高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第二章 静电场的应用第一节 电容器与电容复习练习题

2.1电容器与电容基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）

A．由知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比

B．由知，电场中某点的电场强度仅与场源电荷所带的电荷量有关

C．由知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1V

D．由知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

2．如图所示的电路中，AB是构成平行板电容器的两金属板，P为其中一个定点。开关K闭合后，带电小球恰能在P点保持静止，现将A板缓缓向左平移一小段距离，则（　　）

A．P点的电势将升高 B．有向下的电流经过电阻R

C．带电小球仍能保持静止 D．带电小球的电势能将增大

3．如图所示为2020年8月10日上海东方明珠电视塔利用避雷针“引雷”的情景。若建筑物顶部未安装避雷针，就会产生严重的雷击事故，其原因是阴雨天云层底面产生负电荷，在建筑物顶部感应出正电荷，当云层与建筑物间的电场强度达到一定值时，大气将被击穿而产生闪电。若将云层底面和建筑物顶部简化为平行板电容器的两个极板，已知两板间距离为d，云层底面所带的电荷量为Q，建筑物顶部与云层面积均为S。静电力常量为k、空气的相对介电常数为，由以上条件可知（　　）

A．云层的电势比建筑物高 B．此电容器的电容约为

C．两板间电势差约为 D．两板间电场强度大小约为

4．如图甲所示为老式收音机里的可变电容器，它是通过改变可变电容器的电容来调谐，从而达到调台的目的的。其中固定不动的一组为定片，能转动的一组为动片，动片与定片之间以空气作为电介质。把它接在如图乙所示的电路中，下列说法正确的是（　　）

A．当动片从定片中旋出时，电容器的电量减少，电流由a流向b

B．当动片从定片中旋出时，电容器的电量增加，电流由b流向a

C．当动片旋进定片时，电容器的电量增加，电流由a流向b

D．当动片旋进定片时，电容器的电量减少，电流由b流向a

5．心脏除颤器是临床上广泛使用的抢救设备之一，具有疗效高、作用快、操作简便以及与药物相比更安全等优点如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为，充电至9kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，这次放电通过人体组织的电荷量为（　　）

A．0.135C B．67.5C C．135C D．1.35×103C

6．关于电场强度、电势差和电容，下列说法正确的是（　　）

A．由公式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力F成正比，与q成反比

B．由公式可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比

C．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积

D．由公式可知，电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大

7．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下述正确的是（ ）

A．电容器带电量会增多

B．电容器极板间的电场强度会增大

C．P点的电势将降低

D．带电油滴的电势能将减少

8．如图所示为某同学利用干电池做电源，观察电容器的充、放电现象的电路，下列说法正确的是（　　）

A．开关S接1时，观察的是电容器放电现象

B．电容器C放电时，电流表指针向右偏转

C．增大电阻R，电容器放电时间会延长

D．放电过程通过电阻R的电量即为电容器充电结束时所带电量

9．如图所示，静电计指针张角会随电容器极板间电势差U的增大而变大。现使电容器带电，并保持总电量不变，实验中每次只进行一种操作，下列操作中能使静电计指针张角变大的是（　　）

A．将A板稍微上移

B．减小两极板之间的距离

C．将玻璃板插入两板之间

D．把接地的两根导线直接相连

10．如图所示，带电的平行板电容器和静电计用导线相连（　　）

A．若仅使下极板下移一段距离，则电容器的电容增大

B．若静电计指针张角增大，可能仅是因为两极板间距变大

C．若静电计指针张角增大，可能仅是因为两极板正对面积增大

D．若仅向两极板间插入云母介质，则板极间电场强度不变

11．如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计针的偏转示电容两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量不变．设电容两极正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为．下列关于实验现象的描述正确的是（       ）

A．保持不变，增大，则变大

B．保持不变，减小，则不变

C．保持不变，减小，则变小

D．保持、不变，在两板间插入电介质，则变大

12．如图所示，电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离则（ ）

A．电容器的电容增大，带电油滴将沿竖直方向向上运动

B．带电油滴的电势能将减小

C．P点的电势将降低，两极板间的电势差不变

D．平行板之间的电场强度增大，平行板所带电荷量减小

13．电源、开关、平行板电容器连成如图电路．闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，板间电压力为U，板间电场强度大小为E，则下列说法正确的是

A．若将A板下移少许，Q增大；U减小；E不变

B．若将A板下移少许，Q不变；U减小；E减小

C．若断开开关，若将A板下移少许，Q增大；U不变；E增大

D．若断开开关，若将A板下移少许，Q不变；U减小；E不变

14．如图所示平行板两板间电势差恒定不变，一带电的油滴在两板间静止，，若将两板间距离增大一些，则油滴将(        )

A．向上运动 B．向下运动 C．向左运动 D．向右运动

15．如图所示，水平放置的平行金属板与电源相连，板间距离为d，板间有一质量为m，电量为q的微粒恰好处于静止状态，若再将开关断开，再将两板间距离先增大为2d，再减小到，则微粒将（ ）

A．先向上加速运动，后向下加速运动

B．先向下加速运动，后向上加速运动

C．保持静止

D．一直向下运动

二、填空题（共4题）

16．电容器的电容跟它所带电荷量成正比。(          )

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．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的______转化为其他形式的能量．

19．图示是“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。

(1)初步分析影响因素可能有两板间距大小、极板正对面积大小、电介质的介电常数的大小等，所以本实验所用的科学探究方法是_____（选填“理想实验法”、“建立物理模型法”或“控制变量法”）

(2)使电容器带电后与电源断开，此时静电计指针张开一定角度。再进行以下实验（每次保证其他条件不变化，以下空格均选填“变大”、 “变小”或“不变”）

若仅将M极适当左移，则静电计指针的偏角将_____；

若仅将N板适当上移，则静电计指针的偏角将_____；

若在两板板间插入云母片，则静电计指针的偏角将_____；

若在两极板间插入一块金属板，则静电计指针偏角将_____。

(3)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是(    )

A．静电计可以用电压表代替

B．静电计可以用电流表代替

C．使用静电计的目的是测量电容器电荷量的变化情况  

D．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况

三、综合题（共4题）

20．一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1=3×10-5C增加到Q2=3.6×10-5C时，两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V，求这个电容器的电容多大？

21．当平行板电容器的两极板间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板间距离d的关系为C= ．对给定的平行板电容器充电，当该电容器极板所带电荷量Q变化时，两极板间的电势差U也随之变化．

（1）在图所示的坐标系中画出电容器带电量Q与极板间电势差U的关系图象．      

（2）电容器储存的电能等于电源搬运电荷从一个极板到另一个极板过程中，克服电场力所做的功．在弹簧弹力F与形变量x关系图象中，图象与x轴围成的面积代表弹簧弹性势能的大小．与之类比，推导电容器储存的电能表达式E= CU2 ．       

（3）若保持平行板电容器带电量Q、极板正对面积S不变，两极板间为真空，将板间距离由d1增大到d2   ， 需要克服电场力做多少功？

22．如图所示，平行金属板两板间的距离为4 cm，两板间电压为100 V，若a、b两点间距离也是4 cm，且a、b两点连线与电场线的夹角为60°，则：

1）.板间场强E为多少？

2）.a、b两点间的电势差是多少？

3）.把电荷量为－1.0×10－15 C的点电荷由a点移到b点，电势能变化了多少？

4）.若b点离下极板的距离为1 cm，取上极板的电势为零，则b点的电势φb等于多少？

23．在“用电流和电压传感器研究电容器的放电”实验中，某同学按照图所示连接电路。实验时，先将开关S掷向1，一段时间后，将开关掷向2，传感器将信息传入计算机屏幕上，显示出电流或电压随时间变化的图线。

（1）由图可知，传感器1应为________（选填选项前的字母）

A．电流传感器             B．电压传感器

（2）用q表示电容器上极板所带的电荷量，UR表示滑动变阻器两端的电压，UC表示电容器两端的电压，I表示电路中的电流，关于电容器在整个放电过程中的图像变化正确的有________。

A．B．

C．D．

（3）若已知电源电动势E，但其内阻和电阻箱阻值均未知，根据已知条件和传感器显示的图像中的数据信息，下列判断正确的是________；

A．可知该电容器的电容

B．可知此时电阻箱阻值大小

C．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短

D．若只减小电容器的电容大小，电容器放电的时间将变短

参考答案：

1．C

2．C

3．D

4．A

5．A

6．B

7．C

8．C

9．A

10．B

11．A

12．B

13．D

14．B

15．C

16．错误

17．     300     2

18．电场能

19．     控制变量法     变大     变大     变小     变小     D

20．3μF

21．(1)    (2) 该图象的斜率为电容器电容C，图象与横坐标轴围成的面积为对电容器充电过程中，电容器储存的电能．故E= QU   , 由Q=CU得：E=CU2 (3)

22．（1）板间场强E为2500V/m．

（2）a、b两点的电势差是50V．

（3）电势能增加了5×10﹣14J．

（4）b点的电势φb等于为﹣75V．

23．     A     BD     ABD