第08讲 电容器的电容（暑假预习讲义）新高二物理人教版

第08讲 电容器的电容 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 电容器、充放电、电容定义式 平行板电容器、电容决定式 电容动态分析、电容单位 1. 掌握电容器结构，清楚充电、放电过程电荷与电压变化； 2. 理解电容物理意义，会用计算，熟记电容单位； 3. 掌握平行板电容器决定式，分析极板间距、正对面积、电介质对电容的影响； 4. 区分定义式与决定式，熟练处理电容器两类动态变化题型。 学习重点：电容定义、平行板电容器决定式、动态变化分析。 学习难点：保持电压不变和电荷量不变两种场景下电容、场强、电荷量的变化判断。 情｜境｜启｜思 相机闪光灯瞬间释放强光、电路板上方形元件都用到电容器。电容器如何储存电荷？改变极板大小、极板间距，储存电荷的能力会变化吗？电容器带电量越多，代表它容纳电荷的本领越大吗？ 概｜念｜构｜建 一、电容器 1．电容器：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。 2．平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质－电介质（空气也是一种电介质），就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 3．电容器的充、放电现象 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。如图所示。 电容器的充、放电 （1）充电：把开关S接1，电源给电容器充电，电容器两极所带电荷量逐渐增大，电流表示数减小，电压表示数增大，当电流表示数为0，电压表示数不变时，电容器充电结束。 （2）放电：把开关S接2，电容器对电阻R放电，电流表示数减小，电压表示数减小，当电流表示数为0，电压表示数为0时放电结束。 （3）电容器充、放电过程中能量的变化 ①充电过程：电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电过程：电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 二、电容 1．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比。 2．定义式：C＝。 3．物理意义：表征电容器储存电荷本领的特性。 4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉（F），另外还有微法（μF）和皮法（pF），1 μF＝10－6 F，1 pF＝10－12 F。 5．电容器的额定电压和击穿电压 （1）额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。 （2）击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。 6．平行板电容器 （1）电容的决定因素：电容C与两极板间的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 （2）电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数。当两极板间是真空时，C＝，式中k为静电力常量。 三、常用电容器 1．固定电容器 （1）定义：电容固定不变的电容器。 （2）分类：聚苯乙烯电容器和电解电容器。 2．可变电容器：由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片，可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。 深｜研｜精｜炼 知识点01 电容器充、放电问题 二极管是一种半导体元件，具有单向导电性，用D表示，其电路符号为“”（该符号左端为正极，右端为负极）。发光二极管是二极管的一种。当发光二极管接正向电压（发光二极管的正、负极分别与电源正、负极相接）时，二极管导通并发光；接反向电压时，二极管的电阻很大，不会发光。按右图所示连接电路，将开关分别拨到位置“1”和“2”时，哪个二极管会发光？ 实验电路图 提示：开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并发光。 1．充电过程 电路如图所示。 特点： （1）有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。 （2）电容器所带电荷量增加。 （3）电容器两极板间电压升高。 （4）电容器两极板间电场强度增加。 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。 2．放电过程 电路如图所示。 特点： （1）有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小。 （2）电容器所带电荷量减少。 （3）电容器两极板间电压降低。 （4）电容器两极板间电场强度减弱。 当电容器放电结束后，电路中无电流。电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。 【典例1】（25-26高二上·辽宁·期末）一平行板电容器充、放电的电路如图所示，当开关掷于1后，下列说法正确的是（　　） A．电路中瞬间产生恒定电流 B．电容器上极板带负电、下极板带正电 C．电路稳定后，开关S由1转向2的瞬间，流过电阻的电流方向由右向左 D．电路稳定后，开关S由1转向2的瞬间，流过电阻的电流方向由左向右 【答案】C 【详解】A．电源给电容器充电，开始时电压之差最大，充电电流最大，随着充电的进行，电压之差减小，则充电电流逐渐减小到零，则充电电路中产生逐渐减小的电流，故A错误； B．电源上为正极，下为负极，则电容器充电后上极板带正电，下极板带负电，故B错误； CD．电路稳定后，开关S由1转向2的瞬间，电容器放电，电流从正极板出发经过电阻R流到负极，则流过电阻的电流方向由右向左，故C正确，D错误。 故选C。 【探究归纳】解决电容器充放电问题，要抓住两个关键要点：一是充电过程中，电流会从初始最大值逐渐减小到零，最终电路稳定后电容器相当于断路；二是判断充放电电流方向时，要先明确电容器两极板的带电性质，放电时电流从正极板流出，沿外电路流向负极板，据此就能准确判断流过电阻的电流方向，避免混淆方向。 【即练1】（25-26高二上·江苏盐城·学业考试模拟）“观察电容器的充、放电现象”实验电路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．充电过程，电容器上极板带负电 B．充电过程，电容器带电量在增加 C．放电过程，电容器的电容逐渐变小 D．放电过程，通过电阻R中电流方向向左 【答案】B 【详解】A．充电过程，电容器上极板与电源的正极连接，可知上极板带正电，A错误；     B．充电过程，电荷进入电容器极板，则电容器带电量在增加，B正确； C．电容器的电容由本身的结构决定，与是否带电无关，则放电过程，电容器的电容不变，C错误； D．放电过程，正电荷由上极板经过电流表A和电阻R到达下极板，则通过电阻R中电流方向向右，D错误。 故选B。 【即练2】（25-26高二上·北京·阶段检测）某实验小组把电源、电阻、电流表、电压表以及单刀双掷开关按图所示电路组装来观察该电容器的充放电现象。关于电源和电流表的选取，下列说法正确的是（　　） A．应选用交流电源和零刻度线在左侧的电流表 B．应选用交流电源和零刻度线在中间的电流表 C．应选用直流电源和零刻度线在左侧的电流表 D．应选用直流电源和零刻度线在中间的电流表 【答案】D 【详解】电容器充电使用的是直流电源；电容器充放电时通过电流表的电流方向会发生变化，应选用零刻度线在中间的电流表。 故选D。 【点睛】 知识点02 对电容的理解 当电容器的电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？ 提示：增大、不变。 1．两公式C＝与C＝的比较 公式 C＝ C＝ 公式特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但＝C不变，反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素 联系 电容器容纳电荷的本领由来量度，由本身的结构（如平行板电容器的εr、S、d等因素）来决定 2.通过Q­U图像来理解C＝。如图所示，在Q­U图像中，电容是一条过原点的直线的斜率，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C＝，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加（或减小）1 V所需增加（或减少）的电荷量。 角度1：平板电容器中的电场强度 【典例2】（25-26高二上·重庆·阶段检测）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。用加热器使被测材料温度升高的过程中，被测材料竖直方向尺度逐渐增大，则在该过程中（　　） A．电容器电容变小 B．极板所带电荷量变大 C．极板间电场强度变小 D．电容器放电 【答案】B 【详解】A．平行板电容器电容的决定式为 其中为两极板间距。材料温度升高时，其竖直方向尺度增大，下极板向上移动，导致两极板间距减小。由于、不变，减小，根据公式可知电容增大，A错误； B．电容器接外电路且电压不变，由电容的定义式 可得 因为增大，不变，所以极板所带电荷量变大，B正确； C．极板间电场强度 由于两极板间电压不变，极板间距减小，因此电场强度增大，C错误； D．因为极板所带电荷量变大，说明电容器正在充电，而非放电，D错误。 故选B。 【即练1】（24-25高二上·吉林长春·阶段检测）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发的电场中各处的场强相同。现有一平行板电容器，极板面积为S，两板间隔为d，其中充满空气（空气的介电常数取为ε）。当两极板上加电压U时，忽略边缘效应，且静电力常量为k，两极板间的相互作用力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】平行板电容器的电容定义式和决定式分别为 平行板电容器两板间的电场强度大小为 所以单个平行板产生的电场强度大小为 两极板间的相互作用力大小为 联立可得 故选A。 【即练2】平行板电容器带电量为Q，两板间的电场强度大小为E，若平行板的带电量变为，要使两板间的电场强度仍为E，可采取的措施是（　　） A．仅将两板间的距离加倍 B．仅将两板间的距离减半 C．仅将两板的正对面积加倍 D．仅将两板的正对面积减半 【答案】D 【详解】根据 解得 当电量减半时，要使两板间的电场强度仍为E，可将两板的正对面积减半,与两板间的距离无关。 故选D。 角度2：平行板电容器中的某点的电势 【典例3】（24-25高二下·河南周口·期末）电容器充放电的电路图如图1所示，已知电容为C的电容器的最大带电量为q，两平行板的间距为d，电容器储存电能的表达式为。画出电容器的电压与带电量之间的关系图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A．两极板间的电场强度最大为 B．图2的斜率为C C．对图2，图线与横轴所围成的面积等于电容器所储存电能的一半 D．电容器所储存的最大电能为 【答案】D 【详解】A．由电容的定义式 可得 两极板间最大的电场强度为 故A错误； B．由上可知图2的斜率 故B错误； D．电容器所储存的最大电能为 故D正确； C．对图2，图线与横轴所围成的面积为 即等于储存的电能 故C错误。 故选D。 【探究归纳】解决这类结合电容器电能储存的问题，首先要明确U-q图像的物理意义，图像的斜率为电容的倒数，而图像与横轴围成的面积对应，恰好就是电容器储存的电能，同时结合电容的定义式、电场强度与电压的关系推导物理量大小，就能准确得到结果。 【即练1】（2024·吉林长春·模拟预测）如图所示，平行板电容器的电容为，正极板带电量为，负极板接地，两极板间距离为，今在距两极板间离负极板处放一正点电荷。已知静电力常数为，下列说法正确的是（    ） A．由于负极板接地所以负极板带电荷量为零 B．所在处的电势是 C．点电荷所受电场力的大小为 D．点电荷所受电场力的大小为 【答案】B 【详解】A．负极板带电荷量为。故A错误； C．带电金属板不能看作点电荷，故不能根据库仑定律求解q所受的电场力。故C错误； D．电容器两板电势差 两板间电场强度，则q所受电场力的大小为，故D错误； B．所在处的电势是，故B正确。 故选B。 【即练2】如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，A、B是两极板之间的两个位置。下列说法正确的是（　　） A．电场强度 B．电势 C．同一负点电荷在两位置所受电场力 D．正点电荷从A移到B的过程中电势能增大 【答案】B 【详解】AC．平行板电容器之间的电场为匀强电场，所以电场强度 可知同一负点电荷在两位置所受电场力，故AC错误； B．平行板电容器之间的电场线由正极板指向负极板，根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，所以电势， 故B正确； D．正点电荷从A移到B的过程中，电场力做正功，电荷电势能减小，故D错误。 故选B。 知识点03 平行板电容器的两类动态问题 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验： （1）如图所示，保持Q和d不变，增大（或减小）两极板的正对面积S，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 （2）如图所示，保持Q和S不变，增大（或减小）两极板间的距离d，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 （3）如图所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 提示：（1）S增大，C增大，U减小。（2）d增大，C减小，U增大。（3）插入电介质，C增大，U减小。 1．两类情况 （1）平行板电容器两极板始终与电源两极相连（此时板间电压U保持不变）。 （2）电容器充电后与电源断开（此时电荷量Q保持不变）。 2．分析思路 角度1：电容器的动态分析（U不变） 【典例4】如图所示，平行板电容器带等量异种电荷，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于平衡状态。现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A．电容器的电容减小 B．带电油滴带正电荷 C．带电油滴仍将静止 D．P点的电势将升高 【答案】C 【详解】A．上极板下移时，则d减小，由 可知C增大，A错误； B．由带电油滴原来处于平衡状态可知电场力方向竖直向上，根据电场强度方向向下，则油滴带负电，B错误； C．平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板带电量不变，根据 可知板间场强不变，油滴所受的电场力不变，则油滴仍静止，C正确； D．场强E不变，而P点与下极板间的距离不变，则由公式 析可知，P点与下极板间电势差将不变，则P点的电势不变，D错误； 故选C。 【探究归纳】解决平行板电容器带电量不变的动态分析问题时，首先要抓住电容C、极板间距d、正对面积S的决定关系，再结合电场强度推导可得E与d无关的结论，再根据U=Ed分析电势差变化，进一步分析电势、电势能以及带电粒子的受力运动变化，就能快速理清物理过程，得到正确结论。 【即练1】如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则说法不正确的（　　） A．平行板电容器的电容值将变小 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将减少 D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 【答案】B 【详解】A．根据知，将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，增大，则电容减小，故A正确。 B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变。故B错误。 C．电势差不变，增大，则电场强度减小，点与上极板的电势差减小，则点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小。故C正确。 D．电容器与电源断开，则电荷量不变，改变，根据 知电场强度不变，则油滴所受电场力不变。故D正确。 本题选错误的，故选B。 【点睛】电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器的变化判断电容的变化以及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化．本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变． 【即练2】（25-26高二上·广东清远·期末）电容式话筒的原理图如图所示，为电源，为定值电阻，薄片和为两金属板，人对着说话，振动而不动，在、间距离增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容变大 B．薄片上带电量变大 C．通过电阻的电流由到 D．两板间的电场强度增大 【答案】C 【详解】A．在、间距离增大的过程中，根据，可知电容器的电容变小，A错误； B．根据Q=CU可知，两薄片间的电压不变，则薄片上带电量变小，B错误； C．电容器放电，可知通过电阻的电流由到，C正确；     D．根据可知，两板间的电场强度减小，D错误。 故选C。 角度2：电容器的动态分析（Q不变） 【典例5】（25-26高二上·江西赣州·期末）如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则下列说法不正确的是（　　） A．若S闭合，该油滴将向下运动 B．若S闭合，P点的电势减小 C．若S断开，该油滴保持静止 D．若S断开，P点的电势不变 【答案】B 【详解】AB．若开关S闭合，电容器两端电压不变，根据，将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则板间场强减小，油滴受到向上的电场力减小，油滴将向下运动；由于上极板接地，上极板电势为零，上极板到P点电势差为 由于变小，不变，则减小，根据 可知P点的电势增加，故A正确，B错误； CD．若开关S断开，电容器所带电荷量不变，根据 可知板间场强不变，油滴受力保持不变，则油滴保持静止；根据 可知不变，则P点的电势保持不变，故CD正确。 此题选择不正确的，故选B。 【探究归纳】平行板电容器的动态分析问题，要分两种情况讨论：一种是电容器保持与电源相连，这种情况下电容器两端的电势差保持不变，我们可以结合电容的决定式、定义式来分析电容、电荷量、场强的变化；另一种是电容器充电后与电源断开，这种情况下电容器所带的电荷量保持不变，我们可以推导出场强与极板间距无关的结论，再进一步分析电势、粒子受力等变化，按照这个分类思路梳理，就能避免混淆，快速解决问题。 【即练1】（25-26高二上·河南濮阳·期末）如图所示，一带正电液滴静止在水平放置的带电平行板电容器中间，下列说法正确的是（　　） A．上板带正电 B．将下板平行下移少许，液滴向下运动 C．将上板平行下移少许，液滴向下运动 D．将下板水平右移少许，液滴向上运动 【答案】D 【详解】A．由于带正电液滴静止在平行板电容器中间，根据平衡条件可知液滴受到的电场力竖直向上，因此电容器的上极板带负电，故A错误； BC．根据电容 ， 结合电场强度 解得 可见，两极板间的电场强度与两极板间的距离d无关，因此将两极板上下移动，液滴受力依然平衡，即液滴依然处于静止状态，故BC错误； D．根据上述分析可知，两极板间的电场强度 当将下板水平右移少许，两极板的正对面积S减小，因此两极板间的电场强度E增大，液滴受到的电场力增大，液滴向上运动，故D正确。 故选D。 【即练2】（25-26高二上·山东临沂·期末）如图所示，两块较大的金属板相距为，平行放置并与一电源相连，B板接地，两板间有一点。电容器充电后断开开关，将B板向下平移一小段距离，以下说法正确的是（　　） A．电容器的电容变大 B．P点处电场强度变大 C．P点处电势升高 D．A、B两板间的电势差不变 【答案】C 【详解】AD．当断开开关后，电容器所带的电荷量不变。将B板向下平移一小段距离，A、B两板间的距离增大，则根据电容器电容的决定式可知，电容器的电容减小；再根据电容器电容的定义式可知，由于不变，电容减小，所以A、B两板间的电势差增大，故AD错误； B．根据电容器电容的定义式 以及电容器电容的决定式 联立可得A、B两板间的电势差为 所以A、B两板间的电场强度为 当断开开关后，电容器所带电荷量不变，又因为A、B两板间的正对面积不变，所以A、B两板间的电场强度不变，因此P点处电场强度不变，故B错误； C．根据电势差与场强的关系式有 由于A、B两板间的电场强度不变，而将B板向下平移一小段距离时，增大，所以增大。又因为 所以P点处的电势升高，故C正确。 故选C。 一、单选题 1．（25-26高二上·江西上饶·阶段检测）关于电容器的电容，下列说法正确的是（    ） A．电容器的电容跟它两极所加电压成反比 B．电容器的电容只由它本身特性决定 C．电容器如果没有电压，就没有充电荷量，也就没有电容 D．电容器所带电荷量越多，其电容一定越大 【答案】B 【详解】AD．电容是描述电容器容纳电荷本领的固有属性，采用比值定义法写为，该式仅为计算式，电容实际大小仅由电容器本身结构决定，与所带电荷量、两极板电压均无关。故AD错误； B．电容大小仅由电容器本身的结构特性决定，与外界电压、带电量无关，故B正确； C．电容是固有属性，即使电容器未加电压、不带电荷，电容依然存在，故C错误； 故选B。 2．（25-26高二上·福建三明·期末）莱顿瓶可视为早期的平行板电容器，其结构如图所示，玻璃容器内外包裹导电金属箔，金属棒的一端接有金属球，另一端通过金属链与内侧金属箔连接。则莱顿瓶（　　） A．带电量越大，电容越大 B．电容大小与瓶壁的厚度有关 C．金属箔间的电压越大，电容越小 D．只将瓶体换成等厚度的塑料瓶，其电容一定不变 【答案】B 【详解】AC．电容器的电容由电容器本身决定，与带电量和金属箔间的电压无关，故AC错误； BD．由可知，电容大小与瓶壁的厚度有关；只将瓶体换成等厚度的塑料瓶，仅发生变化，其电容发生变化，故B正确，D错误。 故选B。 3．（25-26高二上·广西百色·期末）计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器，当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出与该键相关信号，当按下键时，电容器的（　　） A．电容变小 B．极板的电量变大 C．极板间的电压变小 D．极板间的场强不变 【答案】B 【详解】A．设按下键前可变电容器的电容为，极板间的距离为，则可变电容器的电容为 按下某个键时，极板间的距离为变小，电容变大，故A错误； BC．电容器连接电源不断电，极板间的电压为保持不变，电容变大，根据可知，极板的电量变大，B正确，C错误； D．极板间的电压为不变，极板间的距离为变小，根据可知，极板间的场强变大，故D错误。 故选B。 4．（25-26高二上·天津河东·期中）如图所示，P、Q为一平行板电容器的两个极板，其中板接地，下列说法正确的是（　　） A．适当上移极板，电容器电容增大 B．保持开关闭合，适当左移极板，电容器电量增大 C．若断开开关，再适当上移极板，板间场强减小 D．若断开开关，再适当左移极板，板电势升高 【答案】D 【详解】平行板电容器电容的决定式（式①） 平行板电容器电容的定义式（式②） 板间场强（式③） 联立式①②③得（式④） A．适当上移极板，两极板间的距离增加，根据式①，电容器电容减小，故A错误； B．适当左移极板，两极板的正对面积减小，根据式①，电容器电容减小。保持开关闭合，两极板之间的电势差等于电源输出电压，即保持不变。根据式②，电容器电量减小，故B错误； C．适当上移极板，两极板间的距离增加。断开开关，电容器电量不变。根据式④，板间场强不变，故C错误； D．适当左移极板，两极板的正对面积减小，根据式①，电容器电容减小。断开开关，电容器电量不变。根据式②，两极板之间的电势差增大。由于板接地，板电势不变。 根据电势差公式得 所以板电势升高，故D正确。 故选D。 5．（25-26高二上·河北衡水·阶段检测）传感器广泛应用在我们的生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。如图乙，在按键的过程中，下列说法正确的是（　　） A．计算机键盘使用的是光传感器 B．电容器的电容和电荷量Q均减小 C．图甲中电流从N流向M D．电容器极板间的电场强度变小 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，计算机键盘使用的是电容传感器，故A错误； BC．在按键的过程中，电容器两板间距d减小，由可知，电容器的电容C增大；电容器板间电压U一定，根据可知，可知电容器的电量Q增加；电容器充电，则图甲中电流从N流向M，故B错误，C正确； D．根据，由于电容器两板间距d减小，电容器板间电压U一定，可知电容器极板间的电场强度变大，故D错误。 故选C。 6．（25-26高二上·广东揭阳·期末）如图所示，一平行板电容器两极板水平正对，上极板M固定，下极板N放在一个绝缘的温度敏感材料上，温度敏感材料会因为温度的变化而出现明显的热胀冷缩。给电容器充电后，N板带有负电，一带电微粒恰好静止在两极板间的P点。现切断电源，并使环境温度降低，则下列说法正确的是（　　） A．带电微粒带正电 B．带电微粒仍然静止 C．电容器的电容增大 D．两极板间电压减小 【答案】B 【详解】A．N板带有负电，带电微粒受到向上的电场力，可知微粒带负电，A错误； B．使环境温度降低，温度敏感材料收缩，则MN两极板间距增加，根据 可得，极板带电量Q不变，则两极板间场强不变，则带电微粒仍然静止，B正确； CD．根据可知，电容器的电容C减小，根据可知，因Q一定，可知两极板间电压增大，CD错误。 故选B。 7．（25-26高二上·上海·课前预习）平行板电容器利用电场储能实现电荷调控，其电容由极板面积等几何参数共同决定。如图的电路中，是两金属板构成的平行板电容器，B板接地。先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点与A板的距离不变。则下列说法错误的是（　　） A．电容器的电容变小 B．电容器内部电场强度大小变大 C．两板之间电压变大 D．点电势升高 【答案】B 【详解】A．根据 将B板向下平移一小段距离，则增大，可知电容器的电容变小，故A正确； BC．根据，， 解得， 由于电量不变，电容器内部电场强度不变，两板之间电压变大，B错误， C正确； D．板接地，即，场强不变，板接电源正极，因此，则有 可知，变大，则增大，点电势升高，故D正确。 本题选错误的，故选B。 二、多选题 8．（25-26高二上·天津·期末）如图所示，平行板电容器与电压为U的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将上极板向上移动一小段距离，下列说法正确的是（　　） A．油滴带正电荷 B．电容器的电容变大 C．油滴向下移动 D．P点电势降低 【答案】CD 【详解】A．由图可知电容器两极板间电场强度的方向竖直向下，因带电油滴处于受力平衡状态，故其受到向上的电场力的作用，油滴带负电荷，故A错误； B．电容器的上极板向上移动一小段距离，根据平行板电容器的决定式可知电容器的电容减小，故B错误； C．因电容器与电源属于串联关系，故两极板间的电压U不变，由可知上极板向上移动一小段距离，两极板间的电场强度E减小，油滴受到的向上的电场力减小，油滴向下移动，故C正确； D．因下极板接地，电势为0，设P点与下极板的距离为，上极板向上移动导致E减小，不变，分析P点电势可知P点电势降低，故D正确。 故选CD。 9．（25-26高二上·贵州毕节·期末）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．若将S闭合，将B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a→b的电流 B．若将S闭合，将B板向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有方向为b→a的电流 C．若将S断开，将A板向下平移一小段位移，则油滴保持静止 D．若将S断开，将A板向左平移一小段位移，则油滴向上加速运动 【答案】CD 【详解】A．开始时，重力和电场力平衡，故 将B板向下移，由可知E变小，故油滴应向下加速运动；根据， 解得 因电压U不变，随着间距d变大，故电容器电量减小将放电，故G中有b→a的电流，故A错误； B．若将B板向左平移一小段位移，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b→a的电流，故B错误； C．若将S断开，Q不变，根据，， 解得 将A板向下平移一小段位移，电场强度不变，油滴仍静止，故C正确； 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，故油滴应向上加速运动，故D正确。 故选CD。 10．（25-26高二上·安徽·期末）如图所示，A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板，B极板接地；电容器与理想二极管串联后，接在电动势恒定的电源两端。闭合开关S后，一带电液滴静止在两极板间的P点。保持开关S闭合，改变极板位置，下列说法正确的是（　　） A．A极板稍上移，P点电势降低 B．A极板稍下移，液滴向上运动 C．B极板稍上移，P点电势降低 D．B极板稍下移，液滴向下运动 【答案】BC 【详解】AD．A极板稍上移、B极板稍下移，极板间距离增大，电容减小，假设二极管通路，电容器放电，二极管中电流向右，二极管断路，电容器极板所带电荷量不变，板间距离变化，板间场强不变，P点电势不变，液滴静止，故AD错误； B．A极板稍下移、B极板稍上移，极板间距离减小，电容增大，电容器充电，二极管通路，电容器两极板间电压不变，板间距离减小，根据 可知板间场强增大，液滴向上运动，故B正确； C．B板上移，E增大，则有 因不变，UAP增大，所以降低，故C正确。 故选BC。 三、实验题 11．（25-26高二上·山西朔州·期末）图1为“观察电容器的充放电过程”实验电路图，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是___________（填“充电”或“放电”）过程，流过电阻R的电流方向___________（填“向上”或“向下”），此过程得到的I-t图像如图2所示。 (2)若，电源和电流传感器内阻均为，则加在电容器两极板的最大电压约为_____V（结果保留2位有效数字）。 (3)由图2可得电容器充满电时所带电荷量约为________C，该电容器的电容约为______F。（结果均保留2位有效数字） 【答案】(1) 放电 向上 (2)1.3 (3) 3.1×10-3/2.9×10-3/3.0×10-3/3.2×10-3/3.3×10-3 2.4×10-3/2.2×10-3/2.3×10-3/2.5×10-3/2.6×10-3 【详解】（1）（1）[1][2]电容器断开电源接外电阻为放电过程，为正极板，电流从正极板流出，所以流经的电流向上； （2）（2）[3]开始时加在电容器两极板的电压最大，由图2可知，开始时 加在电容器两极板的最大电压； （3）（3）[4][5]图像面积表示电荷量，由图2可知，图像与坐标轴围成的格子数约为39格，故电容器电荷量为 电容器电容 四、解答题 12．（25-26高二上·四川遂宁·期中）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U=80V的恒压电源上，两极板间距为d=4cm，电容器带电荷量为Q=8×10-8C，A板接地（电势为零）。求： (1)平行板电容器的电容和两板之间的电场强度； (2)距A板为1cm的C点处的电势； (3)若将电容器与电源断开后，将B板向下移动3cm，求此时两板间的电势差。 【答案】(1)1×10-9F，2000V/m (2)-20V (3)140V 【详解】（1）由电容器的定义式得 两极板间为匀强电场，场强大小为 （2）由题可知，A、C间距为 则A、C间的电势差为 又因为， 解得 （3）根据公式 可得 将电容器与电源断开后，将B板向下移动3cm时，板间电场强度不变，则AB间电势差为 13．（25-26高二上·四川成都·期中）如图所示，平行金属板电容器的电容，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强，极板间距离为，电场中c点到A板、d点到B板的距离均为，B板接地。求： (1)A板的电势； (2)A板所带电荷量； (3)将电荷量的带负电点电荷从d移到c，电势能变化了多少。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）BA间的电势差为 B板接地，则有 可得 （2）则A极板所带电荷量为 （3）d、c之间的竖直距离为 d、c两点间的电势差为 将电荷量的负点电荷从d移到c，静电力所做的功为 可知电势能变化了 14．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U=80V的恒压电源上，两极板间距为d=4cm，电容器带电荷量为Q=8×10-8C，A板接地（电势为零）。求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两板之间的电场强度； (3)距A板为1cm的C点处的电势； (4)若将电容器与电源断开后，将B板向下移动3cm，求此时两板间的电势差； (5)在（4）的情况下，求B板的电势。 【答案】(1) (2) (3)-20V (4)140V (5)-140V 【详解】（1）由电容器的定义式得 （2）两极板间为匀强电场，场强大小为 （3）由题可知，A、C间距为，则A、C间的电势差为 又因为，且 解得 （4）根据公式 可得 将电容器与电源断开后，将B板向下移动3cm时，板间电场强度不变。则AB间电势差为 （5）根据 可得 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第08讲 电容器的电容 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 电容器、充放电、电容定义式 平行板电容器、电容决定式 电容动态分析、电容单位 1. 掌握电容器结构，清楚充电、放电过程电荷与电压变化； 2. 理解电容物理意义，会用计算，熟记电容单位； 3. 掌握平行板电容器决定式，分析极板间距、正对面积、电介质对电容的影响； 4. 区分定义式与决定式，熟练处理电容器两类动态变化题型。 学习重点：电容定义、平行板电容器决定式、动态变化分析。 学习难点：保持电压不变和电荷量不变两种场景下电容、场强、电荷量的变化判断。 情｜境｜启｜思 相机闪光灯瞬间释放强光、电路板上方形元件都用到电容器。电容器如何储存电荷？改变极板大小、极板间距，储存电荷的能力会变化吗？电容器带电量越多，代表它容纳电荷的本领越大吗？ 概｜念｜构｜建 一、电容器 1．电容器：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。 2．平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质－电介质（空气也是一种电介质），就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 3．电容器的充、放电现象 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。如图所示。 电容器的充、放电 （1）充电：把开关S接1，电源给电容器充电，电容器两极所带电荷量逐渐增大，电流表示数减小，电压表示数增大，当电流表示数为0，电压表示数不变时，电容器充电结束。 （2）放电：把开关S接2，电容器对电阻R放电，电流表示数减小，电压表示数减小，当电流表示数为0，电压表示数为0时放电结束。 （3）电容器充、放电过程中能量的变化 ①充电过程：电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电过程：电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 二、电容 1．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比。 2．定义式：C＝。 3．物理意义：表征电容器储存电荷本领的特性。 4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉（F），另外还有微法（μF）和皮法（pF），1 μF＝10－6 F，1 pF＝10－12 F。 5．电容器的额定电压和击穿电压 （1）额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。 （2）击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。 6．平行板电容器 （1）电容的决定因素：电容C与两极板间的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 （2）电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数。当两极板间是真空时，C＝，式中k为静电力常量。 三、常用电容器 1．固定电容器 （1）定义：电容固定不变的电容器。 （2）分类：聚苯乙烯电容器和电解电容器。 2．可变电容器：由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片，可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。 深｜研｜精｜炼 知识点01 电容器充、放电问题 二极管是一种半导体元件，具有单向导电性，用D表示，其电路符号为“”（该符号左端为正极，右端为负极）。发光二极管是二极管的一种。当发光二极管接正向电压（发光二极管的正、负极分别与电源正、负极相接）时，二极管导通并发光；接反向电压时，二极管的电阻很大，不会发光。按右图所示连接电路，将开关分别拨到位置“1”和“2”时，哪个二极管会发光？ 实验电路图 提示：开关拨到位置“1”时，电源给电容器充电，此时二极管D2导通并发光；开关拨到位置“2”时，电容器放电，此时二极管D1导通并发光。 1．充电过程 电路如图所示。 特点： （1）有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。 （2）电容器所带电荷量增加。 （3）电容器两极板间电压升高。 （4）电容器两极板间电场强度增加。 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。 2．放电过程 电路如图所示。 特点： （1）有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小。 （2）电容器所带电荷量减少。 （3）电容器两极板间电压降低。 （4）电容器两极板间电场强度减弱。 当电容器放电结束后，电路中无电流。电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。 【典例1】（25-26高二上·辽宁·期末）一平行板电容器充、放电的电路如图所示，当开关掷于1后，下列说法正确的是（　　） A．电路中瞬间产生恒定电流 B．电容器上极板带负电、下极板带正电 C．电路稳定后，开关S由1转向2的瞬间，流过电阻的电流方向由右向左 D．电路稳定后，开关S由1转向2的瞬间，流过电阻的电流方向由左向右 【探究归纳】解决电容器充放电问题，要抓住两个关键要点：一是充电过程中，电流会从初始最大值逐渐减小到零，最终电路稳定后电容器相当于断路；二是判断充放电电流方向时，要先明确电容器两极板的带电性质，放电时电流从正极板流出，沿外电路流向负极板，据此就能准确判断流过电阻的电流方向，避免混淆方向。 【即练1】（25-26高二上·江苏盐城·学业考试模拟）“观察电容器的充、放电现象”实验电路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．充电过程，电容器上极板带负电 B．充电过程，电容器带电量在增加 C．放电过程，电容器的电容逐渐变小 D．放电过程，通过电阻R中电流方向向左 【即练2】（25-26高二上·北京·阶段检测）某实验小组把电源、电阻、电流表、电压表以及单刀双掷开关按图所示电路组装来观察该电容器的充放电现象。关于电源和电流表的选取，下列说法正确的是（　　） A．应选用交流电源和零刻度线在左侧的电流表 B．应选用交流电源和零刻度线在中间的电流表 C．应选用直流电源和零刻度线在左侧的电流表 D．应选用直流电源和零刻度线在中间的电流表 知识点02 对电容的理解 当电容器的电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？ 提示：增大、不变。 1．两公式C＝与C＝的比较 公式 C＝ C＝ 公式特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但＝C不变，反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素 联系 电容器容纳电荷的本领由来量度，由本身的结构（如平行板电容器的εr、S、d等因素）来决定 2.通过Q­U图像来理解C＝。如图所示，在Q­U图像中，电容是一条过原点的直线的斜率，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，可以看出，电容器电容也可以表示为C＝，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加（或减小）1 V所需增加（或减少）的电荷量。 角度1：平板电容器中的电场强度 【典例2】（25-26高二上·重庆·阶段检测）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。用加热器使被测材料温度升高的过程中，被测材料竖直方向尺度逐渐增大，则在该过程中（　　） A．电容器电容变小 B．极板所带电荷量变大 C．极板间电场强度变小 D．电容器放电 【即练1】（24-25高二上·吉林长春·阶段检测）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发的电场中各处的场强相同。现有一平行板电容器，极板面积为S，两板间隔为d，其中充满空气（空气的介电常数取为ε）。当两极板上加电压U时，忽略边缘效应，且静电力常量为k，两极板间的相互作用力大小为（　　） A． B． C． D． 【即练2】平行板电容器带电量为Q，两板间的电场强度大小为E，若平行板的带电量变为，要使两板间的电场强度仍为E，可采取的措施是（　　） A．仅将两板间的距离加倍 B．仅将两板间的距离减半 C．仅将两板的正对面积加倍 D．仅将两板的正对面积减半 角度2：平行板电容器中的某点的电势 【典例3】（24-25高二下·河南周口·期末）电容器充放电的电路图如图1所示，已知电容为C的电容器的最大带电量为q，两平行板的间距为d，电容器储存电能的表达式为。画出电容器的电压与带电量之间的关系图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A．两极板间的电场强度最大为 B．图2的斜率为C C．对图2，图线与横轴所围成的面积等于电容器所储存电能的一半 D．电容器所储存的最大电能为 【探究归纳】解决这类结合电容器电能储存的问题，首先要明确U-q图像的物理意义，图像的斜率为电容的倒数，而图像与横轴围成的面积对应，恰好就是电容器储存的电能，同时结合电容的定义式、电场强度与电压的关系推导物理量大小，就能准确得到结果。 【即练1】（2024·吉林长春·模拟预测）如图所示，平行板电容器的电容为，正极板带电量为，负极板接地，两极板间距离为，今在距两极板间离负极板处放一正点电荷。已知静电力常数为，下列说法正确的是（    ） A．由于负极板接地所以负极板带电荷量为零 B．所在处的电势是 C．点电荷所受电场力的大小为 D．点电荷所受电场力的大小为 【即练2】如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，A、B是两极板之间的两个位置。下列说法正确的是（　　） A．电场强度 B．电势 C．同一负点电荷在两位置所受电场力 D．正点电荷从A移到B的过程中电势能增大 知识点03 平行板电容器的两类动态问题 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验： （1）如图所示，保持Q和d不变，增大（或减小）两极板的正对面积S，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 （2）如图所示，保持Q和S不变，增大（或减小）两极板间的距离d，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 （3）如图所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 提示：（1）S增大，C增大，U减小。（2）d增大，C减小，U增大。（3）插入电介质，C增大，U减小。 1．两类情况 （1）平行板电容器两极板始终与电源两极相连（此时板间电压U保持不变）。 （2）电容器充电后与电源断开（此时电荷量Q保持不变）。 2．分析思路 角度1：电容器的动态分析（U不变） 【典例4】如图所示，平行板电容器带等量异种电荷，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于平衡状态。现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则（　　） A．电容器的电容减小 B．带电油滴带正电荷 C．带电油滴仍将静止 D．P点的电势将升高 【探究归纳】解决平行板电容器带电量不变的动态分析问题时，首先要抓住电容C、极板间距d、正对面积S的决定关系，再结合电场强度推导可得E与d无关的结论，再根据U=Ed分析电势差变化，进一步分析电势、电势能以及带电粒子的受力运动变化，就能快速理清物理过程，得到正确结论。 【即练1】如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则说法不正确的（　　） A．平行板电容器的电容值将变小 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将减少 D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 【即练2】（25-26高二上·广东清远·期末）电容式话筒的原理图如图所示，为电源，为定值电阻，薄片和为两金属板，人对着说话，振动而不动，在、间距离增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容变大 B．薄片上带电量变大 C．通过电阻的电流由到 D．两板间的电场强度增大 角度2：电容器的动态分析（Q不变） 【典例5】（25-26高二上·江西赣州·期末）如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则下列说法不正确的是（　　） A．若S闭合，该油滴将向下运动 B．若S闭合，P点的电势减小 C．若S断开，该油滴保持静止 D．若S断开，P点的电势不变 【探究归纳】平行板电容器的动态分析问题，要分两种情况讨论：一种是电容器保持与电源相连，这种情况下电容器两端的电势差保持不变，我们可以结合电容的决定式、定义式来分析电容、电荷量、场强的变化；另一种是电容器充电后与电源断开，这种情况下电容器所带的电荷量保持不变，我们可以推导出场强与极板间距无关的结论，再进一步分析电势、粒子受力等变化，按照这个分类思路梳理，就能避免混淆，快速解决问题。 【即练1】（25-26高二上·河南濮阳·期末）如图所示，一带正电液滴静止在水平放置的带电平行板电容器中间，下列说法正确的是（　　） A．上板带正电 B．将下板平行下移少许，液滴向下运动 C．将上板平行下移少许，液滴向下运动 D．将下板水平右移少许，液滴向上运动 【即练2】（25-26高二上·山东临沂·期末）如图所示，两块较大的金属板相距为，平行放置并与一电源相连，B板接地，两板间有一点。电容器充电后断开开关，将B板向下平移一小段距离，以下说法正确的是（　　） A．电容器的电容变大 B．P点处电场强度变大 C．P点处电势升高 D．A、B两板间的电势差不变 一、单选题 1．（25-26高二上·江西上饶·阶段检测）关于电容器的电容，下列说法正确的是（    ） A．电容器的电容跟它两极所加电压成反比 B．电容器的电容只由它本身特性决定 C．电容器如果没有电压，就没有充电荷量，也就没有电容 D．电容器所带电荷量越多，其电容一定越大 2．（25-26高二上·福建三明·期末）莱顿瓶可视为早期的平行板电容器，其结构如图所示，玻璃容器内外包裹导电金属箔，金属棒的一端接有金属球，另一端通过金属链与内侧金属箔连接。则莱顿瓶（　　） A．带电量越大，电容越大 B．电容大小与瓶壁的厚度有关 C．金属箔间的电压越大，电容越小 D．只将瓶体换成等厚度的塑料瓶，其电容一定不变 3．（25-26高二上·广西百色·期末）计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器，当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出与该键相关信号，当按下键时，电容器的（　　） A．电容变小 B．极板的电量变大 C．极板间的电压变小 D．极板间的场强不变 4．（25-26高二上·天津河东·期中）如图所示，P、Q为一平行板电容器的两个极板，其中板接地，下列说法正确的是（　　） A．适当上移极板，电容器电容增大 B．保持开关闭合，适当左移极板，电容器电量增大 C．若断开开关，再适当上移极板，板间场强减小 D．若断开开关，再适当左移极板，板电势升高 5．（25-26高二上·河北衡水·阶段检测）传感器广泛应用在我们的生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。如图乙，在按键的过程中，下列说法正确的是（　　） A．计算机键盘使用的是光传感器 B．电容器的电容和电荷量Q均减小 C．图甲中电流从N流向M D．电容器极板间的电场强度变小 6．（25-26高二上·广东揭阳·期末）如图所示，一平行板电容器两极板水平正对，上极板M固定，下极板N放在一个绝缘的温度敏感材料上，温度敏感材料会因为温度的变化而出现明显的热胀冷缩。给电容器充电后，N板带有负电，一带电微粒恰好静止在两极板间的P点。现切断电源，并使环境温度降低，则下列说法正确的是（　　） A．带电微粒带正电 B．带电微粒仍然静止 C．电容器的电容增大 D．两极板间电压减小 7．（25-26高二上·上海·课前预习）平行板电容器利用电场储能实现电荷调控，其电容由极板面积等几何参数共同决定。如图的电路中，是两金属板构成的平行板电容器，B板接地。先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点与A板的距离不变。则下列说法错误的是（　　） A．电容器的电容变小 B．电容器内部电场强度大小变大 C．两板之间电压变大 D．点电势升高 二、多选题 8．（25-26高二上·天津·期末）如图所示，平行板电容器与电压为U的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将上极板向上移动一小段距离，下列说法正确的是（　　） A．油滴带正电荷 B．电容器的电容变大 C．油滴向下移动 D．P点电势降低 9．（25-26高二上·贵州毕节·期末）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．若将S闭合，将B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a→b的电流 B．若将S闭合，将B板向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有方向为b→a的电流 C．若将S断开，将A板向下平移一小段位移，则油滴保持静止 D．若将S断开，将A板向左平移一小段位移，则油滴向上加速运动 10．（25-26高二上·安徽·期末）如图所示，A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板，B极板接地；电容器与理想二极管串联后，接在电动势恒定的电源两端。闭合开关S后，一带电液滴静止在两极板间的P点。保持开关S闭合，改变极板位置，下列说法正确的是（　　） A．A极板稍上移，P点电势降低 B．A极板稍下移，液滴向上运动 C．B极板稍上移，P点电势降低 D．B极板稍下移，液滴向下运动 三、实验题 11．（25-26高二上·山西朔州·期末）图1为“观察电容器的充放电过程”实验电路图，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是___________（填“充电”或“放电”）过程，流过电阻R的电流方向___________（填“向上”或“向下”），此过程得到的I-t图像如图2所示。 (2)若，电源和电流传感器内阻均为，则加在电容器两极板的最大电压约为_____V（结果保留2位有效数字）。 (3)由图2可得电容器充满电时所带电荷量约为________C，该电容器的电容约为______F。（结果均保留2位有效数字） 四、解答题 12．（25-26高二上·四川遂宁·期中）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U=80V的恒压电源上，两极板间距为d=4cm，电容器带电荷量为Q=8×10-8C，A板接地（电势为零）。求： (1)平行板电容器的电容和两板之间的电场强度； (2)距A板为1cm的C点处的电势； (3)若将电容器与电源断开后，将B板向下移动3cm，求此时两板间的电势差。 13．（25-26高二上·四川成都·期中）如图所示，平行金属板电容器的电容，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强，极板间距离为，电场中c点到A板、d点到B板的距离均为，B板接地。求： (1)A板的电势； (2)A板所带电荷量； (3)将电荷量的带负电点电荷从d移到c，电势能变化了多少。 14．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为U=80V的恒压电源上，两极板间距为d=4cm，电容器带电荷量为Q=8×10-8C，A板接地（电势为零）。求： (1)平行板电容器的电容； (2)平行板电容器两板之间的电场强度； (3)距A板为1cm的C点处的电势； (4)若将电容器与电源断开后，将B板向下移动3cm，求此时两板间的电势差； (5)在（4）的情况下，求B板的电势。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $