2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册2.5 科学探究：电容器 同步练习(Word版含答案)

2.5 科学探究：电容器
一、单选题
1．电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，电容器储存电荷C的特性用电容C来表征。可用如图所示的电路对电容器进行充电。某电容器在充电过程中，其电压U与所带电荷量Q之间的关系是（　　）
B．
C． D．
2．下列说法中正确的是（　　）
A．由公式知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比
B．由电场强度可知，电场强度与电荷量成反比
C．由点电荷场强公式可知，一定时，电荷量越大，场强越大
D．由电势差可知，电场强度一定时，两点间距离越大，这两点间电势差越大
3．有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为，所带电荷量为，此电容器的电容是（　　）
A． B． C． D．
4．照相机的闪光灯，在不到的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，该过程的发生是利用了（　　）
A．电池的放电 B．电池的充电 C．电容器的放电 D．电容器的充电
5．如图所示为一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容为15，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电（电荷定向移动形成电流），下列说法正确的是（　　）
A．放电之后，电容器的电容为零
B．该电容器的击穿电压为9kV
C．放电之前，电容器存储的电荷量为135C
D．该次通过人体的电流为67.5A
6．电容式传感器可以将非电学量的微小变化转换成电容变化。如图是一种利用电容式传感器测量油箱中油量的装置。当开关S闭合后，油量减少时（　　）
A．电容器的电容增大
B．电容器的带电量减小
C．电流向上经过G表
D．G表示数为零时，油箱中油量为零
7．一平行板电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，板间场强大小为E。若它所带电荷量变为，其他条件不变，下列说法正确的是（　　）
A．两极板间电压不变 B．它的电容不变
C．板间场强大小不变 D．它的电容变为原来的2倍
8．下图为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图所示，矩形金属片ab放在点电荷+Q的左侧，O为金属片的中点，点电荷Q与O点的连线恰与金属片垂直，此时a、O、b三点的电势分别为、、，则（　　）
A． B．
C． D．无法确定关系
10．如图所示为左、右两个电容器外壳上的部分参数的照片，则下列说法正确的是（　　）
A．左电容器储存的电荷量只能为3.510-4C
B．右电容器储存的电荷量最多为5.510-2C
C．左、右两电容器的电容之比为7：5
D．左、右两电容器的电容之比为7：1100
11．下列电学元器件属于电容器的是（ ）
A．
B．
C．
D．
12．超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景．如图所示，某超级电容标有“2.7 V　100 F”，将该电容接在1.5 V干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为(　　)
A．－150 C B．－75 C C．－270 C D．－135 C
13．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，G为一灵敏电流表．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离（ ）
A．带电油滴将沿竖直方向向下运动
B．P点的电势将降低
C．带电油滴的电势能将减小
D．上板移动过程中，有电流向右通过G表
14．如图所示，金属板组成的电容器充电后与静电计相连，要使静电计 指针的张角变大，下列措施中可行的是（ ）
A．A板向上移动 B．B板向左移动
C．电容器之间充满介质 D．电容器放走部分电荷
15．计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相应的信号，当按下该键时，电容器的（　　）
A．电容变小 B．极板间的电压变小
C．极板的电量不变 D．极板间的场强变大
16．心脏除颤器是通过一个电容器放电时的脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使患者心脏恢复正常跳动的仪器。如图所示，心脏除颤器的电容器电容为12μF，充电后电容器电压为8.0kV，如果电容器在3.0ms时间内完成放电，下列说法正确的是（　　）
A．放电之后，电容器的电容为零
B．该电容器的击穿电压为8.0kV
C．放电之前，电容器存储的电荷量为0.096C
D．若充电至4.0kV，则该电容器的电容为6μF
17．指纹密码锁是我国现阶段流行的防盗门的核心配件，其原理是通过凹凸不平的指纹面与解锁面板间形成微电容器（相当于正对面积相同，板间距不同的电容器）。给电容器一个固定电压，电容小的微电容器放电较快，根据放电快慢就可以记录和分析指纹数据。下列说法正确的是（　　）
A．在指纹凹处形成的电容器电容大
B．在指纹凸处形成的电容器放电较慢
C．出汗后手指对指纹识别没有任何影响
D．充电后在指纹凸处形成的电容器存储的电荷量小
18．利用传感器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故发生。如图所示是一种通过测量电容器电容变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、C构成电容器。已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系：电流从电表左侧流入则指针左偏，电流从电表右侧流入，则电流右偏。若矿井渗水（导电液体深度h增大），则电流表（　　）
A．指针向右偏转，A、C构成的电容器充电
B．指针向左偏转，A、C构成的电容器充电
C．指针向右偏转，A、C构成的电容器放电
D．指针向左偏转，A、C构成的电容器放电
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
根据电容的定义式变形可得
所以某电容器在充电过程中，U与Q成正比，即U-Q图像为过原点的倾斜直线，故选B。
2．C
【详解】
A．电容器的电容由电容器本身决定，与电容器两极板间的电压和电容器所带的电荷量均无关，故A错误；
B．电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量无关，故B错误；
C．由点电荷场强公式可知，一定时，电荷量越大，场强越大，故C正确；
D．由电势差可知，电场强度一定时，两点间沿电场强度方向的距离越大，这两点间电势差越大，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
电容器的电容是
故选A。
4．C
【详解】
电池的放电电流无法达到很大，照相机的该过程利用了电容器的放电，C正确。
故选C。
5．D
【详解】
A．放电之后，电容器的电容不变。故A错误；
B．根据电容器的工作原理，及题目中的已知，可得击穿电压要大于9kV，故B错误；
C．放电之前，电容器存储的电荷量为
故C错误；
D．该次通过人体的电流为
故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．油量减小时，电容器极板间的介质减小，根据电容定义式，有
可知，电容器的电容减小。故A错误；
B．电容器与电源相连，极板间电压保持不变，根据公式，有
可知，电容器的带电量减小。故B正确；
C．根据B项分析，可知电容器极板电量减小，即释放电荷，电流向下经过G表。故C错误；
D．仅当油量变化时，才会产生电流，故G表示数为零时，仅能说明油量不变。故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．根据
平行板电容器带电荷量增大为原来的两倍，则两极板间电压增大为原来的两倍，A错误；
BD．电容器电容由它的构造决定，可以由决定式
分析决定，与Q和U无关，所以它的电容不变，B正确，D错误；
C．根据
板间场强大小增大为原来的两倍，C错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．是通过改变电介质而引起电容变化的，故A错误；
BD．是通过改变两极的正对面积而引起电容变化的，故BD错误；
C．是通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的，故C正确。
故选C。
9．C
【详解】
金属片放在+Q的电场中处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，故；
故选C。
10．B
【详解】
A.根据可知左电容器储存的最大电荷量为
但电容器的工作电压不一定是35V，所以左电容器储存的电荷量不一定为3.510-4C，故A错误；
B.同理可知右电容器储存的电荷量最多为
故B正确；
CD.根据题意可知左、右两电容器的电容之比为10：2200，即1：220，故CD错误；
故选B。
11．C
【详解】
A是电池；B是验电器；C是电容器；D是灯泡；故选C
12．A
【分析】
根据C=Q/U求解电容器的带电量．
【详解】
根据C=Q/U可知电容器带电量为Q=CU=100×1.5C=150C，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为-150C，故选A.
13．C
【详解】
AC．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态，知液滴的电场力和重力平衡，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动，d减小，则电场强度增加，电场力增大，液滴沿竖直方向向上运动，电场力做正功，电势能减小．故A错误，C正确．
B．因为U不变，d减小，根据知，电场强度增大，P与下极板间的电势差增大，下极板的电势为0，则P点的电势升高．故B错误．
D．因为U不变，d减小，根据 知，电容增大，结合Q=CU知，电荷量增加，电容器充电，因上极板带正电，电流表中将有从向左的电流．故D错误．
故选C．
14．A
【详解】
A板向上移动时，两板间的正对面积减小，则由可知，电容器的电容减小，则由Q=UC可知，两板间的电势差增大，故静电计的张角变大；故A正确；B板向左移动时，两板间的距离减小，则C增大，故两板间的电势差减小，故B错误; 电容器之间充满介质，故C增大，则两板间的电势差减小，故C错误；电容器放走部分电荷后，电荷量减小，则电势差减小，故D错误；故选A．
点睛：对于电容器的动态分析，首先要明确不变量，然后再由定义式和决定式可确定电势差的变化．
15．D
【详解】
A．当按下该键时，两金属片间距离减小，由
可知，电容C变大，A错误；
B．由于连接电源不断电，极板间的电压不变，B错误；
C．由
可知，极板的电量变大，C错误；
D．由
可知，极板间的场强变大，D正确。
故选D。
16．C
【详解】
A．电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，放电之后，电容器的电容大小是不变的，故A错误；
B．该电容器电压为8.0kV，不高于额定电压，击穿电压大于额定电压，故B错误；
C．根据
Q=CU=12×10-6×8.0×103C=0.096C
可知放电前，电容器储存的电量为0.096C，故C正确；
D．电容的大小是由电容本身的性质决定，与其两端的电压无关，所以充电至4.0kV，则该电容器的电容仍为12μF，故D错误。
故选C。
17．B
【详解】
A．根据
凹处说明d大，则电容器电容小，A错误；
B．凸处说明d小，则电容器电容大，因电容小的微电容器放电较快，则在指纹凸处形成的电容器放电较慢，B正确；
C．手指出汗后，和d会改变，则会对指纹识别有影响，C错误；
D．在指纹凸处形成的电容器电容大，根据
可知充电后在指纹凸处形成的电容器存储的电荷量大，D错误。
故选B。
18．B
【详解】
根据平行板电容器的决定式
可知当矿井渗水（导电液体深度h增大）时，相当于电容器两极板正对面积S增大，则电容C增大，而电容器两板间电压U不变，根据
可知Q增大，即电容器充电，有电流从电流表G左侧流入，指针向左偏转。故选B。答案第1页，共2页
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