极板间距增大 C．改用介电常数较小的电介质 D．以上说法都不对 5．如图所示，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下平移一小段距离，则下列说法正确的是（    ）    A．静电计指针的张角不变 B．P点电势升高 C．带电油滴向上运动 D．带电油滴的电势能不变 6．某同学利用如图所示的实验电路观察电容器的充、放电现象，下列说法正确的是（　　） A．把开关接1，电压表和电流表示数均逐渐增大 B．把开关先接1再断开，断开后电压表示数立即变为零 C．电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相同 D．电容器放电过程，电压表和电流表示数均逐渐减小 二、多选题 7．两块水平放置的平行金属板，带等量异种电荷，一个带电油滴恰悬浮在平行板间．如果使油滴产生大小等于的加速度，两板电荷量应是原来的（ ） A．2倍 B． 倍 C． 倍 D． 倍 8．如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（　　）    A．电容器带电荷量不变 B．电容器两极板间的电势差不变 C．尘埃仍静止 D．电流计中将有电流，电流方向为 三、解答题 9．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B接在电压为60 V的恒定电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10-8 C，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B极板为2 cm的C点处的电势； （4）将一个电荷量为q=8×10-9 C的正点电荷从B极板移到A极板静电力所做的功。 10．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在恒压电源正、负两极上，电源电压为，电容器的电容为，两极板间距为，P点到B板的垂直距离为，B极板接地。求： （1）平行板电容器极板上所带的电荷量Q； （2）平行板电容器两板之间的电场强度E； （3）P点处的电势。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第三册第十章第四节 电容器的电容同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．照相机的闪光灯，在不到的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，该过程的发生是利用了（　　） A．电池的放电 B．电池的充电 C．电容器的放电 D．电容器的充电 【答案】C 【难度】0.94 【知识点】电容器的充放电与储能、电容器 【详解】电池的放电电流无法达到很大，照相机的该过程利用了电容器的放电，C正确。 故选C。 2．某电容器所带电荷量Q与其两端电压U的关系图像如图所示，该电容器的电容为（　　） A．0.5F B．1.0F C．F D．F 【答案】D 【难度】0.94 【知识点】电容器的Q-U图像 【详解】由电容的定义式 可知 故图象中的斜率表示电容，故电容 故选D。 3．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。指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　） A．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大 B．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 C．手指用力挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大 D．手指缓慢松开绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容器带电量增大 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】平板电容器电容的决定式、电容器的动态分析(U不变） 【详解】AB．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AB错误； CD．根据电容的定义式有 由题意可知，电容器的电压不变，则手指用力挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容变大，电容器带电量增大，手指缓慢松开绝缘表面，电容器两极间的距离增大，电容变小，电容器带电量减小，故D错误C正确。 故选C。 4．可使平行板电容器的电容增加的是（　） A．两极板正对面积增大 B．两极板间距增大 C．改用介电常数较小的电介质 D．以上说法都不对 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】平板电容器电容的决定式 【详解】由平行板电容器的决定式 可知正对面积增大，电容增大；两极板间距增大，电容减小；改用介电常数较小的电介质，电容减小。 故选A。 5．如图所示，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下平移一小段距离，则下列说法正确的是（    ）    A．静电计指针的张角不变 B．P点电势升高 C．带电油滴向上运动 D．带电油滴的电势能不变 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】电容器内部的电势随电容的变化、电容器的动态分析(Q不变） 【详解】A．若断开开关K，由于静电计所带电荷量很少，可忽略，故电容器所带电荷量保持不变，将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，d减小，根据 ， 可知电容器电容增大，电容器极板间电压减小，静电计指针的张角变小，故A错误； C．根据 可知板间电场强度不变，带电油滴受力保持不变，带电油滴仍处于静止状态，故C错误； BD．根据 由于板间电场强度不变，P点与下极板距离不变，又下极板接地，电势为零，可知P点电势保持不变，带电油滴在P点处于静止状态，则带电油滴的电势能保持不变，故B错误，D正确。 故选D。 6．某同学利用如图所示的实验电路观察电容器的充、放电现象，下列说法正确的是（　　） A．把开关接1，电压表和电流表示数均逐渐增大 B．把开关先接1再断开，断开后电压表示数立即变为零 C．电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相同 D．电容器放电过程，电压表和电流表示数均逐渐减小 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】电容器的充放电与储能 【详解】A．把开关接1，电容器充电过程，电流表的示数逐渐减小，电压表测量的是电容器两端的电压，示数逐渐增大，A错误； B．把开关先接1再断开，电容器充电后，电荷无法放出，因此电压表示数保持不变，B错误； C．电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相反，C错误； D．充电之后，把开关接2，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，根据 电容器两端的电压逐渐减小，流过电阻的电流逐渐减小。 D正确。 故选D。 二、多选题 7．两块水平放置的平行金属板，带等量异种电荷，一个带电油滴恰悬浮在平行板间．如果使油滴产生大小等于的加速度，两板电荷量应是原来的（ ） A．2倍 B． 倍 C． 倍 D． 倍 【答案】BC 【难度】0.85 【知识点】电容器的动态分析(Q不变） 【详解】电容器带电量不变，根据 ，， 有 带电油滴恰好静止，则有 qE=mg 则电场力方向向上； ①若要油滴产生大小为的方向向上的加速度，根据牛顿第二定律有 解得 故 ②若要油滴产生大小为的方向向下的加速度，根据牛顿第二定律有 解得 故 BC正确，AD错误。 故选BC。 8．如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（　　）    A．电容器带电荷量不变 B．电容器两极板间的电势差不变 C．尘埃仍静止 D．电流计中将有电流，电流方向为 【答案】BC 【难度】0.65 【知识点】电容器的动态分析(U不变）、带电物体（计重力）在电场中的平衡问题 【详解】AB．将两板缓慢地错开一些，两板正对面积减小，根据电容的决定式 可知电容减小，而电压不变，即电容器两极板间的电势差不变，则电容器带电量减小，故A错误，B正确； D．因电量减小，电容器放电，而下极板带负电，故电流计G中有a到b方向的短时电流，故D错误； C．由于板间电压和距离不变，则由 可知板间场强不变，尘埃所受电场力不变，仍处于静止状态，故C正确。 故选BC。 三、解答题 9．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B接在电压为60 V的恒定电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10-8 C，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B极板为2 cm的C点处的电势； （4）将一个电荷量为q=8×10-9 C的正点电荷从B极板移到A极板静电力所做的功。 【答案】（1）1×10-9 F；（2）2×103 V/m；（3）-20 V；（4）-4.8×10-7 J 【难度】0.65 【知识点】平行板电容器中某一点的电势、平板电容器中的电场强度 【详解】（1）平行板电容器的电容为 C= F=1×10-9 F （2）两极板之间的电场强度为 E= V/m=2×103 V/m （3）C点处的电势为，则有 -=Ed=2×103×1×10-2 V=20 V =-20 V （4）静电力所做的功为 W=-qU=-8×10-9×60 J=-4.8×10-7 J 10．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在恒压电源正、负两极上，电源电压为，电容器的电容为，两极板间距为，P点到B板的垂直距离为，B极板接地。求： （1）平行板电容器极板上所带的电荷量Q； （2）平行板电容器两板之间的电场强度E； （3）P点处的电势。 【答案】（1） ；（2） ，方向竖直向上；（3） 【难度】0.65 【知识点】电容的概念、定义式、单位和物理意义、匀强电场中电势差与电场强度的关系 【详解】（1）极板所带电量 （2）两板之间为匀强电场，电场强度 方向竖直向上 （3）因为B极板接地，所以 P点与B板间电势差 又 所以 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $