9.6 电容 电容器(分层作业)物理沪科版必修第三册
2026-07-27
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摘要:
**基本信息**
高中物理“电容 电容器”同步练,采用A/B/C三层设计,以基础巩固为起点,通过情境化问题与实验探究实现能力进阶,契合新授课“概念建构-应用深化-思维拓展”教学路径。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|A组巩固过关|6个核心知识点(电容定义式、电容器、Q-I图像等)|以选择/填空题为主,聚焦物理观念形成,如通过Q-U图像辨析电容本质|
|B组能力进阶|综合应用(动态分析、充放电过程)|结合传感器实验(I-t图像),培养科学探究能力,如探究影响电容的因素|
|C组思维拔高|复杂情境(含二极管、串并联综合)|设置油滴平衡等跨知识点问题,发展科学推理与质疑创新思维|
内容正文:
9.6 电容 电容器
目 录
A组 巩固过关
知识点1:电容的概念和定义式
知识点2:电容器
知识点3:电容器的Q-I图像
知识点4:电容器的动态分析
知识点5:电容器中的电场强度和电势
知识点6:电容器的串并联问题
B组 能力进阶
C组 思维拔高
电容的概念和定义式知识点1
1.(25-26高一下·河南商丘·期末)根据电容器电容的定义式,可知( )
A.电容器不带电时,其电容并不为零
B.电容器所带的电荷量越多,它的电容就越大,与成正比
C.电容器两极之间的电压越高,它的电容就越小,与成反比
D.电容器的电容大小与电容器的带电情况有关
【答案】A
【详解】A.电容是电容器的固有属性,由极板正对面积、极板间距、极板间电介质的性质决定,与是否带电无关,因此电容器不带电时电容也不为零,故A正确;
B.是电容的定义式而非决定式,电容与电荷量无关,当增大时,极板间电压会同比例增大,保持定值,因此与不成正比,故B错误;
C.电容与极板间电压无关,当增大时,极板带电量会同比例增大,保持定值,因此与不成反比,故C错误;
D.电容大小仅由电容器本身的结构参数决定,和是否带电、带电量多少等带电情况完全无关,故D错误。
故选A。
2.(25-26高一下·北京海淀·期末)(多选)电容器充电时,有人用如下所示图像描述电荷量、电压、电容之间的相互关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】AD.对于给定的电容器,是一个常数。电荷量与电压之间满足关系式
变形有
因此图,图线应为水平直线,故A错误,D正确;
B.同上图,图线也应为水平直线,故B正确;
C.,是一个常数,与成正比,图,图线为过原点斜率为正的直线,故C正确。
故选BCD。
3.(24-25高二下·河北衡水·阶段检测)如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线像,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,对电容器来说正确的是( )
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5F
D.该电容器的电荷量变化量为0.2C
【答案】B
【详解】AB.根据电容的定义式可得
由此可知,U降低,Q减小,故为放电过程,故A错误,B正确;
C.电容器的电容为,故C错误;
D.该电容器的电荷量变化量为,故D错误。
故选B。
电容器知识点2
4.(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测)如图所示是一个常用的电容器,关于它的说法中正确的是( )
A.电容器可以储存电荷,且电荷量越多电容越大
B.50V为该电容器的击穿电压
C.加在这个电容器两端的电压为25V时,它的电容是220μF
D.这个电容器电容是220μF,即0.22F
【答案】C
【详解】A.电容器可以储存电荷,但电容只由电容器自身决定,与所带电荷量无关,故A错误;
B.50V是电容器能正常工作的最大电压,是额定电压,不是击穿电压,故B错误;
CD.由题图可知这个电容器电容是220μF,即;电容只由电容器自身决定,与所加电压无关,所以加在这个电容器两端的电压为25V时,它的电容是220μF,故C正确,D错误。
故选C。
5.(24-25高二上·四川成都·期中)在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中,为了实时监控材料的厚度,生产流水线上设置如图所示的传感器,其中、为平行板电容器的上、下两个固定极板,分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时,若负电荷从向流过灵敏电流计,则电流计指针偏向端;若负电荷从向流过灵敏电流计,则指针偏向端。某次纸张从平行极板间穿过时,发现电流计指针偏向端,下列说法正确的是( )
A.两极板间纸张厚度减小 B.两极板间纸张厚度不变
C.两极板间纸张厚度增加 D.以上三种情况都有可能
【答案】A
【详解】设两极板间距为,纸张厚度为,纸张的相对介电常数为,极板正对面积为,其中。纸张与剩余空气层可视为串联的两个电容,恒压电源两端电压不变。
A.平行板电容器的电容为
电容器所带电荷量为
指针偏向端,说明负电荷由向流动,即负电荷从极板流回电源负极,极板所带负电荷量减小,因此减小。由于不变,所以减小,等效于减小,由电容表达式可知减小,故A正确;
B.若纸张厚度不变,则电容和电荷量均不变,电路中没有瞬时电流,灵敏电流计指针不偏转,故B错误;
C.若纸张厚度增加,则电容增大,电荷量增大,极板需要得到更多负电荷,负电荷应由向流动,指针应偏向端,故C错误;
D.根据电流方向可唯一判断纸张厚度减小,并非三种情况都有可能,故D错误。
故选A。
6.(25-26高一下·宁夏吴忠·期末)如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)在实验中观察到的现象是______。(单选)
A.将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B.向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C.将左极板右移,静电计指针的张角变小
D.将左极板左移,静电计指针的张角变小
(3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡纸,一起卷成圆柱形,然后接出引线,如图乙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。为增大该电容器的电容,下列方法可行的有______。(单选)
A.增大电容纸的厚度 B.同时减小锡箔纸和电容纸的面积
C.增大锡箔纸的厚度 D.减小电容纸的厚度
【答案】(1)电势差
(2)C
(3)D
【详解】(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的电势差变化情况。
(2)A.将左极板向上移动一段距离,相对面积减小,根据,则电容C减小,根据,Q不变,则U变大,即静电计指针的张角变大,A错误;
B.向两板间插入陶瓷片时,根据,则电容C增大,根据,Q不变,则U变小,静电计指针的张角变小,B错误;
CD.将左极板右移,d减小,根据,则电容C增大,根据,Q不变,则U变小,静电计指针的张角变小;同理,将左极板左移,静电计指针的张角变大,C正确,D错误。
故选C。
(3)根据平行板电容器电容决定式
A.增大电容纸的厚度,d增大,故电容减小,故A错误;
B.同时减小锡箔纸和电容纸的面积,S减小,故电容减小,故B错误;
C.增大锡箔纸的厚度,对电容无影响,故C错误;
D.减小电容纸的厚度,d减小,故电容增大,故D正确。
故选D。
电容器的Q-I图像知识点3
7.(25-26高一下·江苏连云港·期末)两个电容器a、b充电过程中,其电荷量与电压的关系如图所示。则电容为( )
A.4∶1 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶1
【答案】A
【详解】根据电容的定义式 ,可知在图像中,图线的斜率等于电容的大小。 设图中每个小方格的边长为单位;
对电容器,取点计算斜率
对电容器,取点计算斜率
因此电容之比
故选 A。
8.(25-26高二上·江苏盐城·学业考试模拟)某固定电容器的电荷量Q和电压U之间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据Q=CU可知因C一定,则Q-U图像为过原点倾斜的直线。
故选B。
9.(25-26高二上·上海浦东新·期中)(多选)对给定电容为C的电容器在不同电压下进行充电,分别记录电容器两极板间的电势差u和相应的电容器所带的电荷量q,得到的图像如图所示,则当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能为( )
A. B.QU C. D. E.
【答案】AC
【详解】根据电功的计算公式
可知该图像面积表示电功,即储存的电能
故当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能
因为,
联立解得,
故选AC。
电容器的动态分析知识点4
10.(25-26高一下·江苏南京·期末)为监测土壤湿度,某智慧农业系统采用电容式湿度传感器,其原理简化图如图所示,连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤(视为电介质)中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关S后,当土壤逐渐变干燥时,下列说法正确的是( )
A.电容器的电容增大
B.电容器两板间的电压增大
C.电容器带的电荷量增加
D.通过电流表的电流方向为从M到N
【答案】D
【详解】A.土壤逐渐变干燥时,含水量降低,由题意可知土壤相对介电常数减小。
根据平行板电容器电容决定式 ,、不变,减小,因此电容减小,故A错误;
B.闭合开关后,电容器始终与电源相连,极板间电压等于电源电动势,保持不变,故B错误;
C.根据电容定义式,不变、减小,因此电容器带电量减小,电容器放电,故C错误;
D.电容器左极板接电源正极,带正电;放电时左极板的正电荷流出,经电流表从流向,因此电流方向为到,故D正确。
故选 D。
11.(25-26高一下·湖南湘潭·期末)如图所示,电容器的B板接地。开关S闭合后,电容器两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.若将S断开,再将两板平行错开一些,C点电势增大
B.若将S断开,再将两板平行错开一些,C点电势减小
C.若将S断开,再将A板向上平移一小段距离,油滴会向下运动
D.若将S断开,再将A板向上平移一小段距离,油滴会向上运动
【答案】A
【详解】AB.闭合稳定时,电容器两极板间电压为电源电动势,由于极板间油滴恰好处于静止状态,说明油滴受力平衡,即
由于电场力向上,且板接正极,极板间电场强度方向向下,故油滴带负电,若将断开,电容器电荷量保持不变,再将两极板平行错开一些,极板正对面积减小,根据平行板电容器电容决定式,电容变小,根据定义式,两板间电压增大,由电场强度与电势差关系可知,极板间电场强度增大,由于板接地(电势),点到板的距离不变,因为
由于增大,所以增大,故A正确,B错误;
CD.若将断开,极板带电量保持不变,再将板向上平移一小段距离,即板间距离增大,根据平行板电容器内部电场强度公式
由此可见,两极板间电场强度保持不变,因此,油滴所受电场力大小不变,依然与重力平衡,油滴将继续保持静止,故CD错误。
故选A。
12.(25-26高一下·陕西西安·期末)如图所示的实验装置中,极板接地,平行板电容器的极板与一个灵敏的静电计相接。
(1)只将极板向右移动,减小电容器两极板间的距离时:电容将_________;两极板间的电压将_________(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)若将平行板电容器接入恒压电源,只将极板向下缓慢移动:静电计指针的张角将_________;两极板间的电荷量将_________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1) 变大 变小
(2) 不变 变小
【详解】(1)[1]根据平板电容器决定式,只将A极板向右移动,则电容器两极板间的距离减小,可知电容C将变大;
[2]又有电容定义式
联立解得,只将A极板向右移动,则电容器两极板间的距离减小,由于静电计所带的电荷量很小,可认为电容器电荷量不变,则两极板间的电压U将变小。
(2)[1] 若将平行板电容器接入恒压电源,则电容器电压保持不变,静电计指针的张角将不变;
[2] 根据平板电容器决定式
又电容定义式
联立解得,只将A极板向下缓慢移动,则正对面积变小,两极板间的电荷量将变小。
电容器中的电场强度和电势知识点5
13.(25-26高一下·山东滨州·期末)(多选)如图,真空中水平放置的平行板电容器两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),极板间的P点固定一带负电的点电荷(电荷量不变)。下列说法正确的是( )
A.把下极板向左平移少许后,P点的电势升高
B.把下极板向左平移少许后,点电荷受到的电场力变大
C.把下极板向上平移少许后,电容器所带的电荷量增大
D.把下极板向上平移少许后,点电荷的电势能增大
【答案】CD
【详解】A.把下极板向左平移少许后,极板间距不变,电容器两端电压不变,根据匀强电场电势差与电场强度的关系有
可知极板间的电场强度不变,点到下极板的垂直距离不变,下极板接地电势为零,根据电势差公式有
可知点的电势不变,故A错误;
B.由对A选项的分析可知,极板间的电场强度不变,根据电场力公式有
可知点电荷受到的电场力不变,故B错误;
C.把下极板向上平移少许后,正对面积不变,极板间距减小,根据平行板电容器的决定式有
可知电容器的电容增大,又电容器两端电压不变,根据电容的定义式有
可知电容器所带的电荷量增大,故C正确;
D.把下极板向上平移少许后,极板间距减小,电容器两端电压不变,根据匀强电场电势差与电场强度的关系有
可知极板间的电场强度增大,设点到上极板的距离为,则点与上极板间的电势差为
可知点与上极板间的电势差增大,上极板电势恒为,根据电势差的定义有
解得
可知点的电势降低,由于该点电荷带负电,根据电势能的表达式有
可知点电荷的电势能增大,故D正确。
故选CD。
14.(25-26高一下·山东烟台·期末)(多选)智能手机的电容式触摸屏工作时,屏幕下方的透明电极与用户手指(可视为接地导体)构成一个平行板电容器,简化图如图所示,是两板间的一点,板接地。当手指轻触屏幕时,板不动,板上移,、板间的距离减小。已知触摸过程中电极与手指间的电压保持恒定。下列说法正确的是( )
A.点电势降低
B.电容器的电容减小
C.电容器所带电荷量增大
D.电容器两极板间的电场强度减小
【答案】AC
【详解】B.根据平行板电容器电容
可得当两极板间距减小,其它保持不变时,电容器的电容增大,故B错误;
C.电容器与电源相连,电容器两极板间的电压不变,根据
可得当电容器的电容增大时,电容器所带电荷量增大,故C正确;
D.电容器与电源相连,电容器两极板间的电压不变,根据
可得当两极板间距离减小时,极板间电场强度增大,故D错误;
A.当手指轻触屏幕时,板不动,板上移,M、P间距离不变,根据
可知当极板间电场强度增大时,M、P间电势差增大。
电容器与电源相连,电容器两极板间的电压不变,根据,可得P、N间电势差减小。
板接地,电势为零。根据,可得点电势降低,故A正确。
故选AC 。
15.(25-26高一下·海南海口·期末)如图是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持极板所带电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则( )
A.极板间电场强度不变 B.电容器的电容增大
C.极板间电势差减小 D.若仅将左侧极板下移,则张角减小
【答案】A
【详解】A.根据平行板电容器的决定式有
根据电容的定义式有
根据匀强电场场强与电势差的关系式有
联立解得
由于极板所带电荷量、正对面积和介电常数均保持不变,可知极板间电场强度保持不变,故A正确;
B.根据平行板电容器的决定式有
当极板间距增大时,电容器的电容减小,故B错误;
C.极板所带电荷量保持不变,由对B选项的分析可知电容器的电容减小,根据电容的定义式有
可知极板间电势差增大,且静电计指针张角增大也说明极板间电势差增大,故C错误;
D.若仅将左侧极板下移,极板正对面积减小,根据平行板电容器的决定式有
可知电容器的电容减小,由于极板所带电荷量不变,根据电容的定义式有
可知极板间电势差增大,则静电计指针张角增大,故D错误。
故选A。
电容器的串并联问题知识点6
16.(2022年浙江省宁波市物理竞赛试卷)(多选)C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电。在电源保持连接的情况下,在C2中插入一块板,则( )
A.若插入电介质板,则C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加
B.若插入电介质板,则C1极板上电荷减少,C2极板上电荷减少
C.若插入金属板,则C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加
D.若插入金属板,则C1极板上电荷减少,C2极板上电荷减少
【答案】AC
【详解】AB.C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电,稳定后两电容器所带电荷量相同;若在C2中插入电介质板,由可知,C2电容增大;设电源电压为,在电源保持联接的情况下,则有
由于C2电容增大,所以C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加,故A正确,B错误;
CD.若在C2中插入金属板,相当于板间距离减小,由可知,C2电容增大;设电源电压为,在电源保持联接的情况下,则有
由于C2电容增大,所以C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加,故C正确,D错误。
故选AC。
17.(2026·山西太原·二模)完全相同的平行板电容器甲、乙串联后,与恒定电源E按图示连接,P点为甲的中心,试探电荷+q位于P点,乙下极板接地(电势为0)。现将乙撤去,甲下极板接电源正极并接地。下列说法正确的是( )
A.P点的电势变为原来的 B.P点的电场强度大小变为原来的
C.甲上极板的电荷量变为原来的4倍 D.+q在P点的电势能变为原来的
【答案】D
【详解】B.设单个电容器电容为,板间距为,电源电动势为,甲、乙串联时,每个电容器分得电压
乙下极板接地,电势为,可得甲下极板电势
甲内部电场强度
是甲的中心,距离甲下极板,因此点电势
甲的带电荷量
撤去乙后,甲直接接在电源两端,两端总电压
甲下极板接地,电势为,甲内部电场强度
故P点的电场强度变为原来的倍,B错误;
A.P点电势
所以
故P点的电势变为原来的,A错误;
C.甲的带电荷量
所以电荷量变为原来的倍,C错误;
D.正电荷电势能
因此
所以+q在P点的电势能变为原来的,D正确。
故选D。
18.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连,使电容器带电后与电源断开。
(1)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是_____。
A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C.静电计可以用电压表替代
D.静电计可以用电流表替代
(2)将B极板向上移动少许,则静电计指针的偏转角将_____;将一块陶瓷板插入A、B两极板之间,则静电计指针的偏转角将_____。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容,充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中①②所示,其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是_____(选填“①”或“②”)。
【答案】(1)A
(2) 增大 减小
(3)②
【详解】(1)AB.实验中使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况,故A正确,B错误;
CD.电压表和电流表需要持续有电流通过才能使用,可知,实验中,静电计即不能够用电压表替代,也不能够用电流表替代,故CD错误。
故选A。
(2)[1]电容器带电后与电源断开,极板所带电荷量不变,根据,
则有
可知,将B极板向上移动少许,正对面积减小,极板之间的电势差增大,则静电计指针的偏转角将增大;
[2]结合上述可知,将一块陶瓷板插入A、B两极板之间,介电常数增大,极板之间的电势差减小,则静电计指针的偏转角将减小。
(3)用同一电路分别给两个不同的电容器充电,即电压相同,根据电容的定义式有,
由于
则有
由于图像与时间轴所围几何图形的面积表示电容器极板所带电荷量,可知,C1充电过程对应图像与时间轴所围图形的面积大一些,即对应电容为C1的电容器充电过程图像的是②。
19.(25-26高一下·陕西西安·期末)如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),极板间的P点固定一带负电的点电荷(电荷量不变),把上极板缓慢向上平移少许后,下列说法正确的是( )
A.点电荷受到的电场力减小
B.电容器所带的电荷量增大
C.P点的电势升高
D.点电荷的电势能减小
【答案】A
【详解】B.根据平行板电容器电容的决定式和定义式可知,上极板向上平移后两极板间距增大,则电容器的电容减小,但由于电容器与电源相连,电压U不变,所以电容器所带的电荷量减小,故B错误;
A.根据可知,两极板间的电场强度减小,点电荷受到的电场力减小,故A正确;
C.因为P点所在位置到下极板的距离不变,由可知,P点与下极板之间的电势差变小,且下极板的电势为零,所以P点所在位置的电势降低,故C错误;
D.由于点电荷带负电,P点所在位置的电势降低,则点电荷的电势能增大,故D错误。
故选A。
20.(25-26高一下·江苏盐城·期末)某同学利用图示电路演示电容器的充、放电过程。设电容器的电容为C、电流传感器的示数为I、电容器两极板间的电势差为UC,电阻R两端的电压为UR。将开关S拨至1端,下列四幅图像中,图线与横坐标包围的面积能表示充电的电荷量是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】将开关S拨至1端,电容器充电,根据q=It可知I-t图线与横坐标包围的面积表示充电的电荷量。
故选B。
21.(2026·江苏南京·三模)手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器,当手指靠近触摸屏时,电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度大于点的电场强度
B.点的电势高于点的电势
C.将一电子从点移到点,电子的电势能增大
D.手机按压触摸屏时,电容器电容减小
【答案】B
【详解】A.电场线的疏密程度表示电场的强弱,由图可知处的电场线比处的密集,所以点的电场强度小于点的电场强度,故A错误;
B.沿电场线方向电势逐渐降低,由图片可以清晰看出,极板间的电场线从下极板指向上极板。因此下极板为高电势,上极板为低电势。点位于两极板之间,处于电场线的“上游”,而点位于上极板(电场线的“下游”),因此点的电势高于点的电势,故B正确;
C.由电场线方向(从下指向上)可知,下极板电势最高。结合等势面与电场线正交的特点,点非常靠近下极板(高电势),而点距离下极板较远,沿电场线方向电势已显著降低,因此点的电势低于点的电势,即
对于带负电的电子,根据电势能公式,电势越高,电势能越小。因此电子在点的电势能大于在点的电势能,将一电子从点移到点,电势能减小,故C错误;
D.手机按压触摸屏时,可认为电容器两极板间的距离减小,根据平行板电容器的决定式可知,当减小时,电容器的电容将增大,故D错误。
故选B。
22.(25-26高二下·广东揭阳·期末)(多选)如图所示的电路中,开关S掷向1端时电容器充电,待稳定后再把开关S掷向2端,电容器通过电阻放电,电流传感器可以实时记录电流值。下列说法中正确的是( )
A.充电稳定后,电容器上极板电势高于下极板
B.放电过程中,流经电流传感器的电流方向从到
C.仅将电阻的阻值变大,则放电时间比原来长
D.仅将电阻的阻值变大,则放电过程流过电阻的电荷量比原来的小
【答案】AC
【详解】A.由题图可知,充电时,电容器上极板与电源正极相连,所以充电稳定后,电容器上极板带正电,下极板带负电,即电容器上极板电势高于下极板,故A正确;
B.由于电容器上极板带正电,下极板带负电,所以放电过程中,流经电流传感器的电流方向从到,故B错误;
CD.充电结束后,电容器所带电荷量为
仅将电阻的阻值变大,则放电电流变小,由于放电时电容器所带电荷量不变,即放电过程流过电阻的电荷量不变,所以放电时间比原来长,故C正确,D错误。
故选AC。
23.(25-26高一下·海南省直辖县级单位·期末)(多选)如图所示,静电计、平行板电容器、定值电阻和恒压电源构成一电路,电容器中间O点有一带电小球。闭合开关S,电路稳定时,小球刚好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.保持开关闭合,M板向右移动少许,电容器电容变小
B.保持开关闭合,M板向下移动少许,小球仍处于静止状态
C.断开开关,N板向下移动少许,小球向下加速运动
D.断开开关,N板向左移动少许,静电计指针偏转角度增大
【答案】AD
【详解】A.保持开关闭合,电容器两极板间的电势差不变,当板向右移动少许,两极板正对面积减小,根据电容的决定式有,可知电容器的电容减小,故A正确;
B.保持开关闭合,电容器两极板间的电势差不变,当板向下移动少许,两极板间的距离减小,根据匀强电场电场强度与电势差的关系有,可知两极板间的电场强度增大,小球受到的向上电场力增大,则小球将向上加速运动,故B错误;
C.断开开关,电容器带电量不变,当板向下移动少许时极板间距增大,根据电容的决定式、定义式以及匀强电场电场强度公式分别有
联立推导极板间的电场强度为
可知极板间距增大时电场强度不变,小球受到的电场力不变,小球依然处于静止状态,故C错误;
D.断开开关,电容器带电量不变,当板向左移动少许,极板正对面积减小,根据电容的决定式可知电容器的电容减小,结合电容的定义式有,可知极板间电势差增大,静电计测量的是极板间的电势差,则静电计指针偏转角度增大,故D正确。
故选AD。
24.(25-26高一下·宁夏银川·期末)为了研究影响平行板电容器电容的因素,使平行板电容器充电后断开电源,使B极板接地,A极板与静电计(外壳接地)的金属球连接。 甲图中将B极板上移,静电计的指针偏角变大,说明减小两极板间的正对面积时,平行板电容器的电容_______;乙图中将B极板左移,静电计的指针偏角变大,说明增大两极板间的距离时,平行板电容器的电容________;丙图中将电介质插入两极板之间,静电计的指针偏角减小,说明两极板间插入电介质时,平行板电容器的电容________。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 变小 变小 变大
【详解】[1]平行板电容器充电后断开电源,则电容器所带电荷量 保持不变。甲图中将极板上移,减小了两极板间的正对面积,此时静电计的指针偏角变大,说明电容器两极板间的电势差变大,根据电容的定义式有
由于电荷量保持不变,电势差变大,可知平行板电容器的电容变小。
[2]乙图中将极板左移,增大了两极板间的距离,此时静电计的指针偏角变大,说明电容器两极板间的电势差变大,根据电容的定义式有
由于电荷量保持不变,电势差变大,可知平行板电容器的电容变小。
[3]丙图中将电介质插入两极板之间,此时静电计的指针偏角减小,说明电容器两极板间的电势差变小,根据电容的定义式有
由于电荷量保持不变,电势差变小,可知平行板电容器的电容变大。
25.(25-26高一下·贵州安顺·期末)某同学用图1所示电路探究电容器的充电过程,并估测该电容器的电容。现有的器材:直流电源E(电压为8 V),电阻箱R(0-999.9 Ω),单刀双掷开关S,电流传感器,待测电容器C,导线若干。
(1)探究电容器充电过程前应先将电容器放电,开关S应掷向________(填“a”或“b”)端。
(2)由计算机得到充电过程的I-t图像如图2所示,由此可知,开关闭合瞬间,流经电阻箱R的电流为________mA。图2中阴影面积为4.0 mA·s,则电容器的电容为________F(保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)探究充电过程前,需要将电容器内部残余电荷释放。放电时需将电容器与直流电源断开,并使电容器与电阻等元件形成闭合回路,由图1电路结构可知,开关S应掷向端。
(2)[1]观察图2中计算机得到的充电过程图像,在时刻(即开关刚闭合的瞬间),图线与纵轴交点对应的初始电流大小为。
[2]在图像中,图线与时间轴所围成的面积表示电荷量。由题意可知,阴影面积为,则电容器充满电后的总电荷量为
当充电过程结束、电路达到稳定后,电容器两端的电压等于直流电源的电压,即
根据电容的定义式,可得该电容器的电容为
26.(25-26高一下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接,下极板固定,上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动,也可上下平移,起初两极板边缘对齐,上极板通过开关S与电源正极相连,下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合,板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应,关于两极板组成的电容器,下列说法正确的是( )
A.若只将电容器的上极板转过一小角度,则电容器的电容增大
B.若只将电容器的上极板转过一小角度,则电容器所带电荷量减少
C.若只将电容器的上极板向上平移一小段距离,则带电粒子仍处于静止状态
D.若只将电容器的上极板向下平移一小段距离,则带电粒子将向下运动
【答案】B
【详解】AB.只将电容器的上极板转过一小角度,正对面积减小,由电容器电容的决定式可知,电容器的电容减小,根据可知,电容器所带电荷量减少,故A错误,B正确;
CD.只将电容器的上极板向上平移一小段距离,由于电容器两极板间的电势差不变,根据可知,电容器两极板间匀强电场的电场强度E′变小,则带电粒子所受的电场力变小,带电粒子将向下做加速运动;同理可知,只将电容器的上极板向下平移一小段距离,电容器两极板间匀强电场的电场强度增大,带电粒子所受的电场力变大,带电粒子将向上做加速运动,故CD错误。
故选B。
27.(25-26高一下·湖南长沙·期末)在用传感器观察电容器充放电过程的实验中,按图甲连接电路。电源两端电压保持不变,最初电容器不带电。单刀双掷开关S接1给电容器充电,充满电后,开关S改接2,电流传感器得到的I-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电容器充电过程中,电容C逐渐增大
B.电容器放电过程中,电阻R两端的电压逐渐减小
C.电容器充放电过程中,电流通过了电容器两极板间的电介质
D.仅增大R的阻值再重复实验,I—t曲线与坐标轴所围成的面积减少
【答案】B
【详解】A.电容器的电容由电容器本身决定,与电容器所带电荷量无关,则在电容器充电过程中电容器的电容不变,故A错误;
B.在电容器放电过程中电流逐渐减小,可知电阻R两端的电压逐渐减小,故B正确;
C.电容器充放电过程中,与电容器连接的电路中有电流通过;两极板间的电介质中没有电流通过,故C错误;
D.I-t曲线与坐标轴所围成的面积等于电容器所带的电荷量,仅改变电阻R的阻值,该面积不变,故D错误。
故选B。
28.(25-26高一下·山东潍坊·期末)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,正极板与静电计金属球相连,负极板和静电计外壳同时接地,两板间有一个正检验电荷固定在P点。现保持正极板不动,负极板缓慢向左移动一小段距离,下列说法正确的是( )
A.电容器的电容增大
B.静电计指针的偏转角度增大
C.电容器两极板间的电场强度增大
D.P点检验电荷的电势能减小
【答案】B
【详解】A.电容器与电源断开,正极板和静电计组成的导体所带电荷量不变;负极板向左移动,板距增大,由
可知电容减小,故A错误;
B.由于不变且减小,由
可知两板间电势差增大,静电计指针偏转角度增大,故B正确;
C.两板间电场强度=
、不变,所以不变,故C错误;
D.负极板接地,电势为零,设点到负极板的距离为,负极板左移后增大,而不变,则点电势增大,正检验电荷的电势能增大,故D错误。
故选B。
29.(25-26高一下·湖北随州·期末)如图所示,是一只理想二极管,电流只能从流向,而不能从流向。平行板电容器的、两极板间有一带电油滴,电荷量为(电荷量很小不会影响两板间电场的分布),带电油滴在点处于静止状态,板接地。以表示电容器储存的电荷量,表示两极板间电压,表示点的电势,表示带电油滴在点的电势能。则下列说法中正确的是( )
A.若保持极板不动,将极板稍向下平移,减小
B.若保持极板不动,将极板稍向下平移,增大
C.若保持极板不动,将极板稍向下平移,增大
D.若保持极板不动,将极板稍向下平移,减小
【答案】B
【详解】A.若保持极板不动,将极板稍向下平移,板间距离增大,根据电容的决定式知,电容C减小;电容器的电压不变时,则电容器所带电荷量将要减小,由于二极管具有单向导电性,电荷不能流回电源,所以电容器的电量保持不变,A选项错误;
B.根据,,,可得
板间电场强度不变,点与板间电势差
变大,根据可知点的电势增大,B选项正确;
CD.若保持极板不动,将极板稍向下平移,板间距离减小,根据电容的决定式知,电容增大;电容器的电压不变时,则电容器所带电荷量将要增大,由于二极管具有单向导电性,电流仅能从a流向b,电容增大时电源可向电容器充电,因此电容器两端电压保持等于电源电压不变;根据,板间电场强度变大,点与板间电势差,变大,根据可知点的电势变大。根据平衡条件可知带电油滴带负电,根据可知油滴在点的电势能减小,故CD选项都错误。
故选B。
30.(25-26高三上·山东聊城·阶段检测)(多选)如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连。开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。以下说法正确的是( )
A.若将A向左平移一小段位移,则油滴静止,G表中有b→a的电流
B.若S断开后将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中无电流
C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有a→b的电流
D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,油滴与A间的电势差减小
【答案】AD
【详解】A.保持与电源相连,电容器极板间电压保持不变;根据,
若将A向左平移一小段位移,板间距离不变,正对面积变小,则板间场强不变,油滴受力不变,处于静止状态;由于电容变小,电容器所带电荷量变小,则G表中有b→a的电流,故A正确;
B.若S断开后再将A向下平移一小段位移,则Q不变,根据,
联立可得
则两板间场强不变,电场力不变,则油滴仍静止,G表中无电流,故B错误;
C.保持与电源相连,电容器极板间电压保持不变;根据,
若将A向上平移一小段位移,板间距离变大,板间场强变小,油滴受到的电场力变小,则油滴向下加速运动;由于电容变小,电容器所带电荷量变小,则G表中有b→a的电流,故C错误;
D.若将A向下平移一小段位移,板间距离变小,板间场强变大,油滴受到的电场力变大,则油滴向上加速运动,油滴与下极板的电势差变大,两板间电势差不变,则油滴与A间的电势差减小,故D正确。
故选AD。
31.(25-26高一下·浙江宁波·期末)“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示,R为定值电阻,C为电容器,S为单刀双掷开关。开始时,单刀双掷开关S没有连接1和2,电容器极板也不带电。
(1)现把开关S接1,电容器进行的过程是( )
A.充电 B.放电
(2)在(1)问的过程中,可以看到电压表的示数迅速( )
A.增大 B.减小
(3)给充电完毕的电容器放电,记录电流随时间的变化情况如图乙所示,图像与坐标轴所围面积等于充电完成后电容器上的( )
A.电压 B.电荷量
【答案】(1)A
(2)A
(3)B
【详解】(1)开关接1后,电源与电容器构成充电回路,电源向电容器极板转移电荷,故A正确,B错误。
故选A。
(2)充电开始时电容器两端电压为零,随后极板所带电荷量增大,电压表的示数迅速增大,故A正确,B错误。
故选A。
(3)把放电过程分成许多很短的时间间隔,每一小段内通过电路的电荷量为
各小段电荷量之和等于图像与坐标轴所围面积,即充电完成后电容器所带的电荷量,故A错误,B正确。
故选B。
32.(25-26高一下·福建福州·期末)如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验电路。
(1)如图乙所示,实验中所使用的电容器上标有“35V,3300 μF”字样,其中的“35 V”指的是电容器的________
A.电容值 B.最大电荷量 C.额定电压 D.击穿电压
(2)先使开关S接1,电源给电容器充电,观察到灵敏电流计指针偏转情况为________;
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变 B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变 D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0
(3)电容器充电完毕,断开开关,此时图甲中电容器上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”);
(4)然后将开关S接2时,电容器放电,流经G表的电流方向________(填“向左”或“向右”);
【答案】(1)C
(2)D
(3)带正电
(4)向左
【详解】(1)[1] A.表示电容器的电容,故A错误;
B.电容器的最大电荷量由电容和允许的最大工作电压共同决定,表示的是电压,故B错误;
C.表示电容器的额定电压,故C正确;
D.额定电压低于击穿电压,不是击穿电压,故D错误。
故选C。
(2)[2] AB.电容器刚开始充电时电流较大,灵敏电流计的指针迅速偏转,故A错误,B错误。
CD.随着充电进行,电容器两极板间的电压逐渐增大,电路中的电流逐渐减小,最终为零,指针逐渐回到零刻度,故C错误,D正确。
故选D。
(3)[3] 开关接1时,电源正极经灵敏电流计与电容器上极板相连,充电完成并断开开关后,上极板带正电。
(4)[4] 开关接2后,电容器放电,电流从带正电的上极板经表流向电阻,故通过表的电流向左。
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9.6 电容 电容器
目 录
A组 巩固过关
知识点1:电容的概念和定义式
知识点2:电容器
知识点3:电容器的Q-I图像
知识点4:电容器的动态分析
知识点5:电容器中的电场强度和电势
知识点6:电容器的串并联问题
B组 能力进阶
C组 思维拔高
电容的概念和定义式知识点1
1.(25-26高一下·河南商丘·期末)根据电容器电容的定义式,可知( )
A.电容器不带电时,其电容并不为零
B.电容器所带的电荷量越多,它的电容就越大,与成正比
C.电容器两极之间的电压越高,它的电容就越小,与成反比
D.电容器的电容大小与电容器的带电情况有关
2.(25-26高一下·北京海淀·期末)(多选)电容器充电时,有人用如下所示图像描述电荷量、电压、电容之间的相互关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二下·河北衡水·阶段检测)如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线像,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,对电容器来说正确的是( )
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5F
D.该电容器的电荷量变化量为0.2C
电容器知识点2
4.(25-26高二上·宁夏银川·阶段检测)如图所示是一个常用的电容器,关于它的说法中正确的是( )
A.电容器可以储存电荷,且电荷量越多电容越大
B.50V为该电容器的击穿电压
C.加在这个电容器两端的电压为25V时,它的电容是220μF
D.这个电容器电容是220μF,即0.22F
5.(24-25高二上·四川成都·期中)在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中,为了实时监控材料的厚度,生产流水线上设置如图所示的传感器,其中、为平行板电容器的上、下两个固定极板,分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时,若负电荷从向流过灵敏电流计,则电流计指针偏向端;若负电荷从向流过灵敏电流计,则指针偏向端。某次纸张从平行极板间穿过时,发现电流计指针偏向端,下列说法正确的是( )
A.两极板间纸张厚度减小 B.两极板间纸张厚度不变
C.两极板间纸张厚度增加 D.以上三种情况都有可能
6.(25-26高一下·宁夏吴忠·期末)如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)在实验中观察到的现象是______。(单选)
A.将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B.向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C.将左极板右移,静电计指针的张角变小
D.将左极板左移,静电计指针的张角变小
(3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡纸,一起卷成圆柱形,然后接出引线,如图乙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。为增大该电容器的电容,下列方法可行的有______。(单选)
A.增大电容纸的厚度 B.同时减小锡箔纸和电容纸的面积
C.增大锡箔纸的厚度 D.减小电容纸的厚度
电容器的Q-I图像知识点3
7.(25-26高一下·江苏连云港·期末)两个电容器a、b充电过程中,其电荷量与电压的关系如图所示。则电容为( )
A.4∶1 B.3∶1 C.2∶1 D.1∶1
8.(25-26高二上·江苏盐城·学业考试模拟)某固定电容器的电荷量Q和电压U之间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(25-26高二上·上海浦东新·期中)(多选)对给定电容为C的电容器在不同电压下进行充电,分别记录电容器两极板间的电势差u和相应的电容器所带的电荷量q,得到的图像如图所示,则当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能为( )
A. B.QU C. D. E.
电容器的动态分析知识点4
10.(25-26高一下·江苏南京·期末)为监测土壤湿度,某智慧农业系统采用电容式湿度传感器,其原理简化图如图所示,连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤(视为电介质)中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关S后,当土壤逐渐变干燥时,下列说法正确的是( )
A.电容器的电容增大
B.电容器两板间的电压增大
C.电容器带的电荷量增加
D.通过电流表的电流方向为从M到N
11.(25-26高一下·湖南湘潭·期末)如图所示,电容器的B板接地。开关S闭合后,电容器两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.若将S断开,再将两板平行错开一些,C点电势增大
B.若将S断开,再将两板平行错开一些,C点电势减小
C.若将S断开,再将A板向上平移一小段距离,油滴会向下运动
D.若将S断开,再将A板向上平移一小段距离,油滴会向上运动
12.(25-26高一下·陕西西安·期末)如图所示的实验装置中,极板接地,平行板电容器的极板与一个灵敏的静电计相接。
(1)只将极板向右移动,减小电容器两极板间的距离时:电容将_________;两极板间的电压将_________(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)若将平行板电容器接入恒压电源,只将极板向下缓慢移动:静电计指针的张角将_________;两极板间的电荷量将_________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
电容器中的电场强度和电势知识点5
13.(25-26高一下·山东滨州·期末)(多选)如图,真空中水平放置的平行板电容器两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),极板间的P点固定一带负电的点电荷(电荷量不变)。下列说法正确的是( )
A.把下极板向左平移少许后,P点的电势升高
B.把下极板向左平移少许后,点电荷受到的电场力变大
C.把下极板向上平移少许后,电容器所带的电荷量增大
D.把下极板向上平移少许后,点电荷的电势能增大
14.(25-26高一下·山东烟台·期末)(多选)智能手机的电容式触摸屏工作时,屏幕下方的透明电极与用户手指(可视为接地导体)构成一个平行板电容器,简化图如图所示,是两板间的一点,板接地。当手指轻触屏幕时,板不动,板上移,、板间的距离减小。已知触摸过程中电极与手指间的电压保持恒定。下列说法正确的是( )
A.点电势降低
B.电容器的电容减小
C.电容器所带电荷量增大
D.电容器两极板间的电场强度减小
15.(25-26高一下·海南海口·期末)如图是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持极板所带电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则( )
A.极板间电场强度不变 B.电容器的电容增大
C.极板间电势差减小 D.若仅将左侧极板下移,则张角减小
电容器的串并联问题知识点6
16.(2022年浙江省宁波市物理竞赛试卷)(多选)C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电。在电源保持连接的情况下,在C2中插入一块板,则( )
A.若插入电介质板,则C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加
B.若插入电介质板,则C1极板上电荷减少,C2极板上电荷减少
C.若插入金属板,则C1极板上电荷增加,C2极板上电荷增加
D.若插入金属板,则C1极板上电荷减少,C2极板上电荷减少
17.(2026·山西太原·二模)完全相同的平行板电容器甲、乙串联后,与恒定电源E按图示连接,P点为甲的中心,试探电荷+q位于P点,乙下极板接地(电势为0)。现将乙撤去,甲下极板接电源正极并接地。下列说法正确的是( )
A.P点的电势变为原来的 B.P点的电场强度大小变为原来的
C.甲上极板的电荷量变为原来的4倍 D.+q在P点的电势能变为原来的
18.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连,使电容器带电后与电源断开。
(1)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是_____。
A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C.静电计可以用电压表替代
D.静电计可以用电流表替代
(2)将B极板向上移动少许,则静电计指针的偏转角将_____;将一块陶瓷板插入A、B两极板之间,则静电计指针的偏转角将_____。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容,充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中①②所示,其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是_____(选填“①”或“②”)。
19.(25-26高一下·陕西西安·期末)如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),极板间的P点固定一带负电的点电荷(电荷量不变),把上极板缓慢向上平移少许后,下列说法正确的是( )
A.点电荷受到的电场力减小
B.电容器所带的电荷量增大
C.P点的电势升高
D.点电荷的电势能减小
20.(25-26高一下·江苏盐城·期末)某同学利用图示电路演示电容器的充、放电过程。设电容器的电容为C、电流传感器的示数为I、电容器两极板间的电势差为UC,电阻R两端的电压为UR。将开关S拨至1端,下列四幅图像中,图线与横坐标包围的面积能表示充电的电荷量是( )
A. B.
C. D.
21.(2026·江苏南京·三模)手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器,当手指靠近触摸屏时,电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度大于点的电场强度
B.点的电势高于点的电势
C.将一电子从点移到点,电子的电势能增大
D.手机按压触摸屏时,电容器电容减小
22.(25-26高二下·广东揭阳·期末)(多选)如图所示的电路中,开关S掷向1端时电容器充电,待稳定后再把开关S掷向2端,电容器通过电阻放电,电流传感器可以实时记录电流值。下列说法中正确的是( )
A.充电稳定后,电容器上极板电势高于下极板
B.放电过程中,流经电流传感器的电流方向从到
C.仅将电阻的阻值变大,则放电时间比原来长
D.仅将电阻的阻值变大,则放电过程流过电阻的电荷量比原来的小
23.(25-26高一下·海南省直辖县级单位·期末)(多选)如图所示,静电计、平行板电容器、定值电阻和恒压电源构成一电路,电容器中间O点有一带电小球。闭合开关S,电路稳定时,小球刚好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.保持开关闭合,M板向右移动少许,电容器电容变小
B.保持开关闭合,M板向下移动少许,小球仍处于静止状态
C.断开开关,N板向下移动少许,小球向下加速运动
D.断开开关,N板向左移动少许,静电计指针偏转角度增大
24.(25-26高一下·宁夏银川·期末)为了研究影响平行板电容器电容的因素,使平行板电容器充电后断开电源,使B极板接地,A极板与静电计(外壳接地)的金属球连接。 甲图中将B极板上移,静电计的指针偏角变大,说明减小两极板间的正对面积时,平行板电容器的电容_______;乙图中将B极板左移,静电计的指针偏角变大,说明增大两极板间的距离时,平行板电容器的电容________;丙图中将电介质插入两极板之间,静电计的指针偏角减小,说明两极板间插入电介质时,平行板电容器的电容________。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
25.(25-26高一下·贵州安顺·期末)某同学用图1所示电路探究电容器的充电过程,并估测该电容器的电容。现有的器材:直流电源E(电压为8 V),电阻箱R(0-999.9 Ω),单刀双掷开关S,电流传感器,待测电容器C,导线若干。
(1)探究电容器充电过程前应先将电容器放电,开关S应掷向________(填“a”或“b”)端。
(2)由计算机得到充电过程的I-t图像如图2所示,由此可知,开关闭合瞬间,流经电阻箱R的电流为________mA。图2中阴影面积为4.0 mA·s,则电容器的电容为________F(保留两位有效数字)。
26.(25-26高一下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接,下极板固定,上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动,也可上下平移,起初两极板边缘对齐,上极板通过开关S与电源正极相连,下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合,板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应,关于两极板组成的电容器,下列说法正确的是( )
A.若只将电容器的上极板转过一小角度,则电容器的电容增大
B.若只将电容器的上极板转过一小角度,则电容器所带电荷量减少
C.若只将电容器的上极板向上平移一小段距离,则带电粒子仍处于静止状态
D.若只将电容器的上极板向下平移一小段距离,则带电粒子将向下运动
27.(25-26高一下·湖南长沙·期末)在用传感器观察电容器充放电过程的实验中,按图甲连接电路。电源两端电压保持不变,最初电容器不带电。单刀双掷开关S接1给电容器充电,充满电后,开关S改接2,电流传感器得到的I-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电容器充电过程中,电容C逐渐增大
B.电容器放电过程中,电阻R两端的电压逐渐减小
C.电容器充放电过程中,电流通过了电容器两极板间的电介质
D.仅增大R的阻值再重复实验,I—t曲线与坐标轴所围成的面积减少
28.(25-26高一下·山东潍坊·期末)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,正极板与静电计金属球相连,负极板和静电计外壳同时接地,两板间有一个正检验电荷固定在P点。现保持正极板不动,负极板缓慢向左移动一小段距离,下列说法正确的是( )
A.电容器的电容增大
B.静电计指针的偏转角度增大
C.电容器两极板间的电场强度增大
D.P点检验电荷的电势能减小
29.(25-26高一下·湖北随州·期末)如图所示,是一只理想二极管,电流只能从流向,而不能从流向。平行板电容器的、两极板间有一带电油滴,电荷量为(电荷量很小不会影响两板间电场的分布),带电油滴在点处于静止状态,板接地。以表示电容器储存的电荷量,表示两极板间电压,表示点的电势,表示带电油滴在点的电势能。则下列说法中正确的是( )
A.若保持极板不动,将极板稍向下平移,减小
B.若保持极板不动,将极板稍向下平移,增大
C.若保持极板不动,将极板稍向下平移,增大
D.若保持极板不动,将极板稍向下平移,减小
30.(25-26高三上·山东聊城·阶段检测)(多选)如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连。开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。以下说法正确的是( )
A.若将A向左平移一小段位移,则油滴静止,G表中有b→a的电流
B.若S断开后将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中无电流
C.若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有a→b的电流
D.若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,油滴与A间的电势差减小
31.(25-26高一下·浙江宁波·期末)“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示,R为定值电阻,C为电容器,S为单刀双掷开关。开始时,单刀双掷开关S没有连接1和2,电容器极板也不带电。
(1)现把开关S接1,电容器进行的过程是( )
A.充电 B.放电
(2)在(1)问的过程中,可以看到电压表的示数迅速( )
A.增大 B.减小
(3)给充电完毕的电容器放电,记录电流随时间的变化情况如图乙所示,图像与坐标轴所围面积等于充电完成后电容器上的( )
A.电压 B.电荷量
32.(25-26高一下·福建福州·期末)如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验电路。
(1)如图乙所示,实验中所使用的电容器上标有“35V,3300 μF”字样,其中的“35 V”指的是电容器的________
A.电容值 B.最大电荷量 C.额定电压 D.击穿电压
(2)先使开关S接1,电源给电容器充电,观察到灵敏电流计指针偏转情况为________;
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变 B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变 D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0
(3)电容器充电完毕,断开开关,此时图甲中电容器上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”);
(4)然后将开关S接2时,电容器放电,流经G表的电流方向________(填“向左”或“向右”);
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