10.4 电容器的电容 同步练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理10.4电容器的电容同步练，以考点分层设计（电容器/电容/常见电容器）构建从概念认知到实际应用的巩固路径，适配新授课基础夯实与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|电容器基本概念（Q-U关系、充放电现象）|以图像分析题（如Q-U图像斜率求电容）强化物理观念| |深化理解|电容定义式与决定因素|通过辨析题（电容与Q、U关系）培养科学推理能力| |综合应用|常见电容器动态分析|结合平行板电容器移动极板问题，渗透模型建构思维| |实践拓展|实际问题解决|以心脏除颤器、键盘电容设计为情境，体现科学态度与责任|

10.4 电容器的电容 同步练习 一、单选题 考点一 电容器 1．两个电容器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 2．如图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路。其中E为电源，C为电容器，R为阻值较大的定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。开关S接1时，电源给电容器充电：开关S接2时，电容器通过电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A．充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值 B．充电过程中，电流表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 C．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电流表中的电流方向从右到左 3．电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。用表示电容器所带电荷量，表示电容器的电容，表示电容器两极板间的电势差，下面正确反映它们之间关系的图像是（　　） A． B． C． D． 4．日前，青岛新能源关键技术超级电容器被《中国制造2025》收录为轨道交通核心储能部件。关于电容和平行板电容器，下列说法正确的是（　　） A．某电容器标注的是“270V，13μF”，当加上220V电压时，电容仍是13μF B．电容器两个极板所带电荷量为＋Q和－Q，则电容器所带的电荷量为2Q C．由可知，当电容器两板间电压U不变时，电容器的电容跟极板的电荷量成正比 D．电容一定的电容器所带电荷量与极板间的电势差成反比 5．超级电容器具有超长寿命和极快充放电的特点，汽车启动时需要瞬间增大功率，可用超级电容器快速地释放能量，该过程中超级电容器所带电荷量和两极板间电压的变化情况是（　　） A．减小，减小 B．增大，增大 C．减小，增大 D．增大，减小 考点二 电容 6．下列说法正确的是（   ） A．由可知，电容C与Q成正比，与U成反比 B．电容器带电量越多，电容越大 C．电容器两极板间电压越大，电容越小 D．电容器的电容与Q和U无关，由本身结构决定 7．如图所示为一电解电容器，根据图中的标示，判断下列说法正确的是（　　） A．该电容器的电路符号为 B．该电容器的击穿电压为 C．该电容器的电容为 D．该电容器两极间电势差为时，电容器带电荷量为 8．离地面高度 100m的雷雨云与地面构成了电容器的两个极板，雷雨云底部带负电约300C，地球表面之间形成的电场可视为匀强电场，其电势差约为30000V，已知雷暴天气中，雷雨云每秒钟增加电荷量约为180C，雷雨云下表面积近似为 ，静电力常量为则（　　） A．地面和雷雨云间的电场强度竖直向下 B．大气层与地面间电场强度约为60V/m C．地面与雷雨云的电势差每秒约增加180V D．地面与雷雨云之间的相对介电常数约为0.11 如图所示的电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，电容器储存电荷的特性用电容C来表征。 9．一个标有“400 V  150 μF”字样的电容器，其中“150μF”是指该电容器的（    ） A．电容 B．电荷量 C．电压 D．电阻 10．在额定电压下，该电容器所带的电荷量Q是（    ） A． B． C． D．60 C 11．在给该电容器充电过程中，下列说法正确的是（    ） A．电容器两极间的电压逐渐减小 B．电容器两极间的电压保持不变 C．电容器所带的电荷量逐渐增大 D．电容器所带的电荷量逐渐减小 考点三 常见电容器 12．该电容器在充电过程中，描述其所带电荷量 Q、两板间的电势差U、电容C之间相互关系不正确的是（    ） A． B． C． D． 13．如图，莱顿瓶是一个玻璃容器，瓶内、外壁各贴着一圈金属箔，作为里、外两个极板，穿过橡皮塞的铜棒上端是一个球形电极，下端利用铁链与内壁金属箔连接，外壁金属箔接地，在其他因素视为不变的情况下，下列说法正确的是（　　） A．金属箔越厚，莱顿瓶的电容越大 B．金属箔越厚，莱顿瓶的电容越小 C．瓶壁玻璃越薄，莱顿瓶的电容越大 D．瓶壁玻璃越薄，莱顿瓶的电容越小 14．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 15．如图所示，把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，相距很近的一对平行金属板加上恒定电压，碎屑就按一定的方向排列起来，则以下说法正确的是（　　） 模拟平行金属板间电场线的分布 A．相距很近的平行金属板将带上等量异种电荷 B．头发碎屑按电场线方向分布，无碎屑处无电场 C．两金属板距离越近，则金属板所带的带电量将越少 D．两金属板距离越远，两极板间的电场越接近匀强电场 16．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 二、解答题 17．如图是心脏除颤器原理示意图，除颤器的电容，将开关拨向“1”进行充电，稳定后电容器的电压。时，将开关拨向“2”，时电容器放电至两极板间电压为0，若充电保护电阻，人体电阻。求： (1)充电稳定后电容器所带电荷量； (2)放电过程最大电流的大小；（结果保留三位有效数字） (3)放电过程平均电流的大小。 18．电容器的形状变化会导致其电容变化，这一性质可用于设计键盘，简化原理图如图所示。键盘按键下的装置可视为平行板电容器，电容器的极板面积为、间距为，电容（为常量）。按下键盘按键时，极板间的距离变为按压前的倍；撤去按压，按键在弹力作用下复位。电容器充电后： (1)若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前的多少倍？ (2)若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变为按压前的多少倍？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D A A D D D A C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 C A C D A C 1．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。 2．A 【详解】AB．电容器充电过程中，电容器两端电压 充电电流 随充电进行，逐渐接近电源电动势，充电电流逐渐减小，因此逐渐减小，也就是电压先迅速增大，之后增长变平缓，最终稳定等于电源电压，故A正确，B错误； C．放电过程中，电压是指数衰减，不是均匀减小到零，故C错误； D．充电时，电源给电容器充电，电容器上极板带负电；放电时，负电荷从电容器上极板流出，向左经过电流表，因此电流表中电流方向为从左到右，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】AB．电容器的电容C是由电容器内部结构决定的，与加在电容器两极板间的电压无关，故AB错误； CD．根据Q=CU 可知，Q-U图像为过原点倾斜的直线，故C错误，D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．电容器的电容与电容器板间电压无关，加电压或不加电压、电容都是13μF，故A正确； B．电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，故B错误； C．电容器的电容由本身因素决定，与是否带电、带电量的多少及电容器两端间的电势差无关，电容器的电容由本身因素决定，故C错误； D．对于电容一定的电容器，其所带电荷量与极板间的电势差成正比，故D错误。 故选A。 5．A 【详解】超级电容器的电容是自身固有属性，充放电过程中保持不变。本题中电容器释放能量，处于放电过程，对外释放电荷，因此所带电荷量减小。根据电容定义式 变形得，不变、减小，因此两极板间电压也减小。 故选A。 6．D 【详解】电容是电容器本身的固有性质，仅由电容器自身结构（极板正对面积、极板间距、电介质性质）决定。 电容是比值定义，与电容器带电量、两极板间电压均无关。 故选D。 7．D 【详解】 A．该电容器为固定电容器，不是可调电容器，即电路符号不是错误，故A错误； B．电容器所标电压为额定电压，故B错误； C．由题图可知，该电容器的电容为2200 微法，故C错误； D．由QCU可知，该电容器两极间电势差为1V时，电容器带电荷量为Q，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．雷雨云底部带负电，电势低于地表，则地面和雷雨云间的电场强度竖直向上，故A错误； B．大气层与地面间电场强度约为 故B错误； C．根据可知，雷雨云与地面构成了电容器的电容为 雷雨云每秒钟增加电荷量约为180C，则电势差每秒约增加 故C错误； D．根据，则地面与雷雨云之间的相对介电常数 故D正确。 故选D。 9．A 10．C 11．C 12．A 【详解】9．“150μF”是指该电容器的电容。 故选A。 10．在额定电压下，该电容器所带的电荷量 故选C。 11．在给该电容器充电过程中，电容器两极间的电压逐渐增大，根据 可知电容器所带的电荷量逐渐增大。 故选C。 12．ABD．电容器的电容与电容本身有关，与电容器带电量、两极间的电压无关，故电容器的电容不随电容器带电量、两极间的电压的变化而变化，故A错误，BD正确； C．根据 可知图象是一条过原点的直线，故C正确。 本题选错误的，故选A。 13．C 【详解】金属箔，作为里、外两个极板，其厚度对电容无影响，瓶壁玻璃是电介质，根据其中，d是两极板之间的间距，即为电介质玻璃的厚度，可知当瓶壁玻璃越薄，莱顿瓶的电容越大。 故选C。 14．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。 15．A 【详解】A．相距很近的平行金属板将带上等量异种电荷，选项A正确； B．头发碎屑按电场线方向分布，无碎屑处仍有电场存在，选项B错误； C．根据 两金属板距离越近，由两板组成的电容器的电容越大，根据 Q=CU 则金属板所带的带电量将越多，选项C错误； D．两金属板距离越近，两极板间的电场越接近匀强电场，选项D错误。 故选A。 16．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。 17．(1)0.06C (2)2.86A (3)1.5A 【详解】（1）根据电容的定义式有 解得Q=0.06C （2）放电时最大电流 解得 （3）放电过程的平均电流 解得 18．(1)倍 (2)倍 【详解】（1）根据平行板电容器公式，电容的定义式 设按压前电容为，电压为U1，电荷量为Q，则 按压后极板间距离变为按压前的倍，即，此时电容 因为按压不改变电荷量Q，所以按压后电压 所以有 即按压后极板间的电压变为按压前的倍。 （2）对于平行板电容器，极板间的电场强度； 设按压前电压为U，极板间距离为d1，则电场强度 按压后极板间距离变为，且电压不变仍为U，此时电场强度 所以有 按压后极板间的电场强度大小变为按压前的倍。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $