沪科版 (2019)必修 第三册第2章 电场的性质2.4 电容器 电容同步训练题

【精品】第4节电容器电容-2练习

一.填空题

1．如图所示为一个已经充电的平行板电容器，右极板用绝缘杆固定在铁架台上，左极板通过绝缘杆由手持握．（以下四空均选填“变大”．“变小”或“不变”）

（1）如图甲，若仅将左极板向上移至虚线位置，则板间的电场强度_____；

（2）如图乙，若仅将左极板向左移至虚线位置，板间的电场强度_____；

（3）如图丙，若仅在两极板间插入一块厚石蜡片，则板间的电压_____。

2．如图所示，静电计的指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，使两块金属板带上等量的异种电荷，则：

（1）当向两板间插入电介质时，静电计指针张角变_________（选填“大”或“小”）；

（2）当两板间距离增大时，静电计指针张角变_________（选填“大”或“小”）；

（3）当两板互相平行地错开时，静电计指针张角变_________（选填“大”或“小”）。

3．在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地。

若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角____（选填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随极板间距离增大而____（选填“增大”或“减小”）。

4．如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的板与静电计相连，板和静电计金属壳都接地，板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制板的移动。请回答下列问题：

(1)本实验采用的科学方法是_________

A．理想实验法    B．等效替代法   C．控制变量法    D．建立物理模型法

(2)在该实验中，静电计的作用是__________

A．测定该电容器的电荷量

B．测定该电容器两极的电势差

C．测定该电容器的电容

D．测定．两板之间的电场强度

(3)如果该电容器的电容为C，所带电量为Q，则两极板间的电势差为___________；

(4)将B极板向右移动少许，则静电计指针的偏转角将__________；（选填“增大”．“减小”或“不变”，下同）

(5)将B极板向上移动少许，则静电计指针的偏转角将__________；

(6)将一块玻璃板插入A．B两极板之间，则静电计指针的偏转角将___________；

(7)将一块铜板插入A．B两极板之间，则静电计指针的偏转角将___________；

5．如图所示，用电池对电容器充电，电路a．b之间接有一灵敏电流表，两极板之 间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则电荷将向____________（填上或者下）加速运动，电流表中将有从____________（填“a到b”或“b到a”）的电流。

6．如图所示为研究平行板电容器电容的实验。电容器充电后与电源断开，与电容器相连的静电计用来测量电容器的____________（填“电势”或“电压”）。当极板间插入其它的电介质板时，电容器的电容将_________（填“增大”．“减小”或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将__________。（填“增大”．“减小”或“不变”）

7．如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向为_______。S闭合一段时间后，再断开S的瞬间，通过电阻R的电流方向为______。（填“向左”“向右”）

8．如图所示，平行板电容器板面水平放置于空气中，两板与电源连接，A板接静电计小球，B板接静电计外壳，在开关S闭合时，将B板向下移动一段距离，电容器带电荷量将____；再断开开关，紧贴B板插入一块薄金属板，静电计指针张角将____。（两空均选填“增大”．“不变”或“减小”）

9．如图所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验。给电容器充电后与电源断开，即保持电量不变，则： (填“变小”．“变大”或“不变”)

(1)甲图将B板上移，静电计指针偏角_______，电容器的电容________；

(2)乙图将B板左移，静电计指针偏角_______，电容器的电容________；

(3)丙图将电介质插入两板之间，静电计指针偏角_______，电容器的电容________。

10．有一已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4 C，则其电压由原来的1.5V变为0.5V，由此可知电容器的电容是_______F；原来带电荷量是 __________ C；电荷量减少前后，电容器的电容_______________（填变大．变小．不变）。

11．静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其相互绝缘的金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示，A．B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计，B固定，A可移动，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。断开S后，将A向左移动少许，静电计指针张开的角度________(填“增大”“减小”（不变）)，保持S闭合，将变阻器滑动触头向右移动，静电计指针张开的角度________(填“增大”“减小”（不变）)

12．在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离d，插入极板间的介质等因素有关，他将一个已经充电的平行板电容与静电计连接如图所示，实验时保持电容器极板所带的电量不变，且电容器B板位置不动。

(1)下列说法正确的是______；

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．实验中静电计的外壳与A板连接后可不接地

D．静电计可以用电压表替代

(2)在某次实验过程中，将A．B板间的电介质由陶瓷片换为云母片时，观察到静电计的指针偏转角度变小，本次实验说明陶瓷的相对介电常数______云母的相对介电常数(选填“大于”．“小于”或“等于”)；

(3)若将电容器水平放置，如图所示，有一带电液滴静止在电容器内部P点处，现将电容器A板向下平移一小段距离，则液滴在该处的的电势能______（填“变大”“变小”或“不变”)，液滴______ 。（填“静止不动”，“向下运动”，“向上运动”）

13．一个平行板电容器，使其所带电荷量增加ΔQ＝1.0×10－8C，则两极板间的电压比原来升高了ΔU＝10 V，则此电容器的电容是______F，若此电容器的耐压值为50 V，它最多可带的电荷量是______ C 。

14．平行板电容器的电容由______．______．______等自身构造决定。

15．如图所示，是研究平行板电容器电容的实验装置，其中极板A接地，极板B与静电计相接，静电计外壳也接地。在实验中，若将A极板稍向左移动一些，增大电容器两极板间的距离，电容器所带的电量可视为不变，这时可观察到静电计金属箔张角会_________；两极板间的距离增大后，两极板间的电场强度_________。若将A极板稍向上移动一些，减少电容器两极板间的正对面积，这时可观察到静电计金属箔张角会_________。（填“变大”“变小”或“不变”）

16．图示为“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置，竖直平行板电容器两板带等量异种电荷，两板正对。（均选填“变大”．“变小”或“不变”）

(1)其他情况不变，左板竖直向上平移时，静电计的指针偏角______；

(2)其他情况不变，左板水平远离右板时，静电计的指针偏角______；

(3)其他情况不变，两板间插入玻璃板时，静电计的指针偏角______。

17．一平行板电容器充电后与电源断开，现将两平行板间距d减小，则其电荷量Q将________，两板电压U将________，两板间电场强度E将________。（选填变大．变小或不变）

18．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化。如果实验测量出电容器的电容变小，那么被测物体向_________运动（填写“左”或“右”）；已知该传感器的灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标变化量大小之比，如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度________（填写“变大”．“不变”或“变小”）。

参考答案与试题解析

1．【答案】变大    不变    变小   

【解析】

【分析】

【详解】

电容器带电量Q一定，根据

联立可得

(1)[1]若仅将左极板向上移至虚线位置，S减小，则板间的电场强度E变大；

(2)[2]若仅将左极板向左移至虚线位置，板间的电场强度不变；

(3)[3]若仅在两极板间插入一块厚石蜡片，根据

可得电容器的电容C增大，根据

可知，电量Q不变，板间的电压U减小。

2．【答案】小    大    大   

【解析】【来源】陕西省汉中市部分高中2020-2021学年高二（上）9月质量检测物理试题

(1)[1]根据电容的决定式和电容的定义式得

可知，当向两板间插入电介质时，增大，减小，静电计指针张角变小。

(2)[2]根据电容的决定式和电容的定义式得

可知，当两板间距离增大时，增大，静电计指针张角变大。

(3)[3]根据电容的决定式和电容的定义式得

可知，当两板互相平行地错开时，正对面积减小，增大，静电计指针张角变大。

3．【答案】变大    减小   

【解析】【来源】甘肃省天水市秦安县第二中学2019-2020学年高二（下）期末物理试题

[1]若极板B稍向左移动一点，则两板间距d变大，根据

可知C减小，Q一定，根据

Q=CU

可知U变大，即将观察到静电计指针偏角变大；

[2]此实验说明平行板电容器的电容随极板间距离增大而减小。

4．【答案】C    B        减小    增大    减小    减小   

【解析】【来源】吉林省长春市长春汽车经济技术开发区第六中学2020-2021学年高二（上）月考物理试题

【分析】

【详解】

(1)[1]本实验中要控制一些量不变，然后再得出C的决定因素；故采用的是控制变量法

故选C；

(2)[2]静电计的作用是测定电容器两极之间的电势差

故选B；

(3)[3]由公式可知，该电容器的电容为C，所带电量为Q，则两极板间的电势差为

(4)[4]将B极板向右移动少许，根据可知，电容变大，而电容器带电量不变，由电容的定义式可知，两极板间的电势差减小，则静电计指针的偏转角将减小

(5)[5]将B极板向上移动少许，根据可知，电容变小，而电容器带电量不变，由电容的定义式可知，两极板间的电势差增大，则静电计指针的偏转角将增大

(6)[6]将一块玻璃板插入A．B两极板之间，则介电常数变大，根据可知，电容变大，而电容器带电量不变，由电容的定义式可知，两极板间的电势差减小，则静电计指针的偏转角将减小

(7)[7]将一块铜板插入A．B两极板之间，板间距离减小，根据可知，电容变大，而电容器带电量不变，由电容的定义式可知，两极板间的电势差减小，则静电计指针的偏转角将减小

5．【答案】下    b到a   

【解析】【来源】陕西省西安市西安中学2019-2020学年高二（上）期中物理试题

[1]将两极板的间距变大，而电容器的电压不变，板间场强

减小，电荷q所受的电场力

F=Eq

减小，电荷将向下加速运动。

[2]根据电容的决定式

可知电容减小，电容器的电压U不变，由电容的定义式

析得知，电容器的电量减小，电容器放电，而电容器上极板带正电，则电流表中将有从b到a的电流。

6．【答案】电压    增大    减小   

【解析】【来源】江西省宜春市九中2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

【分析】

由题中“研究平行板电容器电容的实验”可知，本题考查平行板电容器的电势．电容和带电量，根据平行板电容器公式可以进行分析。

【详解】

（1）[1]与电容器相连的静电计是用来测量电容器的电势差；

（2）[2]空气的相对介电常数最小，当插入介质时，增大，根据公式

可知电容将增大；

（3）[3]电容器充电后与电源断开，电量不变，根据公式

可知，两极板间电压减小，静电计指针偏角减小。

【点睛】

充电后断电的电容器电荷量不变，从公式上再去判断其他量的变化。

7．【答案】向右    向左   

【解析】【来源】安徽省芜湖市普通高中2019-2020学年高二（上）期中联考物理试题（文）

【分析】

【详解】

[1]接通开关S的瞬间，电容器充电，形成充电电流，则通过电阻R的电流方向为向右

[2]S闭合一段时间后，再断开S的瞬间，电容器放电，形成放电电流，通过电阻R的电流方向为向左

8．【答案】减小    减小   

【解析】【来源】陕西省宝鸡市金台区2019-2020学年高二（上)期中检测物理试题（理)

【分析】

【详解】

[1]开关闭合，将B极板下移，板间距d增大，根据电容的决定式

可知，电容C减小，在电键S闭合时两极板之间的电势差不变，据

可知电容器的带电量减小；

[2]开关断开，电容器电荷量Q不变，紧贴B板插入一块薄金属板，板间距d减小，根据电容的决定式

可知，电容C增大，据

可知两极板间的电压U减小，静电计指针张角减小。

9．【答案】变大    变小    变大    变小    变小    变大   

【解析】【来源】内蒙古鄂尔多斯市第一中学2018-2019学年高一（下)期末物理试题

【详解】

(1)[1][2]甲图将B板上移，即两极板正对面积减小，根据电容的决定式得知，电容C变小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U变大，即静电计指针偏角变大；

(2)[3][4] 乙图将B板左移，即板间距离d增大，根据电容的决定式得知，电容C变小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U变大，即静电计指针偏角变大；

(3)[5][6] 丙图将电介质插入两板之间，根据电容的决定式得知，电容C增大，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U变小，即静电计指针偏角变小。

10．【答案】3×10－44.5×10－4不变

【解析】

【分析】

平行板电容器的电荷量减少3×10－4 C，电压降低△U=1V，根据求解电容．由Q=CU求出电容器原来的带电荷量．电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容不变．

【详解】

由题：平行板电容器的电荷量减少△Q=3×10-4 C，电压降低△U=1V，则，电容器原来的带电荷量，电容反映电容器本身的特性，电荷量减少前后，电容器的电容不变。

【点睛】

对于电容器的电容，表征电容器容纳电荷的本领大小，与其电量．电压无关．求电容可用。

11．【答案】增大    不变   

【解析】【来源】重庆市万州第二中学2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题

【详解】

[1]断开S后，电容器带电量不变，将A向左移动少许，则d增大，根据C＝知，电容减小，根据U＝知，电势差增大，指针张角增大。

[2]保持S闭合，电容器两端的电势差不变，变阻器仅仅充当导线功能，滑动触头移动不会影响指针张角，所以张角不变。

12．【答案】AC    小于    不变    静止不动   

【解析】【来源】重庆市北碚区西大附中2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题

【分析】

【详解】

(1) [1]AB．静电计是定性反映电压高低的仪器，不能反映平行板电容器的电荷量的多少，故A正确，B错误；
C．静电计测量的是两板间的电压高低，可以直接将A板与电容器外壳相接，不需要都接地，故C正确；
D．静电计与电压表．电流表的原理不同，不能替代．电流表．电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转，故不能用电压表代替静电计，故D错误；
故选AC。

(2) [2]在某次实验过程中，将A．B板间的电介质由陶瓷片换为云母片时，观察到静电计的指针偏转角度变小，说明电容器两极板电压减小了，根据Q=CU可知，    Q一定，则C变大了，根据

可知，说明陶瓷的相对介电常数小于云母的相对介电常数；

(3)[3][4]将电容器A板向下平移一小段距离，则

可得

则电容器两板间场强不变，液滴在该处的电势不变，电势能不变；液滴所受的电场力不变，则液滴仍静止不动。

13．【答案】1.0×10-9 F    5.0×10-8 C   

【解析】【来源】福建省泰宁第一中学2018-2019学年高二（上）第一阶段考试物理试题（理）

[1][2]根据 可得

Qm＝CUm＝1.0×10－9×50 C＝5.0×10－8 C

14．【答案】正对面积    板间距    两板间的介电常数   

【解析】【来源】吉林省白城市大安市第六中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题

[1][2][3]平行板电容器的电容的电容由正对面积．板间距．两板间的介电常数等自身构造决定，且满足

当这些量发生变化时，会影响平行板电容器的电容的大小。

15．【答案】变大    不变    变大   

【解析】【来源】山西省忻州市实验中学2019-2020学年高二（下)第一次月考物理试题

【分析】

【详解】

[1][2][3]根据

可知，增大电容器两极板板间距离，电容变小。再根据

可知，电势差变大，因此静电计金属箔张角会变大。

根据

联立化简可得

可知电场强度不变。

同理可得，减少电容器两极板间的正对面积，电容减小，电势差变大，因此静电计金属箔张角变大。

16．【答案】变大    变大    变小   

【解析】【来源】甘肃省平凉市庄浪县第一中学2020-2021学年高二（上）第二学段考试物理试题

(1)[1]其他情况不变，左板竖直向上平移时，正对面积S减小，根据

可知电容C减小，Q一定，根据

Q=CU

可知，U变大，则静电计的指针偏角变大；

(2)[2]其他情况不变，左板水平远离右板时，则d变大，根据

可知，电容C变小，Q一定，根据

Q=CU

可知，U变大，则静电计的指针偏角变大；

(3)[3]其他情况不变，两板间插入玻璃板时，根据

可知，电容C变大，Q一定，根据

Q=CU

可知，U变小，则静电计的指针偏角变小。

17．【答案】不变    变小    不变   

【解析】【来源】安徽省蚌埠市田家炳中学2020-2021学年高二（上）10月物理试题

[1]平行板电容器充电后与电源断开，电量Q保持不变

[2]将两极板间距离减小，由电容的决定式分析得知，电容C变大，由，知Q不变，C变大，则U变小

[3]由公式．和得

故E不变

18．【答案】右    变大   

【解析】【来源】北京市人大附中2019-2020学年高二（下）期末模块考核物理试题

[1]根据电容的决定式可知，若电容器的电容变小，一定是插入的电介质少了，所以被测物体向右移动。

[2]若换成更大介电常数的材料，移动相同距离时，电容的变化量一定较大，根据灵敏度的定义可知，灵敏度一定变大。