1.8电容器 电容基础巩固（word版含答案）

1.8电容器 电容基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．有一电学元件，上面标有“450V，250μF”字样，它是（　　）
A．电源 B．电阻器 C．电容器 D．电动机
2．下列四种电学元件中，属于电容器的是（ ）
A． B．
C． D．
3．传感器是把非电学物理量（如位移、压力、流量、声强等）转换成电学量的一种元件．如图所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中、构成一个电容器，是固定不动的金属板，是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源发出频率恒定的声波使振动，则在振动过程中（ ）
A．、板之间的电场强度不变
B．、板所带的电荷量不变
C．向右位移最大时，电容器的电容量最大
D．电路中始终有方向不变的电流
4．下图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Q不变，那么若保持板间距离D不变，正对面积S变小，则（ ）
A．电容C变小， 两板电势差U变小
B．电容C变小， 两板电势差U变大
C．电容C变大，两板电势差U变小
D．电容C变大，两板电势差U变大
5．要使平行板电容器的的电容增加的是：（　）
A．两极板正对面积增大； B．两极板间距增大；
C．改用介电常数较小的电介质； D．以上说法都不对．
6．如图所示，a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是（ ）
A．使a、b板的距离增大一些
B．使a、b板的正对面积减小一些
C．断开S，使a板向左平移一些
D．断开S，使a、b板的正对面积增大一些
7．对于一个电容器，下列说法正确的是（ ）
A．电容器两板间电压越大，电容越大．
B．电容器两板间电压减小到原来的一半，它的电容就增加到原来的2倍．
C．电容器所带电量增加1倍，两板间电压增加4倍．
D．平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关
8．目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，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一层ITO（纳米铟锡金属氧化物），夹层ITO涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置。对于电容触摸屏，下列说法正确的是（　　）
A．电容触摸屏触摸时，不需要压力即能产生位置信号
B．使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作
C．手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小
D．手指与屏的接触面积变化时，电容不变
9．如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为，则下列说法正确的是（　　）
A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则变小
B．断开S，将A板向B板靠近，则不变
C．保持S闭合，悬线烧断，则小球在电场中将作自由落体运动
D．断开S，悬线烧断，则小球在电场中将作变加速曲线运动
10．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，这时电容器的带电量为Q，P是电容器内一点，电容器的上板与大地相连，下列说法正确的是
A．若将电容器的上板左移一点，则两板间场强减小
B．若将电容器的下板上移一点，则两板间电势差减小
C．若将电容器的下板上移一点，则P点的电势升高
D．若将电容器的下板上移一点，则两板间电势差增大
11．比值定义法，就是用两个物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义，但定义的物理量又不随定义所用的物理量的大小取舍而改变。以下选项中物理量全部采用比值定义法定义的是（　　）
A．、和 B． 、和
C．、和 D．、和
12．如图为某一物理量y随另一物理量x变化的函数图象，关于该图象与坐标轴所围面积图中阴影部分的物理意义，下列说法正确的是　　
A．若图象表示加速度随时间的变化，则面积等于质点在相应时间内的位移
B．若图象表示力随位置的变化，则面积等于该力在相应位移内所做的功
C．若图象表示电容器充电电流随时间的变化，则面积等于相应时间内电容器储存的电能
D．若图象表示电势随位置的变化，则面积等于电场位置处的电场强度
13．如图所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个带电体P正好处于静止状态，则下列推断正确的是（ ）
A．S保持闭合，将A板向左平移一小段距离，P仍保持静止
B．S保持闭合，将A板向右平移一小段距离，P将会向上运动
C．S断开后，将A板向上平移一小段距离，P将会向上运动
D．S断开后，将A板向上平移一小段距离，P将会向下运动
14．如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为S，两极板的间距为d，电容器所带电荷量为Q，电容为C，静电计指针的偏转角为φ，平行板中间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　）
A．若增大d，则φ减小，θ减小
B．若增大Q，则φ减小，θ不变
C．在两板间插入云母片时，则φ减小，θ不变
D．将A板向上提一些时，φ增大，θ增大
15．图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤，其内部电路简化图如图乙所示，称重时，人站在体重秤面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是（　　）
A．上层膜片下移过程中，电流表有a到b的电流
B．电容器的电容减小，上下极板间的电压减小
C．电容器的电容增大，所带电荷量增大
D．上层膜片稳定后，平行板电容器上下极板均不带电荷
二、填空题（共4题）
16．如图所示，A、B是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，则P点的电场强度___________（选填“变大”“变小”或者“不变”），P点电势___________（选填“升高”“降低”或者“不变”）。
17．如图所示为电容器C与电压U的电源连接成的电路．当电键K与1接通，电容器A板带_____电，B板带_____电，这一过程称电容器的_____．电路稳定后，两板间的电势差为_____．当K与2接通，流过导体acb的电流方向为_____，这就是电容器的_____ 过程．
18．用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设两极板正对面积为,极板间的距离为,静电计指针偏角为.实验中,极板所带电荷量不变：
(1)保持不变,增大,则__________( 变大，变小，不变 )
（2）保持，S不变，在两极板之间插入陶瓷电介质，则____________( 变大，变小，不变 )
(3)保持S不变,减小d,则两极板之间的电场强度E__________( 变大，变小，不变 )
19．在“用传感器观察电容器的放电过程”的实验中，所用的器材有∶8V直流电源E、电容器C、单刀双掷开关S、定值电阻R、电流传感器、计算机。实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，把开关S掷向1端电源向电容器充电完毕后，再把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。
（1）请按照图甲所示的电路在图丙中完成实物图连线。（______）
（2）电路中的定值电阻R=____________kΩ（保留2位有效数字）；若其他器材不变，换用阻值更大的定值电阻R做该实验，则电容器的放电时间____________（选填“变长”“变短”或“不变”）。
（3）电容器C的电容约为____________μF（保留2位有效数字）。
三、综合题（共4题）
20．你用过触摸屏吗 触摸屏由于坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等诸多优点得到大众的认同,在手机、电脑等消费电子产品中日益普及.目前技术比较成熟的触摸屏分为电阻式、电容式、红外式和声波控制触摸屏等,如图所示,电容式触摸屏的基本原理是什么呢
21．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10－8 C，A极板接地．求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）平行板电容器两板之间的电场强度；
（3）若在距B板2 cm的M点放一电子，求其电势能．（电子的电荷量e＝－1.6×10－19 C）
22．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B接在电压为60 V的恒定电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10-8 C，A极板接地。求∶
（1）平行板电容器的电容；
（2）距B极板为2 cm的C点处的电势；
（3）将一个电荷量为q=8×10-9 C的正点电荷从B极板移到A极板静电力所做的功。
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．B
3．C
4．B
5．A
6．C
7．D
9．B
10．B
11．A
12．B
13．A
14．D
15．C
16．不变 不变
17．负 正 充电 U b→c→a 放电
18．变大 变小 不变
19． 2.5 变长 4.9×102~5.1×102
20．
电容式触摸屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，它是利用人体的电流进行工作的；当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成一个电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，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的精确计算,得出触摸点的位置.
21．（1）2×10-9 F；（2）1×103 V/m　方向竖直向下；（3）1.6×10-18J
22．（1）1×10-9 F；（2）-20 V；（3）-4.8×10-7 J
23．A BD ABD