2.5 科学探究：电容器 同步作业 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 高中物理“电容器”同步练以“基础认知-概念应用-综合拓展”分层，覆盖充放电现象、电容计算及实际应用，强化物理观念与科学思维的渐进培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|充放电现象判断（1-2题）|以开关状态分析（如第1题）考查现象辨析，夯实物质与能量观念| |概念应用|电容公式及动态分析（3-9题）|结合极板移动、电介质插入（如第4题），训练科学推理与模型建构| |综合拓展|实际应用与计算（10-13题）|联系传感器（第11题）、除颤器（第13题），体现科学态度与社会责任，衔接新授课综合目标|

第5节 科学探究：电容器 同步作业 一、选择题 考点一 观察电容器的充、放电现象 1．如图所示的实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　　) A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电 D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电 2．(多选)关于电容器的充、放电，下列说法中正确的是(　　) A．充、放电过程中外电路有瞬间电流 B．充、放电过程中外电路有恒定电流 C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减少 考点二 电容器的电容 3．一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4 C，则其电压减少为原来的，则(　　) A．电容器原来的带电荷量为9×10－4 C B．电容器原来的带电荷量为4.5×10－4 C C．电容器原来的电压为1 V D．电容器的电容变为原来的 4．如图所示，将平行板电容器接在电池组的两极间，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．电源中将有电流从正极流出 C．尘埃仍静止 D．电流计中将有电流流过，电流方向为b→a 5.(2026·江苏南京期末)如图所示，平行板电容器与直流电源相连接，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极板非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中(　　) A.P点电势将变大 B.电容器所带的电荷量Q增大 C.电流计中的电流从N流向M D.油滴将向下加速运动 6.(2026·江苏南京期末)如图为探究平行板电容器电容决定因素的实验装置，P为两极板间的一固定点。在某次实验中，保持极板上的电荷量Q和两极板的正对面积S不变，将左极板向左平移一小段距离，则下列说法正确的是(　　) A.电容器的电容增大 B.两极板间的电场强度不变 C.静电计指针的偏角减小 D.P点的电势降低 7．(多选)下列关于电容器的叙述正确的是(　　) A．电容器是储存电荷和电能的容器 B．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器 C．电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和 D．电容器的充电过程是将其他形式的能转化为电容器的电能并储存起来 8．(多选)如图所示的各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是(　　) A　　　　 B　　　　C　　　　　D 9.(多选)两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连接的电路如图所示。接通开关S，电源给电容器充电(　　) A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B．保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大 C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D．断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大 考点三 常见电容器及其应用 10．某一标有“33 μF　45 V”的电解电容器接入如图所示的电路，下列说法正确的是(　　) A．该电容器只有在电压为45 V时，电容才是33 μF B．该电容器能容纳的最大电荷量为3.3×10－5 C C．接通电路后，电容器的电容仍是33 μF D．接通电路后，灯泡能持续发亮 11.(2026·江苏淮安期末)电容式传感器在智能家居语音控制中可将声音信号转化为电信号。如图所示，a是能在声波驱动下振动的金属膜片，b是固定不动的金属板，a、b构成一个电容器。闭合开关K，声源S发出的声波使a向右运动时(　　) A.该电容器的电容不变 B.a、b板间的电压不变 C.a、b板间的电场强度减小 D.流过电流表G的电流方向为自左向右 二、计算题:(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 12.一个平行板电容器，使它每个极板的电荷量从Q1＝30×10－6 C增加到Q2＝36×10－6 C时，两板间的电势差从U1＝10 V增加到U2，求： (1)这个电容器的电容多大？ (2)U2为多少？ (3)如要使两极板电势差从10 V降为U2′＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？ 13．当病人发生心室纤颤时，必须要用除颤器及时进行抢救，除颤器工作时的供电装置是一个C＝70 μF的电容器，它在工作时，一般是让100～300 J的电能在2 ms的时间内通过病人的心脏部位。已知充电后电容器储存的电能为 E＝CU2，则(1)除颤器工作时的电功率在什么范围？ (2)要使除颤器的电容器储存140 J的电能，充电电压需达到多大？ 参考答案： 1.答案A解析　开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。 2.答案　AD解析　电容器充、放电过程中会有电荷发生定向移动，电路产生变化的瞬间电流，电容器充、放电结束，电流消失，A正确，B错误；充电过程中电源提供的电能部分转化为电容器的电场能，C错误；放电过程中电容器中的电场能转化为其他形式的能，D正确。 3.答案B解析　由C＝得ΔQ＝C＝CU＝Q，则 Q＝ΔQ＝4.5×10－4 C，故B正确，A错误；因不知电容器的电容，所以无法得出电容器原来的电压，C错误；电容是由电容器本身构造决定的，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误 4.答案　C解析 电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE＝mg，两极板错开时，电场强度不变，故C正确；因电容减小，由Q＝CU知，电荷量Q减小，电容器放电，电流方向为a→b，A、B、D错误。 5.答案　C解析　现将平行板电容器的两极板非常缓慢地错开一些，U和d都不变，根据E=可知电容器内部匀强电场的电场强度E不变， 则P点的电势不变，A错误;根据C=、C= 得Q=，将平行板电容器的两极板非常缓慢地错开一些，S减小，电容器所带的电荷量Q减小，电容器顺时针放电，电流计中的电流从N流向M，B错误，C正确;由于电容器内部电场强度E不变，静电力不变，故油滴仍然静止不动，D错误。 6.答案　B解析　把左极板向左平移一小段距离后，极板间距d变大，由C=可知电容C变小;Q不变，由U=可知电压U变大，则静电计指针偏转角变大，故A、C错误;极板间的电场强度E====，与d无关，电场强度不变，故B正确;左侧极板接地，即左侧极板的电势为零，有UP左=φP-φ左=EdP左，则φP=φ左+EdP左=EdP左，P点到左极板的距离增加，所以P点电势升高，故D错误。 7.答案　ABD解析 电容器是任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体组成的能够储存电荷和电能的装置，与导体是否带电无关，故选项A、B正确；电容器所带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，故选项C错误；电容器的充电过程是将其他形式的能转化为电能并储存起来，故选项D正确。 8.答案　CD解析 电容器的电容是由电容器本身属性决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故选项D正确，A、B错误；而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容，故选项C正确。 9.答案　BC解析 S接通时，电容器上电压U不变，板间距离d减小，场强E＝增大，A错误。插入电介质后，由C＝可知，电容C增大，由C＝，U不变，则电荷量Q增大，B正确。断开S后，电容器所带电荷量Q不变，减小d，电容C增大，由C＝可知，电势差U减小，C正确。插入电介质，则电容C增大，板间电势差U减小，D错误。 10.答案　C解析　无论电容器是否充电，其电容都是33 μF，选项A错误，C正确；该电容器能容纳的最大电荷量Q＝CU≈1.5×10－3 C，选项B错误；电容器仅在充电时灯泡发光，充电结束后灯泡熄灭，选项D错误。 11.答案　B解析　声源S发出的声波使a向右运动时，a、b板间的距离减小，根据电容的决定式C=可知a、b构成的电容器的电容变大，故A错误;电容器与稳压电源相连，a、b间电压不变，a向右振动过程中，板间距离减小，由E=可知a、b板间的电场强度增大，故B正确，C错误;a向右振动过程中，a、b间电压不变，而电容C增大，由公式C=可知a、b板所带的电荷量变大，电容器处于充电状态，流过电流表的电流方向为自右向左，故D错误。 12.[解析]　(1)电容器的电容 C＝＝ F＝3×10－6 F＝3 μF。 (2)因为电容器的电容不变 所以U2＝＝ V＝12 V。 (3)根据电容的定义，它等于每增加(或减少)1 V电势差所需增加(或减少)的电荷量，即C＝，要求两极板间电势差降为6 V，则每个极板应减少的电荷量为 ΔQ′＝CΔU′＝3×10－6×(10－6) C＝1.2×10－5 C。 [答案]　(1)3 μF　(2)12 V　(3)1.2×10－5 C 13.[解析]　(1)根据电功率P＝知 P1＝W＝5×104W＝50 kW， P2＝W＝1.5×105W＝150 kW，即电功率的范围为50 kW～150 kW。 (2)根据电容器储存的电能为E＝CU2，知 U＝＝V＝2 000 V。 [答案]　(1)50 kW～150 kW　(2)2 000 V 学科网（北京）股份有限公司 $