沪科版 (2019)必修 第三册2.4 电容器 电容同步测试题

【名师】第4节电容器电容-2练习

一.填空题

1．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场强，U表示电容器两板间的电压，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置，则E___________（填“变大”．“变小”或“不变”），EP__________（填“变大”．“变小”或“不变”），U___________（填“变大”．“变小”或“不变”）。

2．在国际单位制中，电容的单位是___________，1μF=___________F，1pF=___________F

3．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大，那么被测物体向______运动（填写“左”或“右”）;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”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比。）

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

5．如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。

(1)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替代

B．静电计不可以用电压表替代

C．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况

D．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况

(2)下列做法可使静电计张角变小的有______；

A．将左极板缓慢左移

B．将左极板缓慢上移

C．在两极板间插入云母板（介电常数大于1）

D．在两极板间插入较厚的金属板

(3)三位同学应用他们实验得到的结论分析某核电站所使用的冷却系统自动化检测技术的原理。如图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图。如果指示器显示出电容增大了，则必为液面

______（选填“升高”．“降低”．“不变”）。

6．某同学利用如图所示的装置来研究平行板电容器电容的影响因素。当手持绝缘柄将A板向右平移时，静电计指针张角将_______；将A板向上平移时，静电计指针张角将_______（选填“变大”．“变小”或“不变”）

7．实验：观察电容器的充．放电现象，实验电路如图所示。

(1)充电过程：把开关S接_____，电源给电容器充电，充电电流逐渐_____，电压表示数逐渐_____，直至充电完毕。

(2)放电过程：把开关S接_____，电容器对电阻放电。放电电流由电容器的正极板经过流向电容器的负极板。电容器两极板所带电荷量减小，电势差_____，放电电流_____，直至放电完毕。

8．如图所示，是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下：

(1)按电路图接好实验电路；

(2)接通电键S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数U0=6.2V和微安表读数I0=490μA；

(3)断开电键S并同时开始计时，每隔5s或10s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；

(4)根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点（图中用“×”表示）。

根据以上实验结果和图象，可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为_____C，从而算出该电容器的电容约为_____ F。

9．目前智能手机普遍采用了电容屏。电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏。玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面。当手指触摸电容触摸屏时，手指和屏的夹层工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例精确计算，得出触摸点的位置。

（1）使用绝缘笔，在电容屏上___________进行触控操作（选填“能”或“不能”）

（2）手指压力变大，电容器电容变___________（选填“大”或“小”）

10．如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，电容器已带电，若增大两极板间的距离，指针张角_____（填“增大”．“减小”或“不变”），A．B两板间的场强大小_____（填“增大”“减小”或“不变”）。

11．如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。

(1)影响平行板电容器电容的因素有_____，在实验室中完成这个实验的方法是_____。

A．两极板的正对面积

B．两板间距离

C．电介质的介电常数

D．极板的材料

G．假设法

E．比值法

H．微小量放大法

F．控制变量法

(2)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有___________。

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．静电计可以用电压表替代

D．静电计可以用电流表替代

(3)某位同学用如图乙所示研究电容器电容与哪些因素有关。A．B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度；若保持开关S闭合，将A．B两极板间距变大些，指针张开角度将____________；若断开开关S后，将A．B两极板靠近些，指针张开角度将____________。若断开开关S后，将A．B两极板正对面积变小些，指针张开角度将____________（以上均选填“变大”．“变小”或“不变”）。

12．如图所示，平行板电容器电容为C：带电量为Q，板间距离为d，今在两板正中央d／2处放一电荷q，则它受到的电场力大小为_________。

13．一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）

14．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）)

15．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。

16．小杨为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系，设计了如下实验。将平行板电容器充电后与电源断开，然后A极板与静电计的金属球相连，B极板和静电计金属壳都接地；A极板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B极板的移动。请回答下列各题：（请将答案填涂在相应位置）

(1).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A．B两板之间的电场强度

(2).在以下各步骤的操作时，叙述的现象符合事实的是（______）

A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大

B．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变

C．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小

D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大

(3).进行以上甲步骤的操作时，两极板间电场强度的变化情况是（______）

A．变大        B．变小        C．不变        D．无法判断

17．如图1所示连接电路，电源提供的电压恒为6V，先使开关S与1端相连，电源对电容器充电，这个过程可以瞬间完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器将测得的电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图线如图2所示，已知据此图可估算电容器释放的电荷量，并进而估算电容器的电容约为____________F（结果保留两位有效数字）。

18．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________；

参考答案与试题解析

1．【答案】不变    不变    减小   

【解析】【来源】安徽省滁州市明光县明光中学2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题

【分析】

【详解】

[1][2][3]平行板电容器充电后与电源断开所带电量不变，当极板距离减小时，根据电容决定式知，d减小，则电容C增大；根据知，U减小。电场强度

知电场强度不变，所以P与负极板间的电势差不变，则P点的电势不变，电势能不变。

2．【答案】F           

【解析】【来源】广西靖西市第二中学2020-2021学年高二（上）10月物理试题

［1］［2］［3］在国际单位制中，电容的单位是F，，。

3．【答案】    (1). 左    (2). 变大

【解析】

根据电容的决定式，若电容器的电容变大，一定是插入的电介质多了，所以被测物体向左移动．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，移动相同距离时，电容器的变化量变大，即传感器的灵敏度变大．

点睛：此题关键是判断电容减小是由于什么因素引起的；关于电容的动态分析问题，电容的决定式和定义式的联合应用通常是解决此类题目的常用方法.

4．【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。

5．【答案】BC    CD    升高   

【解析】【来源】重庆市渝中区巴蜀中学2020-2021学年高二（上）10月物理试题

【分析】

【详解】

（1）[1] AB．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，A错误B正确；

CD．静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况，D错误C正确。

故选BC。

（2）[2]A．将左极板缓慢左移，两板间距离增大，根据

电容减小，根据

电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大， A错误；

B．将左极板缓慢上移，正对面积S减小，根据

则电容减小，根据

电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大，B错误；

C．在两极板间插入云母板（介电常数大于1），根据

电容增大，根据

则电势差减小，指针偏角变小，C正确；

D．在两极板间插入较厚的金属板，相当于距离减小，根据

电容增大，根据

则电势差减小，指针偏角变小，D正确。

故选CD。

（3）[3] 改变两电极正对面积时，根据电容器的决定式

可知，电容增大，说明液面升高。

6．【答案】变小    变大   

【解析】【来源】甘肃省兰州市第一中学2019-2020学年高二9月月考物理试题

【详解】

[1]将A板向右平移时，板间距离减小，由知电容增大，而电容器所带电量不变，由分析可知，U减小，则静电计指针张角变小.

[2]将A板向上平移时，两板正对面积减小，由电容减小，而电容器所带电量不变，由分析可知，U增大，则静电计指针张角变大.

7．【答案】1    减小    增大    2    减小    减小   

【解析】【来源】山东省德州市2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题

(1)[1][2][3]充电过程：把开关S接1，电源给电容器充电，充电电流逐渐减小，电压表示数逐渐增大，直至充电完毕。

(2)[4][5][6]放电过程：把开关S接2，电容器对电阻放电。放电电流由电容器的正极板经过流向电容器的负极板。电容器两极板所带电荷量减小，电势差减小，放电电流减小，直至放电完毕。

8．【答案】8×10-3    1.3×10-3   

【解析】【来源】2019届陕西省西安市高新一中高三（下）第四次模考物理试题

[1][2]根据坐标系内所描出的点，用平滑的曲线把各点连接起来，作出图象，图象如图所示．

由△Q=I？△t知，电荷量为I-t图象与坐标轴所包围的面积：则面积为电容器在开始放电时时所带的电荷量，即电容器两端电压为U0时所带电量为Q；由图示图象可知，“面积”格数约32～33格．电容器电容为U0时，电荷量

Q=8.00×10-3C

（8.00×10-3C～8.25×10-3C均正确），电容器的电容

9．【答案】不能    大   

【解析】

(1)[1] 据题意知，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作。

(2)[2] 手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，由公式可知，电容将变大。

10．【答案】    (1). 增大    (2). 不变

【解析】

【分析】

已充电的平行板电容器电量不变；静电计测量电势差的大小，电容器板间的电势差越大；根据电容器电容的决定分析电容的变化，由电容的决定式分析板间电势差的变化；根据U=Q/C判断电势差的变化，根据E=U/d判断两极板间电场强度的变化。

【详解】增大两极板之间的距离，由电容的决定式可知，电容减小，电容器的电量不变，由分析可知，则极板电压U增大，那么指针张角增大；根据，因此两极板间的场强与极板间距无关，即电场强度不变。

【点睛】本题要抓住电容器的电量不变，由电容的决定式和定义式结合分析电容器动态变化问题，再根据E=U/d 判断两极板间电场强度的变化。

11．【答案】ABC    F    A    不变    变小    变大   

【解析】【来源】河北省邯郸市大名县第一中学2020-2021学年高二（上）10月物理试题

(1)[1]根据

可知影响平行板电容器的电容的因素有：两极板的正对面积．两极板间的距离．电介质的介电常数，故选ABC；

[2]由于影响电容器的电容的因素有三个，完成实验探究需要用到的方法是控制变量法，故选F；

(2)[3] 电容器带电后与电源断开，因此本实验电量不变，则静电计是为了观察电压的变化，从而由

确定出电容的变化，由于电路中没有电流，不能用电流表或者电压表代替静电计，故选A；

(3)[4]若保持开关S闭合，两板间的电压不变，则指针张开角度不变；

[5]若断开开关S后，电量Q不变，将A．B两极板正对面积变小些，根据

可知电容增大，由

可知，减小，则指针张开角度变小；

[6] 若断开开关S后，电量Q不变，将A．B两极板正对面积变小些，根据

可知电容减小，由

可知，增大，则指针张开角度变大。

12．【答案】

【解析】

【分析】

根据电容器的定义式C＝Q/U，求出电容器两端间的电势差，根据匀强电场的强度公式E＝U/d 得出电场强度，从而得出电场力．

【详解】电势差，则电场强度，电场力F=qE=．

13．【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

14．【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。

15．【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。

16．【答案】B    A    C   

【解析】【来源】甘肃省天水市天水一中2020-2021学年高二（上）第一学段考试物理试题

（1）[1]静电计显示的是其金属球和外壳间的电势差的大小，即电容器两极板间的电势差，故B正确。

（2）[2]AB．甲图中的手水平向左移动时，相当于电容器两极板间的距离d增大，由

，

可推得此过程中两板间的电势差增大，即静电计的指针偏角变大，故A正确B错误；

C．乙图中的手竖直向上移动时，相当于两极板的正对面积S变小，由上式可推得，此过程中两板间电势差增大，即静电计的指针偏角变大，故C错误；

D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，相当于电容器极板间的介电常数增大，由上式可推得，此过程中两板间的电势差减小，即静电计的指针偏角变小，故D错误。

（3）[3]由

，，

联立可解得

即电场强度E与两板间距离d无关，故C正确。

17．【答案】5.5×10－4或5.6×10－4

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二（上）10月物理试题

【分析】

【详解】

根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电量为0.08×10-3C，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图象所包含的格子个数为41，所以释放的电荷量是

Q=0.08×10-3C×41=3.28×10-3C

根据电容器的电容

18．【答案】变大    变小    变大    变小   

【解析】【来源】黑龙江省大庆实验中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

【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，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；