2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册 2.1电容器与电容 同步练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
2.1电容器与电容
同步练习（解析版）
1．如图所示，有一个平行板电容器与静电计连接，板间为干燥的空气，使电容器带电后，张开一个角度，现撤去电源，以下操作中可以使张开的角度变小的是（　　）
A．将B板向右移动
B．将B板向上移动
C．将B板向左移动
D．用手接触B板
2．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（　　）
A．距离变化
B．正对面积变化
C．介质变化
D．电压变化
3．一平行板电容器的电容，当两极板间电势差为20V时，所带电荷量为（　　）
A．
B．
C．
D．
4．工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时，为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上（电源电压小于材料的击穿电压）。当流水线上通过的产品厚度减小时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B平行板电容器的电容增大
B．A、B两板间的电场强度减小
C．A、B两板上的电荷量变大
D．有电流从a向b流过灵敏电流计
5．某电容器两端的电压变为原来的时，该电容器的电容（　　）
A．不变
B．变为原来的
C．变为原来的2倍
D．变为原来的4倍
6．关于电容器，以下说法正确的是（　　）
A．电容器两板正对面积变大，电容变小
B．电容器两板距离变大，电容变大
C．两板间放入电介质，电容变大
D．两板间电压增大，电容变大
7．如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的正点电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）
A．θ增大，E增大
B．θ减小，E减小
C．θ增大，Ep增大
D．θ减小，Ep减小
8．如图所示，电源A两端的电压恒为6
V，电源B两端的电压恒为8
V，当开关S从A扳到B时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5
C，则电容器的电容为（　　）
A．2×10－5
F
B．1.5×10－6
F
C．6×10－4
F
D．8.6×10－7
F
9．如图所示，两平行正对的带电金属板A、B水平放置，充电后与电源断开，其中B板接地，一带电油滴恰好静止地悬浮在P点。下列说法中正确的是（　　）
A．将A板向上移动一段距离，两板间电势差减小
B．将A板水平向左移动一小段距离，油滴向上加速运动
C．A板以左端为轴垂直于纸面逆时针旋转一个小角度后油滴仍保持静止状态
D．增加A板所带电荷量，P点电势一定升高
10．如图，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为φ，下列说法正确的是（　　）
A．断开开关，使两极板远离一些，张角不变
B．断开开关，使两极板远离一些，张角减小
C．保持开关闭合，使左极板上移一小段距离，张角减小
D．保持开关闭合，滑动变阻器滑片左移，张角增大
11．计算机键盘每一个键下面连一小金属片，与另一固定小金属片组成一可变电容器。按下键时，与之相连的电子线路就给出相应的信号。按下键时，以下判断正确的是（　　）
A．电容器的电容变小
B．电容器间的电压不变
C．电容器间的电场强度不变
D．电容器极板的电量变小
12．计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器，该电容器的电容可用公式计算，式中εr=9×10-12F/m，S为金属片的正对面积，d表示两金属片的间距。当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属片的正对面积为50mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6mm。如果电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下（　　）
A．0.15mm
B．0.25mm
C．0.35mm
D．0.45mm
13．对于给定的电容器，如图所示，是描述电容C、所带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图像，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
14．如图所示，A、B两板间电压为600V，A板接地，B板带负电，A、B两板间距离为12cm，C点离A板4cm，下列说法正确的是（　　）
A．E=2000V/m，φC=200V
B．E=5000V/m，φC=-200V
C．电子在C点具有的电势能为-200eV
D．电子在C点具有的电势能为200eV
15．如图所示，两平行金属板M、N与电源相连，N板接地，在距两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷，则（　　）
A．若保持S接通，将M板上移一小段距离，M板的带电量减小
B．若保持S接通，将M板上移一小段距离，P点的电势升高
C．若将S接通后再断开，将M板上移一小段距离，两板间场强增大
D．若将S接通后再断开，将M板上移一小段距离，点电荷在P点的电势能保持不变
16．如图所示，、为两块平行金属板，板带负电，板带正电且与大地相接，两板间点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为，点电场强度大小为、电势为，负电荷的电势能为，现将、两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（　　）
A．变小，降低
B．变大，变大
C．降低，增大
D．升高，减小
17．如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则以下说法正确的是（　　）
A．若电容器极板间的电压不变，变大，电容器极板上带电量减小
B．若电容器极板电量不变，变小，电容器极板间电压变大
C．若电容器极板间的电压不变，变大，有电流流向电容器的正极板
D．若电容器极板间的电压不变，变大，有电流流向电容器的负极板
18．如图所示的传感器，甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上，当纸张从平行板间穿过时，可监控纸张的厚度。若电流计指针偏向a端，电容器放电；若电流计指针偏向b端，电容器充电。某次纸张从平行板间穿过时，发现电流计指针偏向b端，则（　　）
A．平行板电容器的电容变小
B．平行板电容器的电容变大
C．甲、乙两板间纸张厚度变小
D．甲、乙两板间纸张厚度变大
19．如图所示，一平行电容板的两端与电压为U的恒压电源相连。极板上带电荷量为Q。若只将两极板间的增大为原来的2倍，求电容器极板上的电荷量。
20．一个电容为22μF的电容器充电至电压为9V后，断开电源。由于漏电，一段时间后两极板间的电压变为4V，极板上的电荷量减少了多少。
参考答案
1．A
【详解】
A．将B板向右移动，板间距变小，根据
可知，C变大，电量不变，由
可知两板间电势差变小，张开的角度变小，故A正确；
B．将B板向上移动，两板的正对面积减小，根据
可知，C变小，电量不变，由
可知两板间电势差变大，张开的角度变大，故B错误；
C．将B板向左移动，板间距变大，根据
可知，C变小，电量不变，由
可知两板间电势差变大，张开的角度变大，故C错误；
D．用手接触B板，不会改变电容器的电容和带电量，所以板间的电势差也不变，张角不变，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
由题意，对着话筒说话时，振动膜前后振动，则金属层和金属板间距离改变，即电容器两极板间距离改变，导致电容变化，BCD错误，A正确。
故选A。
3．C
【详解】
由
代入数据可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
4．D
【详解】
ACD．电容器始终与恒压电源相连，其两极板间的电势差U不变，根据
C＝
可知，当产品厚度减小，导致εr减小时，电容器的电容C减小，再根据
Q＝CU
可知极板带电荷量Q减小，有放电电流从a向b流过灵敏电流计，AC错误，D正确；
B．因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间的电场强度
不变，B错误。
故选D。
5．A
【详解】
根据电容器的决定式
可知电容的大小仅仅与两极板的正对面积，两极板间的距离以及介电常数有关，与极板的带电量多少以及两极板电压高低无关，因此电压变为原来的时，电容器的电容不变。
故选A。
6．C
【详解】
A．由平行板电容器的电容可知，电容器两板正对面积S变大，则C增大，故A错误；
B．由平行板电容器的电容可知，电容器两板距离d变大，则C变小，故B错误；
C．由平行板电容器的电容可知，两板间放入电介质，即εr增大，则C增大，故C正确；
D．电容器的电容由本身的结构所决定，与两板间电压无关，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
电容器与电源断开，故其带电量Q不变；保持上极板不动，将下极板向上移动时，两板间的距离减小，根据
可知，电容C增大，根据
可知，板间电压U减小，故静电计指针偏角θ减小；两板间的电场强度
知电场强度与板间距无关，因此电场强度E不变；设P与下极板距离为L，则P点的电势
φp=EL
则点电荷的电势能为
Ep=ELq
根据平衡条件知，点电荷所受的电场力方向向下，与电场强度方向相反，因此点电荷带负电，L减小，点电荷在P点的电势能Ep减小。
故选D。
8．D
【详解】
当开关S接A时，电容器上极板带正电，所带电荷量Q=CUA，当开关S扳到B时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q′=CUB，该过程中通过电流计的电荷量
ΔQ=Q＋Q′=C（UA＋UB）=1.2×10－5
C
解得电容C≈8.6×10－7F。
故选D。
9．B
【详解】
A．将A板向上移动一段距离，d增大，则电容
减小，根据
则电势差增大，故A错误；
B．B极板不动，将A极板向左水平移动一小段距离，S减小，由
则电容减小，根据
则电势差增大，根据
知电场强度增大，电场力大于重力，则油滴向上加速运动，故B正确；
C．A板以左端为轴垂直于纸面逆时针旋转一个小角度后，S减小，由
可得
可知，电场强度增大，油滴受力不平衡，不能保持静止状态，故C错误；
D．增加A板所带电荷量，由
可得
可知，电场强度增大，根据公式
P点与下板的电势差增大，由于A板所带电荷的性质未知，无法确定P点电势的变化，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
AB．若断开开关S，电容器两极板所带电荷量不变，使两极板靠近一些，由
可知，E不变，即夹角φ不变。故A正确，B错误；
C．保持开关S闭合，即电容器两端电压不变，使两极板正对面积减小，由知，φ不变。故C错误；
D．调节滑动变阻器滑片的位置不影响电容器两极板间的电压大小，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
B．由题可知，键盘处于工作状态，故电压不变，故B正确；
ACD．由
可得按下键时，电容器的电容变大，则电容器极板的电荷量变大，电场强度变大，故ACD错误。
故选B。
12．A
【详解】
由题给公式可知，键未按下时电容
恰能检测出信号时的电容
故
所以键至少需要被按下
故选A。
13．AD
【详解】
ABC．在电容定义式C=中，C由电容器自身决定，与Q、U无关，A正确；BC错误；
D．根据电容定义式C=，可知Q与U成正比，D正确。
故选AD。
14．BD
【详解】
AB．根据题意，A板接地，则其电势为零，又因为A、B两板间的电压为600V，B板带负电，则B板电势为-600
V，由此知C点电势为负值，则A、B两板间场强为
根据电场强度与电势差的关系
解得
A错误，B正确；
CD．电子在C点具有的电势能为
C错误，D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
A．当S闭合时，M板上移一小段距离，则间距增大，由导致电容减小，因电压不变，根据，则有M板带电量减小；故A正确；
B．当S闭合时，M板上移一小段距离，则间距增大，而电压不变所以场强减小，则N与P点之间的电势差减小；故P点的电势降低，故B错误；
C．将S断开时，M板向上移动，电量不变；根据
则有电场强度与间距无关，因此场强不变，故C错误；
D．由选项C知场强不变，则P相对于N极板的电势差不变；电势P不变，因此点电荷在P点的电势能保持不变，故D正确。
故选AD。
16．BC
【详解】
AB．将两板水平错开一段距离，两板正对面积减小，根据电容的决定式
可知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，则由
得知，板间电压U增大，板间场强
可知，板间场强增大，故B正确，A错误；
CD．Q点到下板距离不变，由公式
得知，Q点与下板电势差增大，由于电场线向上，Q点的电势低于下极板的电势，则Q点的电势降低，负电荷在Q点的电势能变大，故C正确，D错误；
故选BC。
17．AD
【详解】
ACD．若电容器极板间的电压不变，x变大，即电介质拔离电容器，由电容的决定式
得知，电容减小，由
得知，电容器极板上带电量Q减小，处于放电状态，所以有电流流向电容器的负极板，C错误AD正确；
B．若电容器极板电量不变，x变小，即电介质插入电容器，由电容的决定式
得知，电容增大，由
得知，电容器极板间电压U变小，
B错误。
故选AD。
18．BD
【详解】
AB．电流计指针偏向b端，电容器充电，则电容器电荷量Q增加，而两极板接在恒压直流电源的两极，则U不变；根据电容器电容定义式
知，电容C增加，故A错误，B正确；
CD．根据电容器电容决定式
知，只有甲、乙两板间纸张厚度变大导致增加，电容器的电容才能增加：故C错误，D正确。
故选BD。
19．
【详解】
由电容的相关公式可知
所以
又由于
Q=CU
所以
20．
【详解】
由
可得
极板上的电荷量减少了