1.8电容器 电容 课时提升练（word版含答案）

1.8电容器 电容 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b，与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a通过导线与恒定电源两极相接，若声源S沿水平方向做有规律的振动，则（　　）
A．a振动过程中，ab板间的电场强度不变
B．a振动过程中，ab板所带电量不变
C．a振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流
D．a向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容量最大
2．电势差是用比值定义法定义的物理量，下列哪个物理量与此物理方法不相同（　　）
A．电场强度 B．电阻 C．电容 D．电流
3．观察电容器的充、放电现象的实验电路如图甲所示，将开关S与a端相连，电容器充电：然后把开关S掷向b端，电容器放电。计算机与电流传感器相连接，记录这一过程电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。下列说法错误的是（　　）
A．t1~t2时间内，电容器上极板带正电
B．t3~t4时间内，电阻R中的电流方向从左向右
C．t1~t2时间内，电容器带电量与两板间电压比值保持不变
D．t3~t4时间内，电容器带电量与两板间电压比值逐渐减小
4．下列说法中，正确的是（　　）
A．由可知电场中某点的电场强度E与q成反比
B．由公式可知电场中某点的电势φ与q成反比
C．由Uab=Ed可知，匀强电场中任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D．公式C=，其中电容器的电容C与电容器两极板间电势差U无关
5．如图是心脏除颤器，它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。心脏除颤器的电容器电容为，某次实施电击治疗，充电电压为时，患者没有反应，充电电压提高到，患者心脏复苏。关于电容器，下列说法正确的是（　　）
A．放电结束，电容器的电容为零
B．电容器放电过程，把其他形式能转化为电场能
C．充电电压增大，电容器储存电荷的本领也增强
D．充电电压为时，电容器存储的电荷量为0.16C
6．电容器是一种能储存电荷的电学元件。两个彼此绝缘又相距很近的导体，就构成一个简单的电容器。电容器储存电荷的特性可以用电容C来表征。用图描述某电容器充电时，其电容C与其两极板间电势差U之间的关系，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．平行板电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，要使平行板电容器的电容增加，下列做法正确的是（　　）
A．增大两极板正对面积
B．改用介电常数较小的电介质
C．增大两极板间的距离
D．增大两极板间的电压
8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（　　）
A．带电油滴所受电场力不变 B．P点的电势将升高
C．带电油滴的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电量增大
9．对有关电场概念和规律的理解，下列说法正确的是（　　）
A．电场中电场强度为零的位置，电势一定为零
B．正电荷在电场中某一位置的电势能一定大于负电荷在该位置的电势能
C．虽然，但电容C的大小与电容器两极板间电势差U无关
D．由Uab=Ed可知，匀强电场中a、b两点间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
10．在如图所示的哪种情况下，a、b两点的电势相等，电场强度也相同（　　）
A．带电平行板电容器两板间除边缘附近处的a、b两点（a、b连线与极板不平行）
B．处于静电平衡状态下的导体内部的a、b两点
C．离点电荷等距的a、b两点
D．两个等量同种点电荷的中垂线上，与连线中点O等距的a、b两点
11．目前市场上的智能手机普遍采用了电容触摸屏。当用户手指触摸电容触摸屏时，手指和手机屏幕中某一层夹层工作面形成一个电容器，通过测量电容器可以确定手指位置。从电容器的原理来分析，下列说法正确的是（　　）
A．使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作
B．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
C．手指靠近但不触摸屏幕时，也可能产生位置信号
D．手指与屏的接触面积变化时，电容不变
12．如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接，G为一零刻度在表盘中央的电流计，闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　）
A．若在两板间插入电介质，电容器的电容变小
B．若在两板间插入一导体板，电容器的带电量变小
C．若将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器的带电量变大
D．若将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流
13．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．实验中，只将电容器b板向右平移少许，静电计指针的张角变大
B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大
14．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（　　）
A．静止时，电流表示示数为零，电容器两极板不带电
B．N极板由静止突然向“后”运动时，电容器的电容减小
C．N极板由静止突然向“后”运动时，电流由b向a流过电流表
D．N极板由静止突然向“后”运动时，电容器间的电场强度减小
15．下列说法正确的是（　　）
A．根据E=，可知电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比
B．根据C=，可知电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据E=，可知电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量有关
D．根据UAB=，可知带电荷量为1C的正电荷，从电场中的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
二、解答题
16．有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
17．如图所示，宁波一餐厅采用机器人“服务员”送餐，该机器人一次充电可干活8小时。其相关参数及某次运送线路图如下图所示。
电池容量/工作电压 40000mAh/50V
充电器输出电压/电流 30V/10A
运送最大里程 20km
（1）如图B所示，机器人从起点先向前走3m，再向右走8m，最后向前走3m抵达终点，求该机器人行走的位移；
（2）求该机器人的最大储存电能；
（3）求该机器人牵引力的平均大小；
（4）在（1）问前提下，不考虑电池充电时的热量损耗，则该机器人的充电时间至少为多少。
参考答案
1．D
【详解】
A．由于平行板电容器两极板与电池两极相连接，两极板间的电压U保持不变，根据场强
E=
可知电场强度随着d变化而变化，选项A错误；
D．a向右的位移最大时，两板间的距离d最小，根据电容的决定式有
C=
可知电容最大，选项D正确；
B．由Q=CU可知，a、b板所带电荷量随着C的变化而变化，选项B错误；
C．由于Q变化，使电容器出现充电、放电现象，电流计中电流方向不断变化，选项C错误。
故选D。
2．B
【详解】
ACD．电场强度、电容和电流，都是用比值定义法定义的物理量，故ACD不符合题意；
B．电阻是电阻的决定式，不是用比值定义法定义的物理量，故B符合题意。
故选B。
3．D
【详解】
A．t1~t2时间内，电源对电容器进行充电，电容器上极板与电源正极相连，故上极板带正电，A正确，不符合题意；
B．t3~t4时间内，电容器放电，上极板的正电荷向右通过电阻R，故电阻R中的电流方向从左向右，B正确，不符合题意；
CD．电容器的电容C由内部结构决定，由电容的定义式
可知，电容器带电量与两板间电压比值保持不变，与充电、放电无关，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
A．电场中某点的电场强度E只由电场本身决定，与试探电荷的电量q无关，故A错误；
B．电场中某点的电势只由电场本身决定，与试探电荷的电量q无关，故B错误；
C．由
Uab＝Ed
可知，匀强电场中沿电场线方向任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大，故C错误；
D．公式
C＝
其中电容器的电容C由电容器本身决定的，与电容器两极板间电势差U无关，故D正确。
故选D。
5．D
【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．电容器放电过程，把电场能转化为其他形式能，故B错误；
C．电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，充电电压增大，电容器储存电荷的本领不变，故C错误；
D．根据
代入数据得充电电压为时，电容器存储的电荷量为0.16C，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
电容器的电容是由电容器本身决定的，与其两极板间电势差U无关，其两极板间电势差U增大的过程中电容大小不变，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．A
【详解】
ABC．平行板电容器电容的决定式为，增大两极板正对面积S时，电容会增大；改用介电常数较小的电介质或增大两极板间的距离d，电容均会减小，故A正确，BC错误；
D．增大两极板间的电压，电容大小不变，故D错误；
故选A。
8．B
【详解】
A．下极板竖直向下移动，d增大，由于电容器两板间电压不变，根据
可得，金属板间场强减小，则油滴所受的电场力减小，故A错误；
B．板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式
可知，P点与上级板间电势差将减小，而P点的电势低于上级板的电势，则知P点的电势将升高，故B正确；
C．由于油滴带负电，P点的电势升高，则油滴的电势能将减小，故C错误；
D．根据电容的定义式
可知，由于d增大，则电容C减小，电容器与电源保持相连U不变，根据
可知，Q减小，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．电场中电场强度为零的位置，电势不一定为零，因为零电势点是人为规定的，选项A错误；
B．若某位置的电势为负值，则正电荷在电场中该点的电势能小于负电荷在该位置的电势能，选项B错误；
C．虽然
但电容C的大小只与电容器本身有关，与电容器两极板间电势差U无关，选项C正确；
D．由
Uab=Ed
可知，匀强电场中沿电场线方向的a、b两点间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大，选项D错误。
故选C。
10．B
【详解】
A．a、b处于匀强电场中，场强相同，电势不同，a点电势高于b点电势，A错误；
B．处于静电平衡状态下的金属内部a、b两点，电场强度均为零，整个导体是等势体，电势相等，B正确；
C．a、b处于同一等势面上，电势相等，而电场强度方向不同，C错误；
D．等量同种电荷连线的中垂线上的ab两点的电势相等．根据电场线分布的对称性可知，场强大小相同，方向不同，D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容器屏幕上进行触控操作。故A错误；
B．手指压力变大是由于手指与平的夹层，工作面距离变小，由知电容将变大，故B错误；
C．因为手指靠近但不触摸屏幕时，手指与工作面能形成一个电容器，所以也可能产生位置信号，故C正确；
D．由知手指与平的接触面积变化时，电容变化，故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．根据公式
在两板间插入电介质，增加，所以电容器的电容变大。故A错误；
B．同理，在两板间插入一导体板，由于导体板的静电感应，致使电容器两板间距减小，电容器的电容增加，由公式
可知极板间电压不变的时候，带电量变大。故B错误；
C．将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压变大，根据
易知电容器带电量变大。故C正确；
D．将电容器下极板向下移动一小段距离，由公式
可知电容器的电容减小，再根据
可知电容器将放电，此过程电流计中有从b到a方向的电流。故D错误。
故选C。
13．D
【详解】
静电计是测电势差的，指针张角反应电势差的大小，指针张角越大电势差就越大，指针张角越小电势差就越小，平行金属板电容器的电容
电容器的电容
A．只将电容器b板向右平移少许，则d减小，C增大，由题知，电容器的电荷量Q保持不变，U减小，静电计指针的张角减小，故A错误；
B．只将电容器b板向上平移，则S减小，C减小，电容器的电荷量Q保持不变，U增大，静电计指针的张角增大，故B错误；
C．只在极板间插入有机玻璃板，介电系数增大，C增大，电容器的电荷量Q保持不变，U减小，静电计指针的张角变小，故C错误；
D．只增加极板带电量，C不变，U增大，静电计指针的张角变大，故D正确。
故选D。
14．BCD
【详解】
A．静止时，电容器与电源保持连接，两极板间有电压，所以电容器两极板带电，故A错误；
B．N极板由静止突然向“后”运动时，间距增大，根据
可知，电容器的电容减小，故B正确；
C．N极板由静止突然向“后”运动时，间距增大，电容C减小，根据
因U不变，则Q减小，所以电容器放电，负电荷由a向b运动，所以电流由b向a流过电流表，故C正确；
D．N极板由静止突然向“后”运动时，间距增大，根据
两极板电压不变，d增大，E减小，故D正确。
故选BCD。
15．CD
【详解】
A．根据
E=
但是这是电场强度的定义公式，场强只与场源电荷及在电场中的位置有关，与试探电荷的电荷量无关，所以A错误；
B．根据
C=
但是这是电容器的电容的定义公式，电容只与本身性质有并，与所带电荷量和两极板间的电压无关，所以B错误；
C．根据
E=
这是点电荷的场强公式，是决定式，则电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量有关，所以C正确；
D．根据
UAB=
可知带电荷量为1C的正电荷，从电场中的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，上式是电势差的定义公式，可以用来计算两点间的电势差，所以D正确；
故选CD。
16．　　
【详解】
根据公式可求电容：；
电容器电压降为时，电容不变，仍为；
此时电荷量为：．
点睛：解决本题的关键掌握电容的定义式，知道电容的大小与电荷量、电势差无关．
17．（1）10m；（2）7200000J；（3）360N；（4）s
【详解】
（1）位移大小
m = 10m
位移方向右偏上约37°。
（2）电容器储存的电能为
q = It = 40A·3600s = 144000C，W = qU = 144000C·50V = 7200000J
（3）由（2）知W = 7200000J；s = 20000m，故
F = = 360N
（4）由（3）得
W = F·（3m + 3m + 8m) = 5040J，P = UI = 300W
故
t = s