10.4 电容器的电容同步练习（Word版含答案）

电容器的电容课堂小测卷
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．电场强度为零的点，电势一定为零
B．电容器A的电容比B的大，说明A 的电荷量比B多
C．将一负的试探电荷从电势高的等势面移至电势低的等势面，静电力做正功
D．无论是正电荷还是负电荷，静电力做负功时，电势能一定增加
2．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间的P点固定一个带正电的检验电荷。用C表示电容器的电容，E表示两板间的电场强度的大小，φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离，上述各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，R为滑动变阻器，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，电容器极板带电量为Q，小球静止时悬线与竖直方向的夹角为。下列判断正确的是（　　）
A．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，则角将减小
B．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，则电容器带电量Q将减小
C．若只将电容器M极板靠近N极板，则角将增大
D．若只将电容器M极板靠近N极板，则电容器电量Q不变
4．图示为某电容传声器结构示意图；当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中（　　）
A．膜片与极板间的电容变小
B．极板的带电量增大
C．膜片与极板间的电场强度增大
D．电阻R中无电流通过
5．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）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。两平行板间的电场强度为E，实验中，极板所带电荷量不变，若（　　）
A．保持S不变，增大d，则变小
B．保持S不变，增大d，则E变大
C．保持d不变，减小S，则变大
D．保持d不变，减小S，则E变小
6．如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态。现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其他条件不变。下列说法中正确的是（　　）
A．极板带电荷量将增加 B．两板电势差增大
C．液滴将向下运动 D．电场强度不变
7．如图所示的电路中，一带电油滴静止在电容器中的P点。现仅将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（　　）
A．油滴带正电 B．P点的电势降低
C．静电计指针张角变大 D．电容器的电容值变大
二、多选题
8．某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的关系如图所示，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．墙体探测仪是一种新型的建筑装潢辅助工具，用于探测墙体内水管、电线和钢筋的位置。如图所示为其探测水管的原理示意图，主要感应元件为电容器，当探测仪靠近水管时，指示灯亮起，便可确定水管的位置。则探测仪靠近水管前后（　　）
A．电容器的电介质发生变化
B．电容器的两板间距离发生变化
C．电容器极板的正对面积发生变化
D．电容器的电容发生变化
10．把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器中的电流i随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．在t1~t2时间内，电容器两极板间电压逐渐增大
B．在t3~t4时间内，电容器的电容逐渐减小
C．曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积
D．S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E
三、实验题
11．（1）如图1所示，在探究影响平行板电容器电容的因素的实验中，给平行板电容器充上一定量的电荷后，将电容器的两极板A、B分别跟静电计的指针和外壳相连（接地）。现请回答下列问题：
①若在实验中观察到静电计指针的偏转角度增大，说明平行板电容器的__________增大。（选填“电荷量”、“电容”或“电压”）
②将B极板向左移动少许，则静电计指针的偏转角将______；将一块陶瓷板插入A、B两极板之间，则静电计指针的偏转角将______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
（2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②所示，其中对应电容为C1的电容器充电过程图像的是________（选填①或②）。
12．电流传感器可以像电流表一样测量电流，能显示出电流随时间变化的图像。照图甲连接电路，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在较短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，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图像如图乙所示。
（1）在图中画一个竖立的狭长矩形（在图乙的最左边），它的面积的物理意义是___________（填写面积所代表物理量的名称）
（2）根据图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为___________C（结果保留一位有效数字）。
（3）若对应开关S与1端相连的充电过程，电荷量随时间变化的图像的示意图是怎样的？请在图丙中定性画出。( )
（4）实验中，为使能观察到的放电过程持续更长的时间，请通过分析，说明：在其它条件一定的条件下，电阻应选择尽量大一些还是小一些？( )
（5）某实验小组在完成实验后，积极展开思考，进一步进行理论探究“为什么放电过程中电流的变化率越来越小”，假如你也是实验小组的一员，请你对此做出合理的理论分析。( )
四、解答题
13．如图所示，两块平行金属板A、B相隔6cm。分别接在36V的直流电源的正负极上。点C在两板间且到板A的距离为2cm，正极板A接地。
（1）求A、B两板间的场强。
（2）求C、A之间的电势差UCA。
（3）将一个电荷量为q=2×10-8C的粒子从C点移到A板，求这个过电场力做的功。
14．一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量从Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C时，两极板间的电势差从U1＝10 V增加到U2＝12 V，求这个电容器的电容。如要使两极板电势差从U1＝10 V降到U2′＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．电场强度与电势无关，且电势零点可以人为规定，电场强度为零的点，电势不一定为零，A错误；
B．电容是体现电容器容纳电荷本领的物理量，电容器电容大不代表实际带电量大，B错误；
C．根据电势能的定义
可知，负电荷在电势越高的位置电势能越小，因此，将一负的试探电荷从电势高的等势面移至电势低的等势面，电势能增加，可以推知电场力做负功，C错误；
D．根据功能关系可知，无论正电荷还是负电荷，静电力做负功时，电势能一定增加，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【详解】
A．根据
负极板缓慢向左平移一小段距离，两板间距d增大，电容随两板间距减小，但不是线性关系，故A错误；
B．根据
电容器充电后与电源断开，电荷量保持不变，可知两板间电势差增大。
根据
联立上式得
可知，电场强度保持不变，故B错误；
C．P点与负极板间距离x增大，则P点与负极板间电势差为
可知，P点电势升高，故C正确；
D．正电荷在P点的电势能为
可知，正电荷在P点的电势能增大，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
小球处于平衡状态可知
AB．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，两极板之间的电压增大，根据匀强电场电场强度与电势差关系，可知电场强度增大，故则角将增大；电容器的带电荷量为，可知电容器带电量Q将增大，故AB错误；
CD．若只将电容器M极板靠近N极板，根据匀强电场电场强度与电势差关系，可知减小极板间的距离，电场强度增大，故则角将增大；根据平行板电容器的决定式
可知减小极板间的距离，电容器的电容增大，电容器带电荷量为，可知电容器带电量Q将增大，故C正确，D错误。
故选C。
4．A
【解析】
【详解】
A．膜片与极板距离增大，根据平行板电容器因素决定式
膜片与极板间的电容变小，A正确；
BD．根据公式
Q＝CU
可知膜片与极板距离增大，电容减小，电压不变，则极板所带电荷量减小，因此电容器要通过电阻R放电，电阻R中有电流通过。B错误，D错误；
C．根据场强公式
可知，膜片与极板距离增大，电压不变，膜片与极板间的电场强度减小，C错误。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
AB．根据电容的决定式
得知，当保持S不变，增大d时，电容减小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式
分析可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角变大，再结合
联立可得
可知电场强度不变，故AB错误；
CD．根据电容的决定式
得知保持d不变，减小S，电容变小，根据
可知板间电势差变大，则静电计指针的偏角θ变大，根据
可知电场强度变大，故C正确，D错误。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
A B．由题意可知，电源一直接在电容器两极板上，所以两极板间的电势差不变，即U不变。当将极板A向下平移一小段距离时，即d减小，由电容的决定式可得
电容器的电容C增大，由公式
可得电容器两极板带电荷量增加，A正确，B错误；
C D．根据电场强度与电势差的关系可得
当d减小、U不变时，电场强度E增大，带电液滴所受电场力增大。之前电场力与重力相等，现在液滴所受电场力比重力大，所以液滴将向上运动，C错误，D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【详解】
A．依据电场力与重力平衡，结合上极板带正电，则电场强度竖直向下，而电场力竖直向上，那么带电油滴带负电荷，故A错误；
B．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电势差不变，两极板间的距离增大，由可知，电场强度减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低，故B正确；
D．将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离时，d增大，由电容的决定式，可知C减小，故D错误；
C．由于电容器接在电源两端，故U不变，则静电计指针张角不变，故C错误。
故选B。
8．CD
【解析】
【详解】
ABC．电容器电容的大小与电容的带电量Q以及电容器两极板之间的电压无关，电容器电容的决定式为
只要电容器不变其电容的大小就不发生变化，故AB错误，C正确；
D．电容的定义式为
电容C不变，则电荷量Q与电压U成正比，故D正确。
故选CD。
9．AD
【解析】
【详解】
探测仪靠近水管后，电容器的两板间距离和极板正对面积均未变，而指示灯亮起说明电容器发生了充电或放电，即电容发生改变，根据可知电容器的电介质发生变化，故AD正确，BC错误。
故选AD。
10．AC
【解析】
【详解】
A．在t1～t2时间内，即形成电流曲线1的过程中，开关S与1端相连，电容器在充电，所带电量增大，电容不变，根据知，两极板电压逐渐增大，故A正确；
B．在t3～t4时间内，即形成电流曲线2的过程中，开关S与2端相连，电容器在放电，在放电的过程中，电容器的电荷量减小，但电容反映电容器本身的特性，与电压和电量无关，保持不变，故B错误；
C．根据q=It，可知I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量。由于电容器充电和放电的电量相等，所以曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积，故C正确；
D．S接1端，电容器充电，最终两端电势差等于电源的电动势，故D错误。
故选AC。
11． 电压 增大 减小 ①
【详解】
（1）①[1]根据题意，由图1可知，当观察到静电计指针的偏转角度增大，说明平行板电容器的电压增大。
②[2][3]根据电容器电容公式，将B极板向左移动少许，则增大，电容减小，由于极板上的电荷量不变，由可知，电容器的电压增大，则静电计指针的偏转角将增大；将一块陶瓷板插入A、B两极板之间，则增大，电容增大，由可知，电容器的电压减小，则静电计指针的偏转角将减小。
（2）[4]根据题意可知，用同一电路分别给两个不同的电容器充电，且电容器的电容，由可知，充电结束后，电容器带电量小，在图像中面积表示电量，则由图2可知，对应电容为C1的电容器充电过程图像的是①。
12． 电荷量##电量
尽量大一些 见解析
【详解】
（1）[1]在极短时间内，电容器放电电流可以认为不变，所以图乙中内放电电流不变，即狭长矩形面积的物理意义为电容器放电的电荷量；
（2）[2]根据电流定义式
可得
所以在图像中，图线与横轴围成的面积等于电荷量，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量为图线与横轴围成的面积，由图可知，一小格代表的电荷量为
图线与横轴围成的区域中大约为小方格，所以总电荷量为
（3）[3]若对应开关S与1端相连的充电过程，开始时充电电流较大，则图像的切线斜率较大，随着充电电流逐渐减小，则图像的切线斜率逐渐减小，最后趋于稳定，图像如图所示
（4）[4]实验中，为使能观察到的放电过程持续更长的时间，电阻应选择尽量大一些，因为释放的电量是一定的，电流越小，放电过程持续时间越长。
（5）[5] 放电过程中电流的变化率为
放电过程中，随着电容器极板上电量的减少，电压减小，电场对自由电荷的电场力减小，故此电流的变化率越来越小。
13．（1），方向由A板垂直指向B板；（2）；（3）
【详解】
（1）AB两板间的场强为：
由于下极板为高电势，因此电场方向为由A板垂直指向B板；
（2）A板接地，因此A板的电势为0。电场方向为由A板垂直指向B板，所以A点的电势比C点的电势高，所以CA之间的电势差为
（3）C到A过程中，电场力做的功为
14．3μF；1.2×10-5C
【详解】
由
得
使两极板间的电势差从10V降到6V，每极板需减少的电荷量是
△Q′=C △U′=3×10-6×（10-6）C=1.2×10-5C
答案第1页，共2页
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