电容器的电容 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电容器核心概念与公式应用，通过基础计算、动态分析及实际情境题，系统构建“定义式-决定式-电路应用”逻辑链，强化科学思维与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|2题（单选1-2）|电容大小比较法、Q=CU直接计算|从电容物理意义到定义式应用| |动态分析|7题（单选3-9、12）|开关状态分析法（通断对Q/U影响）、公式联立推导（C=εS/4πkd与E=U/d结合）|电容决定式与场强、电势关系推导| |电路结合|3题（单选10-11、多选15）|二极管单向导电性应用、LC振荡周期分析|电容器与电路元件相互作用规律| |实际应用|4题（单选8、11、多选16、解答19）|传感器原理建模（压力/光照影响电容）、能量转化分析|物理观念在科技场景中的迁移|

电容器的电容一轮复习专项练习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下图能储存电荷最多的电容器是（　　） A． B． C． D． 2．超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景．如图所示，某超级电容标有“2.7 V　100 F”，将该电容接在1.5 V干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为（    ) A．－150 C B．－75 C C．－270 C D．－135 C 3．如图为一种心脏除颤器的原理图，在一次模拟治疗中，先将开关S接到位置1，电容器充电后电压为10kV，再将开关S接到位置2，电容器在5ms内通过人体模型完成放电。已知电容器的电容为，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是（　　） A．这次电容器充电后带电量为0.4C B．这次放电过程的平均电流为40A C．人体模型起到绝缘电介质的作用 D．若充电至20kV，则该电容器的电容为 4．如图，某传感器中平行板电容器内的电介质由特殊的绝缘透明材料制成，若逐渐增大光照强度I的过程中，当光照强度I较小时，电介质材料的介电常数易增大，当光照强度I较大时，电介质材料的介电常数难以增大，将该电容器与电源连接，极板的电荷量与光照强度I的关系曲线可能正确的是（　　） A． B． C． D． 5．据报道，我国每年心源性猝死案例高达55万，而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过自动除颤机给予及时治疗。某型号模拟治疗仪器的电容器电容是，充电至电压，如果电容器在时间内完成放电，则下列说法正确的是（    ） A．电容器的击穿电压为 B．电容器充电后的电量为 C．当电容器放电完毕后，电容变为0 D．电容器放电过程的平均电流强度大小为 6．如图所示的电路，电介质板与被测量的物体A相连，当电介质向左或向右移动时，通过相关参量的变化可以将A定位。开始单刀双掷开关接1，然后将单刀双掷开关接2.则下列说法正确的是（　　） A．开关接1时，x增大，平行板电容器的电荷量增大 B．开关接1时，x增大，电路中的电流沿顺时针方向 C．开关接2时，x减小，静电计的指针偏角减小 D．开关接2时，x减小，平行板间的电场强度不变 7．如图，某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的，逐渐增大施加于两极板压力F的过程中，F较小时弹性结构易被压缩，极板间距d容易减小；F较大时弹性结构闭合，d难以减小。将该电容器充电后断开电源，极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是（    ） A． B． C． D． 8．如图是一种“跳跳小火箭”的实验装置：两块水平正对放置的薄木板用四根竹筷子固定，在两薄木板的内侧均贴上锡纸，并分别与直流稳压电源的正负极相连，在下板的锡纸上放置一个用锡纸裁剪的“小火箭”，接通电源后“小火箭”会上下跳动。下列说法正确的是（　　） A．“小火箭”始终不带电 B．“小火箭”首次向上运动的过程中电势能减小 C．撤去“小火箭”，若减小两板间距离，则板间电场强度不变 D．撤去“小火箭”，若减小两板间距离，则锡纸上的电荷量减少 9．如图所示，水平放置的平行板电容器接在电路中a、b两点，现将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离后停止滑动，则与滑片P滑动前比（　　） A．电容器中的c点电势将升高 B．电路中a点电势将升高 C．电源内阻消耗的功率增大 D．电源消耗的总功率减小 10．如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一点电荷，在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势。若保持极板B不动，第一次将极板A稍向上平移，第二次将极板A稍向下平移（移动后极板A的位置还在P点上方），则（　　） A．两次移动后U相同 B．两次移动后点电荷都保持静止 C．第一次移动后φ减小，第二次移动后φ增大 D．第一次移动后Q不变，第二次移动后Q增大 11．现代电路中，电容器、自感器、互感器扮演着非常重要的角色。如图所示，甲图是家用漏电保护装置图，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯，正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，零线与火线电流不相等，断路器吸起触头自动切断电源。图乙是测量储罐内绝缘液体的高度，工作时将开关S从a拨向b，电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流，根据振荡电流频率判断液体深度。关于两个电路，下列说法正确的是（     ） A．图甲中正常用电时，互感器中磁通量随火线中电流变化而变化 B．图甲中增加互感器上的线圈匝数，可增加装置灵敏度 C．图乙中储罐内绝缘液体液面越高，电容器电容就越小 D．图乙中振荡电流的周期越小说明储罐内绝缘液体越多 12．平行板电容器两极板水平放置，现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电量可忽略，闭合开关S，一带电油滴恰好静止于两板间的P点。现缓慢移动平行板电容器的下极板，先竖直向上移动一小段距离，再向下运动到原位置，在这一过程中下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器的电容先变小后变大 B．静电计指针张角先不变后变小 C．P点位置的电势先增大后不变 D．油滴将一直向上运动 二、多选题 13．根据学过的物理知识，下列说法中正确的是（  ） A．自行车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的 B．夏天，大树周围比较凉爽是因为树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低 C．某一电解电容器外壳上标注的是：“300 V 5 μF”， 该电容器只能在300 V电压时正常工作 D．某普通7号锌锰干电池的容量是400 mA·h，则此电池以40 mA电流为用电器供电，可以工作10 h 14．如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，闭合后，两板间有一质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止状态。以下说法中正确的是（　　） A．若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动 B．若将S断开，则油滴立即做自由落体运动 C．若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止 D．若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动 15．如图所示，用一个电源分别给两个中间为真空的平行板电容器充电。开始时，电键全部断开，然后将电键S1分别接到1、2两处，稳定后断开。两个电容器充电过程中电流强度随时间变化的情况如乙图所示，则下列说法正确的是（　　）    A．电容器的带电量 B．两个电容器两端的电压大小关系为 C．减小电容器C2的正对面积，闭合电键S1至1，电阻R1上有向左的瞬时电流流过 D．在电容器C1中间插入有机玻璃，闭合电键S2，电阻R2上有向右的瞬时电流流过 16．某实验小组为探究新材料的热膨胀特性，设计了如图所示的装置，平行板电容器的上极板固定，下极板通过该材料支撑，可随其尺寸变化上下移动。电容器与输出电压恒定的电源连接，并接入电流传感器。若材料温度变化，电流传感器检测到如图所示方向的电流，则（     ） A．电容器处于放电过程 B．两极板间的电压增大 C．电容器的电容减小 D．该材料的尺寸变大 三、填空题 17．随着科技的发展，电容器已经广泛应用于各种电器中。有一平行板电容器，它的极板上带有的电荷量，现只改变电容器所带的电荷量，使其两板间的电压变为，此时极板上所带的电荷量比原来减少了，则此电容器的电容为_________，电容器原来两板间的电压为_________V。 18．两块平行金属板，相距2cm，组成一个电容器．当将它接在200V的直流电压上时，它所带的电量是5×10－8库．那么，电容器的极板间的场强大小为 _____，电容器的电容大小为 _________． 四、解答题 19．如图，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=45°。已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，，取。求： （1）流过电源的电流； （2）两板间的电场强度的大小； （3）小球的质量。 20．如图，电源电动势、内阻，定值电阻、，为电阻箱，电容器的电容C=50μF，开关S闭合电路稳定后，求： （1）开关闭合前，通过的电流大小； （2）开关闭合后，调节电阻箱时，电容器所带的电量； （3）开关闭合后，要使与的总电功率最大，的阻值大小。 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 《电容器的电容一轮复习专项练习题》参考答案 1．B 【详解】电容表示电容器储存电荷的本领，电容越大表示所能储存的电荷越多。四个电容器，A电容为100μF，B电容为100F，C电容为20μF，D电容为1000μF。可见B的电容最大，储存电荷本领最大。 故选B。 2．A 【详解】根据电容器的公式，则有 所以 由于是负极板，故选A。 3．B 【详解】A．由电容的定义式可得，这次电容器充电后带电量为 故A错误； B．由电流的定义式可得，这次放电过程的平均电流为 故B正确； C．人体模型是导体，不能起到绝缘电介质的作用，故C错误； D．由电容的决定式可知，充电至20kV，则该电容器的电容不变，仍为，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】根据 由题意可知，当光照强度I较小时，随I增加，介电常数ε增大，则Q增加；当光照强度I较大时，随I增加，介电常数ε难以增大，则Q不变；则Q-I图像可能为C。 故选C。 5．D 【详解】A．当电容器的电压达到击穿电压时，电容器将会损坏，所以电压不是击穿电压，A错误； B．根据电容的定义式，解得 B错误； C．电容器的电容与电容器的带电荷量无关，所以当电容器放完电后，其电容保持不变，C错误； D．电容器放电过程的平均电流强度大小为 D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．开关接1时，平行板间的电压不变，x增大，电介质常数减小，由公式 可知电容器的电容减小，又由 知平行板电容器的电荷量减小，A错误； B．电容器放电，由电路图可知,电路中的电流沿逆时针方向， B错误； C．开关接2时，电容器所带的电荷量保持不变，x减小，电容器的电容增大，由公式 可知两极板的电势差减小，则静电计的指针偏转角度减小，C正确； D．由 可知平行板间的电场强度减小，D错误。 故选C。 7．D 【详解】根据公式和电容的决定式 可得 根据题意F较小时易被压缩，故可知当F较小时，随着F的增大，d在减小，且减小的越来越慢，与电源断开后Q不变，故此时极板间的电势差U在减小，且减小的越来越慢；当F增大到一定程度时，再增大F后，d基本不变，故此时U保持不变，结合图像，最符合情境的是D选项。 故选D。 8．B 【详解】A．小火箭是锡纸（导体），与带正电的下板接触后，会带上和下板同号的正电荷，故A错误； B．下板接正极、上板接负极，板间电场方向向上；小火箭带正电，向上运动时电场力做正功，因此小火箭的电势能减小，故B正确； C．电容器接稳压电源，不变，根据电场强度公式，减小板间距时，板间电场强度会增大，故C错误； D．根据平行板电容决定式，减小则电容增大；又，不变，因此锡纸上的总电荷量增大，故D错误。 故选B。 9．D 【详解】AB．电容器相当于断路，滑片P向左移动后，外电路总电阻增大，干路电流减小，则两端电压减小，a点电势降低。电容器与并联，其两板间电压降低，根据 知极板间场强减小，因此c点到下极板的电势差减小，c点电势降低，故AB错误； C．由于干路电流减小，因此电源内阻上消耗的功率 减小，故C错误； D．由于干路电流减小，电源消耗的总功率 减小，故D正确。 故选D。 10．D 【详解】将极板A稍向上平移，极板间距d增大，由电容器决定式 可知，电容C减小，若电容器两端电压U不变，电容器所带电量Q将减小，由于二极管具有单向导电性，电容器的电荷不能回到电源，所以电容器的电量Q不变。由于电容C减小，由电容的定义式 可知，U变大。 又 得 可知板间场强不变，电荷保持静止。 因为极板B接地，电势为零，P点到极板B的距离不变，场强不变，则P点到极板B的电势差不变，故P点电势不变。 若极板A稍向下平移，可知电容C增大，电荷可通过二极管对电容器充电，Q增大，电压U不变，故两次移动后U不同。 因为两极板间距d减小，故场强减小，电荷向下移动。同样，P点到极板B的电势差减小，P点电势降低，故D正确，ABC错误。 故选D。 11．B 【详解】A．正常用电时，火线与零线中的电流等大反向，二者在零序电流互感器铁芯中产生的磁场相互抵消，铁芯中的磁通量不随火线电流变化，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律，感应电动势大小 其他条件不变时，增加互感器检测线圈的匝数可增强检测信号，使断路器更容易动作，故B正确； C．绝缘液体的介电常数大于空气，液面越高，极板间被绝缘液体填充的面积越大，电容器的电容越大，故C错误； D．振荡电流的周期 在不变时，周期越小说明电容越小，对应绝缘液体液面越低，故D错误。 故选B。 12．D 【详解】A．根据平行板电容器电容公式，下极板先竖直向上移动一小段距离，再向下运动到原位置，则平行板电容器的电容先变大后变小，故A答案错误； B．静电计测量的是电容器两端的电势差，所以当下极板上移时，电容增大，此时电容器充电，二极管通电，故极板两端的电压不变，静电计指针张角不变，当极板下移时，电容器电容较小，电容器需要放电，但由于二极管不导电，故两极板两端电电荷量不变，根据,可以得出两极板电压增大，故夹角增大，故B答案错误； C．当下极板上移时，极板两端电压不变，由极板间电场强度增大，下极板电势为0，故P点电势降低更快，故P点电势减小，当下极板下移时，电容器的电荷量不变，由可知电场强度不变，P点与下极板距离增大，故P点电势增大，即P点电势先减小后增大，故C答案错误； D．据前分析，电容器间电场强度先增大后保持不变，故电荷先向上加速运动后向上匀速运动，故D答案正确。 故选D。 13．BD 【详解】A．惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素无关，故A错误； B．蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气，增加空气湿度，降雨量增多；蒸腾作用散失水分，吸收热量，使气温降低；夏天大树还能遮挡阳光，降低温度；此外大树还能进行光合作用，释放氧气，使空气清新宜人，因此树荫下，空气湿润、凉爽、清新宜人，故“大树底下好乘凉”，是大树的蒸腾作用对环境的影响，故B正确； C．300V是电容器允许的最高电压，是电容器的容量，与电压高低无关，故C错误； D．根据 得 故D正确。 故选BD。 14．AC 【详解】A．电容器两板间带电油滴恰好处于静止状态，则有重力与电场力平衡，则有 mg=qE 若将A板向上平移一小段位移，两板间距 d增大，电容器两板间的电压U不变，由可知，两板间的电场强度减小，油滴受电场力减小，重力大于电场力，则油滴向下加速运动，A正确； B．若将S断开，电容器所带电荷量Q不变，电容C不变，由电容的定义式可知，两板间的电压不变，场强不变，则油滴仍处于静止状态，B错误； C．若将A板向左平移一小段位移，电容器两板相对面积S减小，电容器两板间的电压U不变，场强不变，则油滴仍处于平衡状态，油滴仍然静止，C正确； D．若将S断开，电容器所带电荷量Q不变，再将A板向下平移一小段位移，d减小，S不变，由平行板电容器的电容决定式、电容的定义式和场强公式，联立解得 可知，电场强度E与电容器两板间距d无关， 场强不变，则油滴仍处于静止状态，D错误。 故选AC。 15．CD 【详解】AB．根据可知，图线与坐标轴包围的面积代表电容所带电荷量，由图可知C1所带的电荷量大，用同一个电源充电，稳定时电压相同，故AB错误； C．电容器的下极板带负电，稳定时两电容的电压相等，减小电容器C2的正对面积，根据电容的决定式可知，电容器C2的电容减小，电荷量减小，则闭合电键S1至1，电阻R1上有向左的瞬时电流流过，故C正确； D．当C1中间插入有机玻璃后，电容增大，带电量将要变大，需充电，有电荷从C2移动到C1，负电荷通过电阻R2向左，所以电流通过R2向右，故D正确。 故选CD。 16．AC 【详解】A．电源输出电压恒定，因此电容器两极板间电压保持不变。由电容定义式，在不变时，电容器电荷量减小对应电容减小；平行板电容器的决定式为，极板面积和介质不变时，电容减小对应极板间距增大。图示电流方向是从电容器一侧流向电源正极，说明电容器向电源释放电荷，处于放电过程，故A正确； B．电容器与输出电压恒定的电源相连，两极板间电压保持不变，故B错误； C．电容器放电时电荷量减小，而极板间电压恒定。由前述电容定义式可知，电容减小，故C正确； D．由前述平行板电容器决定式，电容减小意味着两极板间距增大。上极板固定，所以下极板向下移动，支撑它的材料尺寸变小，故D错误。 故选AC。 17． 300 2 【详解】[1]电容器的电容 [2]电容器原来的电压 18．10000V/m，2.5×10﹣10F 【分析】本题考查了电容的定义式的应用，知道电容器间的电场为匀强电场． 【详解】电容器间的电场为匀强电场，根据场强公式即可求解；根据电容的定义式求电容大小． 电容器间的电场为匀强电场，所以电容器的极板间的场强大小为 E==10000V/m， 电容 C==2.5×10﹣10F 故答案为10000V/m，2.5×10﹣10F 19．（1）1A；（2）50V/m；（3）1.5×10-3kg 【详解】（1）R2和R3并联后的等效电阻为 根据闭合电路欧姆定律可知 （2）两板间电压等于路端电压，即 两板间的电场强度的大小为 （3）设小球质量为m，根据平衡条件可得 解得 20．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律，开关闭合前，通过的电流大小为 （2）开关闭合后，调节电阻箱时，电容器两端电压为 此时电容器所带的电量为 （3）开关闭合后，设和的并联电阻为R23，则与的总电功率为 由上式根据数学知识可知P最大时有 解得 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 $