第04讲 电容器及其两类变化 复习精细讲义-2026-2027学年高二物理上学期人教版必修第三册

第04讲 电容器及其两类变化 考点1 电容器及电容的定义式 考点2 平行板电容器电容的决定式 考点3 平行板电容器的两类动态问题 考点1：电容器及电容的定义式 1.电容器的组成 两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一个电容器.比如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),就组成了一个最简单的电容器，叫作平行板电容器，如图所示. ①任意两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成是一个电容器。 ②对于一个孤立的导体，如金属球，也有容纳电荷的本领，另个电极可认为在无穷远处。 2.观察电容器的充、放电现象 (1)把电容器的一个极板与电池的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板将分别带上等量的异号电荷，这个过程叫作充电.如图甲所示，电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流。 (2)用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器就不带电了，这个过程叫作放电。如图乙所示，电容器放电时，电路中有短暂的放电电流。 (3)①充电特点： a.充电电流从电源正极流出；b.电容器所带电荷量增加；c.极板间场强增大，电压升高；d.电源的能量不断储存到电容器中；e.充电后，电容器两极板间的电压与充电电压相等. ②放电特点： a.放电电流从正极板流出；b.电容器所带电荷量减少；c.极板间的场强减小，电压降低；d.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；e.放电后，两极板间的电压为零。 ①当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间的电压与充电电压相等. ②电容器所带的电荷量指的是电容器一个极板所带电荷量的绝对值。 3.电容的计算 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，叫作电容器的电容. 或者电容器增加(或减少)的电荷量△Q与两极板间增大(或减小)的电势差△U的比值，叫作电容器的电容。 定义式：,表示电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量. 电容单位：法拉(简称法，符号F)，微法(μF)，皮法(pF)，1 F=106μF=1012pF. 物理意义：电容表示电容器容纳电荷本领的物理量. ①如图所示，Q-U图像是一条过原点的直线，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，直线的斜率表示电容.因而电容器的电容也可以表示为,即电容的大小在数值上等于两极板间的电势差增大(或减少)1V时电容器所增加(或减小)的电荷量. ②是比值定义式，不能理解为C与Q成正比、与U成反比，C的值与电容器是否带电及带电荷量多少无关； ③C由电容器本身结构性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定，反映了电容器容纳电荷的本领，不同电容器的电容不同. 【典例1】（26-27高二上·广西玉林·阶段检测）心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激患者的心脏恢复正常跳动的仪器。在一次心脏除颤器的模拟治疗中，心脏除颤器的电容器电容为15 μF，充电后电容器的电压为4.0 kV，如果电容器在2.0 ms时间内完成放电，下列说法正确的是（     ） A．放电之前，电容器储存的电荷量为0.06 C B．放电过程中电容逐渐减小 C．放电之后，电容器的电容为零 D．放电之后，电容器的电压仍为4 kV 【答案】A 【详解】A．已知电容器的电容为，充电后的电压为，根据电容的定义式可得电容器储存的电荷量为 代入数据解得，故A正确； B．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，由电容器本身的结构和电介质决定，对于平行板电容器有 放电过程中电容器的结构及电介质均不变，因此电容保持不变，并非逐渐减小，故B错误； C．完全放电后电容器所带电荷量变为零，但其电容不随所带电荷量变化，仍有，故C错误； D．电容器在内完全放电，放电后有，根据电容的定义式可得 因此放电后电压为零，不再是，故D错误。 故选A。 【典例2】（多选）（26-27高二上·北京西城·阶段检测）下图是描述对给定的电容器充电时，电荷量、电压、电容之间相互关系的图像，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．给定电容器的电容保持不变，由电容的定义式可得 因此电荷量与电压成正比，-图像为过原点的倾斜直线，A正确，B错误； CD．电容由电容器本身的构造决定，与所带电荷量无关，所以-图像为平行于横轴的直线，C错误，D正确。 故选AD。 【典例3】在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。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，实验中使用了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_____ 选填“充电”或“放电”过程，此过程中流经电阻 R 上的电流方向 ____ 选填“自上而下”或“自下而上”。 (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______。 【答案】(1) 放电 自下而上 (2)430 【详解】（1）[1]开关先接，电容器不带电；改接后，电源给电容器充电；一段时间后再改接，电容器通过电阻和电流传感器放电，所以电容器进行的是放电过程。 [2]充电时电容器上极板接电源正极，上极板带正电，下极板带负电。放电时电流从电容器上极板流出，经开关、电流传感器、电阻回到下极板，因此流经电阻的电流方向为自下而上。 （2）电容器充电后电压等于电源电动势，即。放电过程中释放的电荷量等于电容器储存的电荷量，根据电容定义式有 代入数据解得 考点2：平行板电容器电容的决定式 1.平行板电容器 (1)结构：由两块彼此绝缘、相距很近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器 (2)平行板电容器的两极板上带等量异号电荷，分布在两个极板相对的内侧，极板间形成匀强电场(除边缘外). 2.平行板电容器的电容的决定因素 电容的大小由两极板间的距离d、两极板的正对面积S、两极板间电介质的相对介电常数决定。 公式：，此为平行板电容器电容的决定式，其中是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。 ①由静电计测量电势差，电容器两极板间的电势差U的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针张角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化。 ②电容器两极板间的电势差不能用电压表直接测量，因为尽管电压表的内阻很大，但它与电容器直接并联后，会使得电容器两极板正、负电荷中和，直至两极板间的电势差为零，不过可以通过电源、负载控制来间接测量。 ③静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器所带的电荷量保持不变. ④真空的介电常数为1,空气的相对介电常数与1十分相近，其他绝缘物质的相对介电常数大于1. 3.与的对比 公式类别 定义式 决定式 适用范围 所有电容器，同一电容器，Q∝U,不变，反映了电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝ℇr,C∝S,C∝,反映了平行板电容器电容的决定因素 联系 电容器容纳电荷的本领，即电容的大小可以由来度量，但决定因素是电容器本身，如平行板电容器由ℇr、S、d等因素决定 4.常见电容器 （1）常见电容器分类 按电介质分类 聚某乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等 按电容是否可变分类 ①固定电容器：电容固定不变，电容器的符号为“” ②可变电容器：通过改变两极板间的正对面积或距离来改变电容，电容器的符号为“”. （2）电容器的额定电压和击穿电压 额定电压(或称工作电压) 电容器能够长期正常工作时的最大电压 击穿电压 电介质被击穿时加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 注意 (1)电容器外壳上标的电压是额定电压，额定电压比击穿电压低 (2)电解电容器正、负极不能接反，不能接交流电 【典例4】（25-26高一下·浙江台州·期末）如图是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（     ） A．该电容器的电容为220法拉 B．50 V为该电容器的击穿电压 C．该电容器储存的电荷越多，电容越大 D．该电容器两极间电势差为1 V时，所带电荷量为 【答案】D 【详解】A．该电容器电容为，不是，故A错误； B．电容器上标注的是额定电压（允许电容器长期工作的最大电压），击穿电压是电容器被击穿损坏的临界电压，大于额定电压，故B错误； C．电容是电容器本身的固有属性，由电容器自身结构决定，与所带电荷量无关，故C错误； D．根据电容定义式，可得，故D正确。 故选 D。 【典例5】（25-26高二下·陕西榆林·期末）一款机器人的柔性电子皮肤采用了电容传感器，其上、下皮层薄膜作为极板，中间由特殊材料作为支撑层，结构如图所示。工作时，电容器两极板间电压恒定，当皮肤受到垂直挤压时，支撑层被压缩（即极板间的距离减小），则（     ） A．电容器处于放电状态 B．两极板间的电场强度变小 C．两极板间的电场强度不变 D．电容器处于充电状态 【答案】D 【详解】AD．当皮肤受到垂直挤压时，支撑层被压缩，电容器两极板间距离减小，根据电容的决定式可知，电容器的电容变大，工作时电容器两极板间电压恒定，根据可知，电容器的电荷量变大，电容器处于充电状态，故A错误，D正确； BC．工作时电容器两极板间电压恒定，两极板间距离减小，根据可知，两极板间的电场强度变大，故BC错误。 故选D。 【典例6】（26-27高二上·福建福州·阶段检测）如图为研究影响平行板电容器电容的因素的实验，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，实验中，极板所带电荷量不变，则： (1)当保持S不变，增大d，则____________（填“变大”“变小”或“不变”）； (2)当保持S、d不变，在板间插入玻璃板，则____________（填“变大”“变小”或“不变”）； (3)以上实验方法均采用了_____________________________________________。 【答案】(1)变大 (2)变小 (3)控制变量法 【详解】（1）保持正对面积不变，增大极板间距时，由可知，电容变小；由于不变，由​可知，极板间电势差增大，因此静电计偏角变大。 （2）、不变，插入玻璃板时，玻璃板的相对介电常数大于空气的相对介电常数，由可知，电容变大；不变时，由可知，极板间电势差减小，因此静电计偏角变小。 （3）两次实验都控制了其它物理量不变，只研究某一个变量对电容的影响，该实验方法为控制变量法。 考点3：平行板电容器的两类动态问题 1.两类动态问题 平行板电容器的两类动态问题指的是电容器始终连接在电源两端和充电后断开电源两种情况下，电容器的d、S或者ℇr发生变化时，判断C、Q、U、E的变化情况.解决的主要方法：控制变量法.具体分析方法如下. (1)电容器充电后与电源断开的情况，电荷量Q恒定不变，若判断C、U随S、ℇr、d的变化，则需要根据及来判断. 解电容器问题的两个常用技巧 （1）在电荷量保持不变的情况下，由E＝＝＝知，电场强度与板间距离无关。 （2）针对两极板带电量保持不变的情况，还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线，两极板间距离变化时，场强不变；两极板正对面积变化时，如图丙中电场线变密，场强增大。 (2)电容器始终与电源相连的情况，电势差U恒定不变，若判断C、Q随S、ℇr、d的变化，则需要根据及来判断.具体情况分析如下： 2.电容内固定点的电势及电势能的变化 （1）单纯求电容内某点的电势不方便，一般求该点到电势为零的两点间的电势差，两点间的电势差一般采用方程Uab＝El来计算，其中l为a、b两点沿电场方向的距离。 （2）Uab＝El中的场强可以利用方程E＝求解，其中U为两板间的电压，d为板间距。 （3）E＝中两板间的电压，利用U＝可求。平行板电容器电容可以利用方程C＝计算。 （4）由于已经知道了电容内某点的电势，因此求电势能主要利用方程E＝φaq。 【典例7】（26-27高二上·河北保定·阶段检测）某软件运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示，M极板固定且电势保持不变，N极板两端与固定在手机上的两绝缘轻弹簧连接。若N极板向下移动少许距离，则（     ） A．电容器的电容增大 B．电容器带的电荷量减少 C．两极板间的电场强度增大 D．两极板间的电场强度不变 【答案】B 【详解】A．根据平行板电容器电容决定式，N极板向下移动时，两极板间距增大，因此电容减小，故A错误； B．电容器两极板与电源相连，两极板间电势差等于电源电压、保持不变。由电容定义式可知，减小、不变，因此电荷量减少，故B正确； CD．两极板间为匀强电场，由电场强度可知，恒定、增大，因此电场强度减小，故CD错误。 故选B。 【典例8】（26-27高二上·河南·阶段检测）如图所示，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电荷量可视为不变，则下列说法正确的是（     ） A．图甲中减小两板正对面积，板间电场强度变大，静电计指针张角变大 B．图乙中增大两板间距，板间电场强度不变，静电计指针张角不变 C．图丙中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D．图丙中，在两板间插入导体，静电计指针张角变大 【答案】A 【详解】A．根据平行板电容器电容的决定式 题图甲中减小两板正对面积，可知电容器电容减小，平行板电容器带电荷量不变， 根据 可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大， 根据 可知板间电场强度增大，A正确； B．题图乙中增大两板间距，可知电容器电容减小，平行板电容器带电荷量不变，则电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，根据 ，， 可得 可知增大两板间距，板间电场强度不变，B错误； C．题图丙中，在两板间插入其他介质，介电常数增大，可知电容器电容增大，平行板电容器带电荷量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，C错误； D．题图丙中，在两板间插入导体，相当于 减小，可知电容器电容增大，平行板电容器带电荷量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，D错误。 故选A。 【典例9】（26-27高二上·江苏镇江·阶段检测）如图电路中AB是两金属板构成的平行板电容器。先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向上平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变。则下列说法正确的是（　　） A．P点电势降低 B．电容器的电容变小 C．电容器内部电场强度大小变大 D．电容器内部电场强度大小变小 【答案】A 【详解】ACD．断开电键K后电容器极板带电量Q不变。由、、 联立解得 可知电容器内部电场强度E不变。B板接地，电势为。P点电势为。B板向上平移，P点与B板间距离dPB减小，代入上式得降低。故A正确，CD错误； B．由可知，B板向上平移，板间距离d变小，电容C变大。故B错误。 故选A。 【典例10】（多选）（26-27高二上·广西贵港·阶段检测）如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板接地，上极板与一静电计相连，开关S闭合后，一油滴刚好静止于电容器中的p点，下列说法中正确的有（     ） A．保持S闭合，将上极板向下移动小段距离，极板电量增加，p点的电势升高 B．保持S闭合，将下极板向上移动小段距离，油滴向上移动，平行板电容器的带电量增加，静电计张角变大 C．断开S，将上极板下移小段距离，静电计张角变小，油滴仍然静止 D．断开S，将油滴固定在p点，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，电容变大，两极板电势差减小，油滴的电势能增加 【答案】ACD 【详解】A．保持S闭合，极板间电压不变，将上极板向下移动小段距离，则极板间距离减小，由，可知，电容变大，极板间电场强度变大，由可知，极板上电量增加，p点到下极板的距离不变，由可知，p点与下极板间的电势差变大，则p点的电势升高，故A正确； B．保持S闭合，极板间电压不变，静电计张角不变，将下极板向上移动小段距离，则极板间距离减小，同理可知，极板上电量增加，极板间电场强度变大，则油滴向上移动，故B错误； C．断开S，极板上电量不变，将上极板下移小段距离，则极板间距离减小，电容变大，极板间电压减小，静电计张角变小，由，和 整理可得 可知，极板间电场强度不变，则油滴仍然静止，故C正确； D．断开S，将油滴固定在p点，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，极板上电量不变，介电常数变大，则电容变大，两极板电势差减小，极板间电场强度减小，p点的电势降低，油滴所受电场力向上，可知油滴带负电，则油滴电势能将增加，故D正确。 故选ACD。 【典例11】（多选）（26-27高二上·山西太原·阶段检测）如图所示，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的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电量可忽略。开关闭合，稳定时一带电油滴静止在两板间的点。下列说法正确的是（     ） A．保持闭合，若将上极板缓慢上移，A、B两板间的电场强度减小 B．保持闭合，若将上极板缓慢左移，点的电势变大 C．保持闭合，若将上极板缓慢下移，带电油滴向上运动 D．若断开，将上极板缓慢下移，静电计指针偏转角变小 【答案】BCD 【详解】A．根据平行板电容器电容的决定式可知，若将上极板缓慢上移，两板间的距离增大，则电容减小。若无二极管，由于电容器与电源相连，则电容器两板间的电势差应保持不变，那么根据电容器的定义式可知，由于电容的减小，电容器的电荷量将要减小，即电容器将要放电，但由于二极管的单向导电性，导致电容器不能放电，所以其电荷量保持不变。根据匀强电场电场强度与电势差的关系式有 根据电容器的定义式有 根据平行板电容器电容的决定式有 联立解得两板间电场强度的表达式为 由于电容器的电荷量和两板的正对面积都不变，所以两板间的电场强度也不变，故A错误； B．由A选项分析可知，保持闭合，若将上极板缓慢左移，两板的正对面积减小，则两板间的电场强度增大。已知电容器下极板接地，则下极板的电势为0，设点到下极板的距离为，则点的电势为 由于点到下极板的距离不变，两板间的电场强度增大，所以点的电势增大，故B正确； C．根据平行板电容器电容的决定式可知，若将上极板缓慢下移，两板间的距离减小，则电容增大。由于二极管允许充电，所以电容器两极板间的电势差保持不变。根据可知，由于保持不变，减小，所以两板间的电场强度增大。带电油滴原来静止，根据平衡关系有 所以由于两板间电场强度的增大，带电油滴向上运动，故C正确； D．若断开，电容器的电荷量保持不变。将上极板缓慢下移，两板间的距离减小，由A选项分析可知，由于电容器的电量和两板的正对面积都不变，所以两板间的电场强度也不变。根据可知，由于两板间的距离减小，则电容器两板间的电势差减小。由于静电计测量的是电容器两板间的电势差，所以静电计指针偏转角变小，故D正确。 故选BCD。 一、单选题 1．（26-27高二上·福建厦门·阶段检测）家用健身挥拳力量测试仪的核心部件为平行板电容器，如图所示，固定极板与可动极板的正对面积保持不变，极板间介质为空气。挥拳冲击可动极板时，极板间距会随之减小。测试前先将电容器与恒压电源相连完成充电，随后断开电源。下列说法正确的是（     ） A．挥拳冲击过程中，极板间电压不变 B．挥拳冲击过程中，极板带电量减小 C．挥拳力量越大，电容越大 D．挥拳力量越大，极板间电压越大 【答案】C 【详解】AD．测试前将电容器与恒压电源相连完成充电后断开电源，极板带电量保持不变。挥拳冲击可动极板时，极板间距减小，由平行板电容器的决定式可知电容增大，由可知极板间电压减小，AD错误； B．挥拳冲击过程中只改变极板间距，电容器已与电源断开，极板带电量不变，并不是减小，B错误； C．挥拳力量越大，可动极板被冲击后极板间距越小，正对面积和极板间介质都不变，由可知电容越大，C正确； 故选C。 2．（26-27高二上·江西·阶段检测）平行板电容器充电后与电源断开，现将两极板间的距离增大，则下列说法正确的是（    ） A．电容增大，电压减小 B．电容减小，电压增大 C．电荷量增大，电压不变 D．电荷量减小，电场强度不变 【答案】B 【详解】断开电源，电荷量Q不变，由电容可知，若两极板间的距离d增大，则电容C减小，又由电容定义式可知Q不变，C减小，则电压U增大。 故选B。 3．（26-27高二上·河北石家庄·阶段检测）纸厂在生产纸张时为了实时监控其厚度，设计了如图所示的装置，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的纸张厚度减小时，下列说法正确的是（     ） A．极板间电势差降低，电容减小 B．极板间电势差不变，电容器放电 C．极板带电荷量增大，电容增大 D．灵敏电流计中无电流通过，极板间电势差不变 【答案】B 【详解】A．平行板电容器始终和恒压直流电源相连，因此极板间的电势差U一定等于电源电压，保持不变，A错误； C．由于纸厚度减小，则εr变小，根据平行板电容器决定式可知，电容变小，故C错误； BD．根据可知，U不变，C减小，则Q减小，所以电容器放电，灵敏电流计中有电流通过，故B正确，D错误。 故选B。 4．（26-27高二上·广东广州·阶段检测）电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件由一块固定极板M和一块可前后移动的极板N组成的平行板电容器。已知，电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性两极板之间的相对位置发生变化，使M、N间的电压发生变化，电压到一定临界值安全气囊弹出。则减速过程，下列说法正确的是（　　） A．极板间距离增大 B．电容器电容增大 C．极板间电压增大 D．极板间场强增大 【答案】B 【详解】A．M极板固定，汽车减速可移动的极板N由于惯性相对M极板向前运动，即极板间距离减小，故A错误； BC．M、N两极板间的距离d减小，根据可知电容增大，因为电荷量Q不变，根据可知极板间电压U减小，故B正确，C错误； D．极板间电场强度，又因为， 联立解得 可知电场强度不变，故D错误。 故选B。 5．（26-27高二上·江苏南京·阶段检测）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（视为绝缘电介质）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减小 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．由，知若土壤逐渐变干燥时，减小，则电容C减小。A错误； B．开关闭合，电容器与电源相连，极板电压U不变。B错误； C．由，C减小、U不变，所以电荷量Q减小，电容器放电。C错误； D．电容器放电，正极板正电荷流出，电流方向从M 经电流表流向N。D正确。 故选D。 6．（26-27高三上·湖南·阶段检测）如图1、2所示，单刀双掷开关S先接到1，时刻电容器开始充电，时开关改接到2。已知内电容器两端的电压随时间变化的图像如图2所示，则下列描述电阻两端的电压随时间变化的图像中可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】时间内，开关S接1，电容器充电，电流从电源正极流出，经电阻R的c端流向d端，因此c点电势高于d点，为正值，电容器充电过程中，回路电流逐渐减小，充电完毕后电流为零，根据欧姆定律，R为定值，因此随电流减小逐渐降低到0。时间内，开关S接2，电容器放电，此时回路电流方向与充电阶段相反，电阻R两端的电压极性会反转，变为负值，由图2可知，放电过程中的下降斜率的绝对值变小，说明放电电流的大小从初始的最大值逐渐减小到0，对应的的绝对值也从初始的最大值逐渐减小到0。只有A选项符合要求。 故选A。 7．（26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测）如图所示，平行板电容器的金属板A、B水平放置，与直流恒压电源两极相连，电路中接有电流计G，极板B接地。极板间有一带负电的液滴静止在P点，则下列判断正确的是（　　） A．a端是电源的负极 B．将A板向右平移一些，液滴将向下运动 C．将B板向下平移一些，P点电势升高 D．将A板向下平移过程中，电流计中有从c到d的电流 【答案】C 【详解】A．由于带负电的液滴处于静止状态，可知液滴受到的电场力竖直向上，板间电场方向竖直向下，所以A板带正电，端是电源的正极，故A错误； B．将A板向右平移一些，电容器板间电压不变，板间距离也不变，根据可知，板间的电场强度不变，液滴仍保持静止，故B错误； C．将B板向下平移一些，板间电压不变，极板间距增大，由可知板间电场强度减小，点到A板的距离固定，因此与A板的电势差减小，A板电势等于电源电动势保持不变，故点电势升高，故C正确； D．将A板向下平移过程中，两极板间距离变小，根据可知，电容增大，板间电压不变，根据可知电容器所带电荷量增大，电容器充电，则电流计中有到的电流，故D错误。 故选C。 8．（26-27高二上·河南·阶段检测）电容麦克风广泛应用于智能手机、助听器，其核心部件为电容式传感器。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，并与恒压直流电源相连，如图所示。当声波驱动振动膜片从图示位置向右运动时，下列说法正确的是（　　） A．振动膜片与固定电极之间的电场强度减小 B．电容器所带的电荷量减小 C．电容器发生了充电现象 D．有从左到右的电流流过电阻R 【答案】C 【详解】A．振动膜片向右运动，靠近固定电极，两极板间距离减小。 电容器的电容，距离减小，电容增大。 电容器与恒压直流电源相连，电压不变。由可知，电容增大，电荷量增大，电容器需要继续充电。 两极板间电场强度，不变，减小，所以增大，故A错误； B．电容增大，电压不变，电荷量增大，不是减小，故B错误； C．电荷量增大，电容器发生充电现象，故C正确； D．根据电路极性，充电时电流方向与选项描述相反，电阻中不是从左到右的电流，故D错误。 故选C。 9．（26-27高二上·安徽合肥·阶段检测）如图所示的电路中，直流电源的电压恒定不变，平行板电容器C的两块极板水平放置。当开关、都闭合时，电容器内一个质量为的带电微粒处于静止状态，若要微粒运动起来，则下列做法可行的是（     ） A．仅断开 B．仅断开 C．保持和闭合，将上极板向右平移一小段距离 D．同时断开和，然后改变两极板间距离 【答案】A 【详解】A．单独断开，电容器通过电阻放电，内部场强减弱，微粒所受静电力发生变化，将不再保持静止，故A正确； B．单独断开，不影响电容器两板间的电压，内部场强不变，微粒保持静止，故B错误； C．保持和闭合，将上极板向右平移一小段距离，电容器极板间电压不变，极板间距不变，内部场强不变，微粒仍保持静止，故C错误； D.同时断开和，电容器成为孤立电容器，电荷量不变，由得改变两极板间的距离不影响内部场强，微粒仍保持静止，故D错误。 故选A。 10．（26-27高二上·辽宁营口·阶段检测）如图所示，平行板电容器充电后断开电源，在极板M、N间的位置P固定电荷量为q的正点电荷。现将极板N沿远离另一极板方向平移一小段距离。此过程中电容器的电容C、两极板间的电场能E（已知）、点电荷q受到的电场力F、具有的电势能随两板间距离d变化的图像可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．根据平行板电容器电容决定式 可知与板间距成反比，图像应为反比例曲线，故A错误； B．题给电场能公式 结合、，代入可得： 可见电场能与板间距成正比，应为过原点的倾斜直线，故B错误； C．对于带电量固定的平行板电容器，推导板间场强： 可知板间匀强电场的场强和板间距无关，是定值。点电荷受到的电场力 因此不随变化，为水平直线，故C正确； D．由题图可知极板N接地（电势为0），设固定点电荷到M板的距离为，则点的电势 点电荷的电势能 由于不变、的位置固定，x不变，因此随总板间距增大而增大，故D错误； 故选 C。 11．（26-27高二上·浙江·阶段检测）如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（     ） A．振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变 B．振动膜向右运动时，点的电势比点的电势低 C．振动膜向左运动时，电阻上有从到的电流 D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量增加 【答案】C 【详解】A．设极板间距为，极板间电压为。电容器通过电阻与电池保持连接，近似不变。振动膜向右运动时，减小；由匀强电场中电势差与场强的关系可知，极板间电场强度增大，故A错误； B．由平行板电容器的电容决定式，其中为介电常数，为极板正对面积，为静电力常量，振动时和不变。设振动膜所带电荷量的绝对值为，由电容定义式得 向右运动使减小、增大，因而增大，电容器充电。原图中电池长线端为正极，与基板相连，故基板带正电、振动膜带负电；充电电流经电阻从流向。电流在电阻中由高电势流向低电势，因此点电势比点高，故B错误； CD．振动膜向左运动时，增大。由前述关系可知，减小，振动膜所带电荷量的绝对值减小，电容器放电。振动膜上的负电荷经、电阻向流动，常规电流方向与负电荷定向移动方向相反，所以电阻中电流从流向，故C正确，D错误。 故选C。 12．（26-27高二上·河北保定·阶段检测）如图，电路中的两个平行板电容器和正对面积S、两板间距离d都相等，电容器两板之间为空气（相对介电常数近似为1），电容器两板之间填充有一种相对介电常数为的电介质。当单刀双掷开关置于“1”位置时，电容器两端电压为，若把单刀双掷开关从位置“1”改换到位置“2”，电路稳定时电容器两板之间的电压为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由平行板电容器电容决定式可知，两电容器的正对面积和板间距离相同，故 开关置于“1”时，接电源充电，未充电。由电容定义式可得的初始电荷量 开关拨到“2”后，电源断开，两个电容器并联，上极板所带总电荷守恒。设稳定时两端电压为，则 代入前述电容和电荷量关系，得 故选B。 13．（24-25高一下·湖南长沙·期末）如图，两平行板电容器正对面积分别为S、2S，两板间距离分别为，开始时开关断开，两板间电压分别为，两电容器带电量均为Q。下列说法正确的是（　　） A． B．闭合开关后，电阻R上有a→b电流 C．闭合开关并稳定后，两板间电压U介于之间 D．闭合开关并稳定后，两电容器带电量之比为4：1 【答案】C 【详解】A．由电容的决定式 可得 由电容的定义式 以及 解得 ，故A错误； B．闭合开关后，放电，充电，则流过R的电流为b→a，故B错误； C．放电，减小。 充电，增大。所以闭合开关并稳定后，两板间电压U 介于、之间，故C正确。 D．闭合开关并稳定后，两电容器电压相同，由Q=CU解得 ，故D错误； 故选C。 二、多选题 14．（26-27高二上·福建厦门·阶段检测）近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象，这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示，平行板电容器接电压恒定的电源，上极板固定，下极板能随负热膨胀材料的变化做微小移动，一带电油滴悬浮在极板间，若发现油滴向上移动，则（　　） A．油滴带负电 B．电容器电容变小 C．极板所带电荷量减小 D．负热膨胀材料温度降低 【答案】AD 【详解】A．上极板带正电，板间电场方向向下，油滴悬浮时电场力向上，故油滴带负电，A正确； D．油滴向上移动说明电场力增大，电压恒定，由可知减小，负热膨胀材料在温度降低时膨胀将使下极板上移，D正确； B．下极板向上移动将使板间距减小，由可知电容增大，B错误； C．电压恒定，由可知增大时极板所带电荷量增大，C错误。 故选AD。 15．（26-27高二上·陕西西安·阶段检测）如图所示，开关S闭合后，静电计G的指针张开一个角度，两正对水平金属板A、B间有一带电油滴悬浮不动。不计G所带的电荷量。下列说法正确的是（     ） A．若仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向下运动 B．若仅将A板缓慢竖直上移少许，则A板所带的电荷量将增大 C．若断开S，仅将A板缓慢水平左移少许，则G的指针张角将变大 D．若断开S，仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向上运动 【答案】CD 【详解】A．S闭合，U不变。仅将B板水平右移，板间距d不变，正对面积S减小，板间场强不变，油滴所受电场力仍等于重力，保持悬浮，不会向下运动，A错误； B．S闭合，U不变。仅将A板竖直上移，板间距d增大，由电容决定式可知电容C减小，再由可知，A板所带电荷量Q减小，B错误； C．断开S，总带电量Q不变。仅将A板水平左移，正对面积S减小，电容C减小，由可知极板间电压U增大。静电计的指针张角反映自身两端电势差，因此张角变大，C正确； D．断开S，总带电量Q不变。仅将B板水平右移，正对面积S减小，由可知，板间场强E随S减小而增大，油滴所受向上的电场力大于重力，油滴将向上运动，D正确。 故选CD。 16．（26-27高二上·重庆璧山·阶段检测）如图所示，平行板电容器与直流电源相连接，一带电油滴静止于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，已知上极板与大地保持连接，下列说法正确的是（     ） A．其他条件不变，仅将平行板电容器的两极板缓慢地错开一些，电容器所带的电荷量Q增大 B．其他条件不变，仅将上板向上移动，电流计中的电流从N流向M C．其他条件不变，仅将平行板电容器的两极板缓慢地错开一些，油滴将向下运动 D．其他条件不变，仅将下板向下移动，P点电势变小，油滴将向下运动 【答案】BD 【详解】A．电容器与直流电源相连接，两极板间电压保持不变，将两极板错开一些，正对面积减小，根据可知电容减小，由可知电容器所带电荷量减小，故A错误； B．电容器与直流电源相连接，两极板间电压保持不变，仅将上板向上移动，极板间距增大，由可知电容减小，由可知电容器所带电荷量减小，即电容器放电，而电容器下极板带正电上极板带负电，电流从下极板流过电流计到上极板，即电流计中的电流从N流向M，故B正确； C．电容器与直流电源相连接，两极板间电压保持不变，将两极板错开一些，正对面积减小，由可知电场强度不变，油滴受到电场力不变，仍然和重力平衡，油滴保持静止，故C错误； D．电容器与直流电源相连接，两极板间电压保持不变，仅将下板向下移动，极板间距增大，由可知电场强度变小，则电场力，油滴向下运动；设P点到上极板距离为，上极板与大地保持连接电势为零，由可知，不变，而变小，则减小，故D正确。 故选BD。 17．（26-27高二上·河北保定·阶段检测）如图所示，平行板电容器与直流电源E（两极间电压保持不变）连接，将A极板接地，一带电小球被绝缘细线悬挂于平行板电容器内部。闭合开关k，小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是（　　） A．小球带正电 B．静止时，小球的电势能大于0 C．将A极板适当向上移动少许，此过程中通过电阻R的电流方向为从a到b D．将开关k断开，将A极板适当左移，θ角将变小 【答案】AC 【详解】A．闭合开关k，小球静止时受到水平向右的电场力，由于A极板接电源正极，B极板接电源负极，所以两极板间电场强度水平向右，小球所受电场力的方向与电场强度方向相同，则小球带正电，故A正确； B．根据沿电场方向电势降低可知，小球所处位置电势小于零，小球带正电，根据可知，小球的电势能小于0，故B错误； C．将A极板适当向上移动少许，两极板的正对面积减小，根据可知，电容器的电容减小，根据可知，由于两极板电压不变，则电容器所带电荷量减小，即电容器放电，即电流从A极板流出，所以通过电阻R的电流方向为从a到b，故C正确； D．将k断开，电容器两极板的电荷量Q不变，根据、和可得 将A极板适当左移，两极板间的距离d增大，极板间的电场强度E不变，小球受到的电场力不变，偏角不变，故D错误。 故选AC。 18．（24-25高二上·重庆·阶段检测）如图所示，两个平行板电容器和水平放置，板用导线与板相连，板和板都接地，A、板带正电。电容器电压为；电容器电压为，两电容器总电荷量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．Q不变 B．Q变小 C．减小 D．增大 【答案】AD 【详解】将右边电容器间的绝缘介质抽出，由电容的决定式 可知变小，不变，其中，， 其中 故不变，综合以上分析可知增加，减小，、均增大。 故选AD。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 电容器及其两类变化 考点1 电容器及电容的定义式 考点2 平行板电容器电容的决定式 考点3 平行板电容器的两类动态问题 考点1：电容器及电容的定义式 1.电容器的组成 两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一个电容器.比如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),就组成了一个最简单的电容器，叫作平行板电容器，如图所示. ①任意两个彼此 又相距很近的导体，都可以看成是一个电容器。 ②对于一个孤立的导体，如金属球，也有容纳电荷的本领，另个电极可认为在 。 2.观察电容器的充、放电现象 (1)把电容器的一个极板与电池的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板将分别带上等量的异号电荷，这个过程叫作 .如图甲所示，电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流。 (2)用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和，电容器就不带电了，这个过程叫作 。如图乙所示，电容器放电时，电路中有短暂的放电电流。 (3)①充电特点： a.充电电流从电源 流出；b.电容器所带电荷量 ；c.极板间场强 ，电压升高；d.电源的能量不断储存到电容器中；e.充电后，电容器两极板间的电压与充电电压 . ②放电特点： a.放电电流从 板流出；b.电容器所带电荷量 ；c.极板间的场强 ，电压降低；d.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；e.放电后，两极板间的电压为 。 ①当电容器充电结束后，电容器所在电路中 ，电容器两极板间的电压与充电电压 . ②电容器所带的电荷量指的是电容器 极板所带电荷量的绝对值。 3.电容的计算 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，叫作电容器的电容. 或者电容器增加(或减少)的电荷量△Q与两极板间增大(或减小)的电势差△U的比值，叫作电容器的电容。 定义式： ,表示电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量. 电容单位：法拉(简称法，符号F)，微法(μF)，皮法(pF)，1 F= μF= pF. 物理意义：电容表示 的物理量. ①如图所示，Q-U图像是一条过原点的直线，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，直线的斜率表示 .因而电容器的电容也可以表示为,即电容的大小在数值上等于两极板间的电势差增大(或减少)1V时电容器所增加(或减小)的电荷量. ②是比值定义式，不能理解为C与Q成正比、与U成反比，C的值与电容器是否带电及带电荷量多少 ； ③C由电容器本身结构性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定，反映了电容器容纳电荷的本领，不同电容器的电容不同. 【典例1】（26-27高二上·广西玉林·阶段检测）心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激患者的心脏恢复正常跳动的仪器。在一次心脏除颤器的模拟治疗中，心脏除颤器的电容器电容为15 μF，充电后电容器的电压为4.0 kV，如果电容器在2.0 ms时间内完成放电，下列说法正确的是（     ） A．放电之前，电容器储存的电荷量为0.06 C B．放电过程中电容逐渐减小 C．放电之后，电容器的电容为零 D．放电之后，电容器的电压仍为4 kV 【典例2】（多选）（26-27高二上·北京西城·阶段检测）下图是描述对给定的电容器充电时，电荷量、电压、电容之间相互关系的图像，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【典例3】在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。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，实验中使用了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_____ 选填“充电”或“放电”过程，此过程中流经电阻 R 上的电流方向 ____ 选填“自上而下”或“自下而上”。 (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______。 考点2：平行板电容器电容的决定式 1.平行板电容器 (1)结构：由两块彼此绝缘、相距很近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器 (2)平行板电容器的两极板上带 电荷，分布在两个极板相对的内侧，极板间形成 电场(除边缘外). 2.平行板电容器的电容的决定因素 电容的大小由两极板间的距离d、两极板的正对面积S、两极板间电介质的相对介电常数决定。 公式： ，此为平行板电容器电容的决定式，其中是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的 。 ①由静电计测量 ，电容器两极板间的电势差U的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针张角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化。 ②电容器两极板间的电势差 用电压表直接测量，因为尽管电压表的内阻很大，但它与电容器直接并联后，会使得电容器两极板正、负电荷中和，直至两极板间的电势差为零，不过可以通过电源、负载控制来间接测量。 ③静电计本身也是一个电容器，但静电计容纳电荷的本领很弱，即电容很小，当带电的电容器与静电计连接时，可认为电容器所带的电荷量保持 . ④真空的介电常数为1,空气的相对介电常数与1十分相近，其他绝缘物质的相对介电常数 1. 3.与的对比 公式类别 定义式 决定式 适用范围 所有电容器，同一电容器，Q∝U,不变，反映了电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝ℇr,C∝S,C∝,反映了平行板电容器电容的决定因素 联系 电容器容纳电荷的本领，即电容的大小可以由来度量，但决定因素是电容器本身，如平行板电容器由ℇr、S、d等因素决定 4.常见电容器 （1）常见电容器分类 按电介质分类 聚某乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等 按电容是否可变分类 ①固定电容器：电容固定不变，电容器的符号为“” ②可变电容器：通过改变两极板间的正对面积或距离来改变电容，电容器的符号为“”. （2）电容器的额定电压和击穿电压 额定电压(或称工作电压) 电容器能够长期正常工作时的最大电压 击穿电压 电介质被击穿时加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 注意 (1)电容器外壳上标的电压是额定电压，额定电压比击穿电压低 (2)电解电容器正、负极不能接反，不能接交流电 【典例4】（25-26高一下·浙江台州·期末）如图是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（     ） A．该电容器的电容为220法拉 B．50 V为该电容器的击穿电压 C．该电容器储存的电荷越多，电容越大 D．该电容器两极间电势差为1 V时，所带电荷量为 【典例5】（25-26高二下·陕西榆林·期末）一款机器人的柔性电子皮肤采用了电容传感器，其上、下皮层薄膜作为极板，中间由特殊材料作为支撑层，结构如图所示。工作时，电容器两极板间电压恒定，当皮肤受到垂直挤压时，支撑层被压缩（即极板间的距离减小），则（     ） A．电容器处于放电状态 B．两极板间的电场强度变小 C．两极板间的电场强度不变 D．电容器处于充电状态 【典例6】（26-27高二上·福建福州·阶段检测）如图为研究影响平行板电容器电容的因素的实验，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，实验中，极板所带电荷量不变，则： (1)当保持S不变，增大d，则____________（填“变大”“变小”或“不变”）； (2)当保持S、d不变，在板间插入玻璃板，则____________（填“变大”“变小”或“不变”）； (3)以上实验方法均采用了_____________________________________________。 考点3：平行板电容器的两类动态问题 1.两类动态问题 平行板电容器的两类动态问题指的是电容器始终连接在电源两端和充电后断开电源两种情况下，电容器的d、S或者ℇr发生变化时，判断C、Q、U、E的变化情况.解决的主要方法：控制变量法.具体分析方法如下. (1)电容器充电后与电源断开的情况， 恒定不变，若判断C、U随S、ℇr、d的变化，则需要根据及来判断. 解电容器问题的两个常用技巧 （1）在电荷量保持不变的情况下，由E＝＝＝知，电场强度与板间距离无关。 （2）针对两极板带电量保持不变的情况，还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线，两极板间距离变化时，场强不变；两极板正对面积变化时，如图丙中电场线变密，场强增大。 (2)电容器始终与电源相连的情况， 恒定不变，若判断C、Q随S、ℇr、d的变化，则需要根据及来判断.具体情况分析如下： 2.电容内固定点的电势及电势能的变化 （1）单纯求电容内某点的电势不方便，一般求该点到电势为零的两点间的电势差，两点间的电势差一般采用方程Uab＝El来计算，其中l为a、b两点沿电场方向的距离。 （2）Uab＝El中的场强可以利用方程E＝求解，其中U为两板间的电压，d为板间距。 （3）E＝中两板间的电压，利用U＝可求。平行板电容器电容可以利用方程C＝计算。 （4）由于已经知道了电容内某点的电势，因此求电势能主要利用方程E＝φaq。 【典例7】（26-27高二上·河北保定·阶段检测）某软件运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示，M极板固定且电势保持不变，N极板两端与固定在手机上的两绝缘轻弹簧连接。若N极板向下移动少许距离，则（     ） A．电容器的电容增大 B．电容器带的电荷量减少 C．两极板间的电场强度增大 D．两极板间的电场强度不变 【典例8】（26-27高二上·河南·阶段检测）如图所示，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电荷量可视为不变，则下列说法正确的是（     ） A．图甲中减小两板正对面积，板间电场强度变大，静电计指针张角变大 B．图乙中增大两板间距，板间电场强度不变，静电计指针张角不变 C．图丙中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D．图丙中，在两板间插入导体，静电计指针张角变大 【典例9】（26-27高二上·江苏镇江·阶段检测）如图电路中AB是两金属板构成的平行板电容器。先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向上平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变。则下列说法正确的是（　　） A．P点电势降低 B．电容器的电容变小 C．电容器内部电场强度大小变大 D．电容器内部电场强度大小变小 【典例10】（多选）（26-27高二上·广西贵港·阶段检测）如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板接地，上极板与一静电计相连，开关S闭合后，一油滴刚好静止于电容器中的p点，下列说法中正确的有（     ） A．保持S闭合，将上极板向下移动小段距离，极板电量增加，p点的电势升高 B．保持S闭合，将下极板向上移动小段距离，油滴向上移动，平行板电容器的带电量增加，静电计张角变大 C．断开S，将上极板下移小段距离，静电计张角变小，油滴仍然静止 D．断开S，将油滴固定在p点，在下极板的内表面插入面积与极板相等的有机玻璃板，电容变大，两极板电势差减小，油滴的电势能增加 【典例11】（多选）（26-27高二上·山西太原·阶段检测）如图所示，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的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电量可忽略。开关闭合，稳定时一带电油滴静止在两板间的点。下列说法正确的是（     ） A．保持闭合，若将上极板缓慢上移，A、B两板间的电场强度减小 B．保持闭合，若将上极板缓慢左移，点的电势变大 C．保持闭合，若将上极板缓慢下移，带电油滴向上运动 D．若断开，将上极板缓慢下移，静电计指针偏转角变小 一、单选题 1．（26-27高二上·福建厦门·阶段检测）家用健身挥拳力量测试仪的核心部件为平行板电容器，如图所示，固定极板与可动极板的正对面积保持不变，极板间介质为空气。挥拳冲击可动极板时，极板间距会随之减小。测试前先将电容器与恒压电源相连完成充电，随后断开电源。下列说法正确的是（     ） A．挥拳冲击过程中，极板间电压不变 B．挥拳冲击过程中，极板带电量减小 C．挥拳力量越大，电容越大 D．挥拳力量越大，极板间电压越大 2．（26-27高二上·江西·阶段检测）平行板电容器充电后与电源断开，现将两极板间的距离增大，则下列说法正确的是（    ） A．电容增大，电压减小 B．电容减小，电压增大 C．电荷量增大，电压不变 D．电荷量减小，电场强度不变 3．（26-27高二上·河北石家庄·阶段检测）纸厂在生产纸张时为了实时监控其厚度，设计了如图所示的装置，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的纸张厚度减小时，下列说法正确的是（     ） A．极板间电势差降低，电容减小 B．极板间电势差不变，电容器放电 C．极板带电荷量增大，电容增大 D．灵敏电流计中无电流通过，极板间电势差不变 4．（26-27高二上·广东广州·阶段检测）电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件由一块固定极板M和一块可前后移动的极板N组成的平行板电容器。已知，电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性两极板之间的相对位置发生变化，使M、N间的电压发生变化，电压到一定临界值安全气囊弹出。则减速过程，下列说法正确的是（　　） A．极板间距离增大 B．电容器电容增大 C．极板间电压增大 D．极板间场强增大 5．（26-27高二上·江苏南京·阶段检测）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（视为绝缘电介质）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减小 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 6．（26-27高三上·湖南·阶段检测）如图1、2所示，单刀双掷开关S先接到1，时刻电容器开始充电，时开关改接到2。已知内电容器两端的电压随时间变化的图像如图2所示，则下列描述电阻两端的电压随时间变化的图像中可能正确的是（     ） A． B． C． D． 7．（26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测）如图所示，平行板电容器的金属板A、B水平放置，与直流恒压电源两极相连，电路中接有电流计G，极板B接地。极板间有一带负电的液滴静止在P点，则下列判断正确的是（　　） A．a端是电源的负极 B．将A板向右平移一些，液滴将向下运动 C．将B板向下平移一些，P点电势升高 D．将A板向下平移过程中，电流计中有从c到d的电流 8．（26-27高二上·河南·阶段检测）电容麦克风广泛应用于智能手机、助听器，其核心部件为电容式传感器。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，并与恒压直流电源相连，如图所示。当声波驱动振动膜片从图示位置向右运动时，下列说法正确的是（　　） A．振动膜片与固定电极之间的电场强度减小 B．电容器所带的电荷量减小 C．电容器发生了充电现象 D．有从左到右的电流流过电阻R 9．（26-27高二上·安徽合肥·阶段检测）如图所示的电路中，直流电源的电压恒定不变，平行板电容器C的两块极板水平放置。当开关、都闭合时，电容器内一个质量为的带电微粒处于静止状态，若要微粒运动起来，则下列做法可行的是（     ） A．仅断开 B．仅断开 C．保持和闭合，将上极板向右平移一小段距离 D．同时断开和，然后改变两极板间距离 10．（26-27高二上·辽宁营口·阶段检测）如图所示，平行板电容器充电后断开电源，在极板M、N间的位置P固定电荷量为q的正点电荷。现将极板N沿远离另一极板方向平移一小段距离。此过程中电容器的电容C、两极板间的电场能E（已知）、点电荷q受到的电场力F、具有的电势能随两板间距离d变化的图像可能正确的是（     ） A． B． C． D． 11．（26-27高二上·浙江·阶段检测）如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（     ） A．振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变 B．振动膜向右运动时，点的电势比点的电势低 C．振动膜向左运动时，电阻上有从到的电流 D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量增加 12．（26-27高二上·河北保定·阶段检测）如图，电路中的两个平行板电容器和正对面积S、两板间距离d都相等，电容器两板之间为空气（相对介电常数近似为1），电容器两板之间填充有一种相对介电常数为的电介质。当单刀双掷开关置于“1”位置时，电容器两端电压为，若把单刀双掷开关从位置“1”改换到位置“2”，电路稳定时电容器两板之间的电压为（     ） A． B． C． D． 13．（24-25高一下·湖南长沙·期末）如图，两平行板电容器正对面积分别为S、2S，两板间距离分别为，开始时开关断开，两板间电压分别为，两电容器带电量均为Q。下列说法正确的是（　　） A． B．闭合开关后，电阻R上有a→b电流 C．闭合开关并稳定后，两板间电压U介于之间 D．闭合开关并稳定后，两电容器带电量之比为4：1 二、多选题 14．（26-27高二上·福建厦门·阶段检测）近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象，这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示，平行板电容器接电压恒定的电源，上极板固定，下极板能随负热膨胀材料的变化做微小移动，一带电油滴悬浮在极板间，若发现油滴向上移动，则（　　） A．油滴带负电 B．电容器电容变小 C．极板所带电荷量减小 D．负热膨胀材料温度降低 15．（26-27高二上·陕西西安·阶段检测）如图所示，开关S闭合后，静电计G的指针张开一个角度，两正对水平金属板A、B间有一带电油滴悬浮不动。不计G所带的电荷量。下列说法正确的是（     ） A．若仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向下运动 B．若仅将A板缓慢竖直上移少许，则A板所带的电荷量将增大 C．若断开S，仅将A板缓慢水平左移少许，则G的指针张角将变大 D．若断开S，仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向上运动 16．（26-27高二上·重庆璧山·阶段检测）如图所示，平行板电容器与直流电源相连接，一带电油滴静止于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，已知上极板与大地保持连接，下列说法正确的是（     ） A．其他条件不变，仅将平行板电容器的两极板缓慢地错开一些，电容器所带的电荷量Q增大 B．其他条件不变，仅将上板向上移动，电流计中的电流从N流向M C．其他条件不变，仅将平行板电容器的两极板缓慢地错开一些，油滴将向下运动 D．其他条件不变，仅将下板向下移动，P点电势变小，油滴将向下运动 17．（26-27高二上·河北保定·阶段检测）如图所示，平行板电容器与直流电源E（两极间电压保持不变）连接，将A极板接地，一带电小球被绝缘细线悬挂于平行板电容器内部。闭合开关k，小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是（　　） A．小球带正电 B．静止时，小球的电势能大于0 C．将A极板适当向上移动少许，此过程中通过电阻R的电流方向为从a到b D．将开关k断开，将A极板适当左移，θ角将变小 18．（24-25高二上·重庆·阶段检测）如图所示，两个平行板电容器和水平放置，板用导线与板相连，板和板都接地，A、板带正电。电容器电压为；电容器电压为，两电容器总电荷量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．Q不变 B．Q变小 C．减小 D．增大 学科网（北京）股份有限公司 $