10.4电容器的电容——2022-2023学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时训练（Word版含答案）

10.4电容器的电容
一、练概念
1.关于已充电的某个平行板电容器，下列说法不正确的是( )
A.两极板上一定带异号电荷 B.两极板所带的电荷量一定相等
C.充上的电荷量越多，其电容就越大 D.充上的电荷量越多，两极板间的电势差就越大
2.某电容器的外壳上标有“”的字样。则( )
A.该电容器只有在时
B.当时，该电容器电容为0.75 μF
C.该电容器正常工作时所带电荷量不超过
D.给该电容器充电时，电压每升高1 V，单个极板的电荷量增加
3.（多选）下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )
A.根据可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B.对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比
C.对于确定的电容器，无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变
D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
4.有一已充电的电容器，两极板间的电压为3 V，所带电荷量为，此电容器的电容是( )
A. B. C. D.
5.水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。这种“容器”就叫电容器。关于电容器电容的定义式，下列说法正确的是( )
A.电容器的电容越大，则电容器所带的电荷量就越多
B.电容器两极板间的电势差越大，电容越小
C.电容器的电容与其电荷量成正比，与两极板间的电势差成反比
D.电容器的电容不随电荷量及两极板间电势差的变化而变化，由自身结构决定
二、练能力
6.对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相对应关系的图应是图中的( )
A. B. C. D.
7.（多选）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.实验前，只用带正电的玻璃棒与电容器a板接触，就能使电容器带上电荷
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，把b板向右移动少许，静电计指针的张角变小，表明电容增大
8.（多选）如图所示，平行板电容器的两极板接于电源两极，两极板间的距离为d，一带正电小球悬挂在电容器内部，小球质量为m，电荷量为q，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则( )
A.两极板间的电势差为
B.保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
C.开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
D.开关S断开，当两极板错开使正对面积减小时，则θ不变
9.某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是( )
A.该电容器只有在电压为45 V时，电容才是
B.该电容器能容纳的最大电荷量为
C.接通电路后，电容器的电容仍是
D.接通电路后，灯泡能持续发亮
10.某电容器充电后的电压为8 V，然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的曲线（如图）。则放电过程中( )
A.电容器储存的电能不变 B.电路中的电流不变
C.电容器两极板间的电压不变 D.电容器的电容不变
11.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灵敏电流计，闭合开关S后，下列说法正确的是( )
A.若只在两板间插入电介质，电容器的两板间电压将增大
B.若只在两板间插入电介质，电容器的电容将保持不变
C.若只将滑动变阻器的滑片P向上移动，电容器储存的电荷量将增加
D.若只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
12.根据电路图回答问题
（1）开关S接1，此时电容器充电，电流表指针偏转，电压表示数逐渐增大，电容器极板上的电荷量逐渐增加。当_________时，极板上的电荷量稳定，充电结束。
（2）开关S接2，此时电容器放电，电压表示数逐渐减小，直至为零，极板间的电场强度_________（填“变大”“变小”或“不变”），定值电阻R中电流方向为__________。
13.如图所示，一平行板电容器接在的直流电源上，电容，两极板间距离，g取，求：
（1）该电容器所带电荷量；
（2）若板间有一带电微粒，其质量为，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电荷量为多少？带何种电荷？
答案以及解析
1.答案：C
解析：给电容器充电，电容器两极板分别带上等量异号电荷，A、B正确；电容器的电容大小由电容器自身决定，与所带电荷量的多少无关，C错误；根据不变，电容器所带的电荷量越多，两极板间的电势差越大，D正确。
2.答案：D
解析：电容器的电容与电容器两端的电压无关，无论两端电压为多大，电容总是1.5 μF，A、B错误；该电容器正常工作时所带电荷量不超过，C错误；根据可得，则给该电容器充电时，电压每升高1 V，单个极板的电荷量增加，D正确。
3.答案：BCD
解析：为比值定义式，电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定，与两极板间的电压、所带的电荷量无关，故A错误，D正确；对于确定的电容器，C一定，由知，Q与U成正比，故B正确；电容器所带的电荷量与电压的比值等于电容，电容与电荷量、电压无关，所以无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变，故C正确。
4.答案：B
解析：已知当电压为3 V时，电荷量为，故由可知，选项B正确。
5.答案：D
解析：根据可知，电容器的电容越大，电容器所带的电荷量不一定就越多，选项A错误；电容器的电容是由电容器本身结构决定的，与两极板间的电势差以及电荷量无关，选项B、C错误，D正确。
6.答案：B
解析：要注意坐标轴表示的物理意义。对于给定的电容器，其电容C是一个定值，不随所加电压或所带电荷量的变化而变化；由电容的定义式可知，C不变，Q与U成正比，因此A、C、D错误，B正确。
7.答案：AD
解析：a板与玻璃棒接触带上电后，由于静电感应，使b板带上等量异种电荷，A正确；电容器没有与电源连接其电荷量不变，b板上移后，根据知电容减小，再根据知两极板间电压增大，静电计指针的张角（表示a与大地间电势差）变大，B错误；插入有机玻璃板后，根据知电容变大，再根据知两板间电压减小，指针张角变小，C错误；b板右移少许，根据知电容增大，再根据，两板间电压减小，指针张角变小，D正确。故选A、D。
8.答案：AC
解析：由题意知，小球所受的重力、静电力和拉力平衡，根据平衡条件可知，可以求出，保持开关S闭合，电容器两极板间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，根据知极板间距离减小，电场强度E变大，小球所受的静电力变大，θ变大，B错误；断开开关S，电容器所带的电荷量不变，知d减小时E不变，静电力不变，θ不变，故C正确；开关S断开，当两极板错开使正对面积减小时，由知C减小，E增大，则θ增大，D错误。故选A、C。
9.答案：C
解析：无论电容器是否充电，其电容都是33 μF，选项A错误，C正确；该电容器能容纳的最大电荷量，选项B错误；灯泡仅在电容器充电时发光，充电结束后，灯泡熄灭，选项D错误。
10.答案：D
解析：电容器放电，则电容器储存的电能逐渐减小，选项A错误；由题图可知，电路中的电流逐渐减小，选项B错误；根据可知，电容器两极板间的电压逐渐减小，选项C错误；电容器的电容由电容器本身决定，则电容保持不变，选项D正确。
11.答案：C
解析：闭合开关S后，电容器两板间电压等于变阻器下部分电阻分担的电压，保持不变，若只在两板间插入电介质，相对介电常数增大，电容器的电容将增大，故A、B错误；若只将滑动变阻器的滑片P向上移动，电容器两极板间电压增大，则电容器所带电荷量增多，故C正确;若只将电容器下极板向下移动一小段距离，板间距离增大，电容减小，而电压不变，则电容器所带电荷量减小，电容器放电，由于上极板带正电，所以此过程电流计中有从b到a方向的电流，故D错误。
12.答案：（1）电流表示数为零（或电压表示数稳定不变）
（2）变小；由a经R流向b
解析：（1）S接1，对电容器充电，电路中会有充电电流，当电容器储存的电荷越来越多，极板间的电压越来越高，电路中的电流逐渐减小，直至变为0，电压表测量电容器两端电压，示数越来越大，充电结束，电压表示数稳定。
（2）S接2，电容器放电，电流是逆时针方向，由a经R流向b，极板间的电压降低、距离不变，极板之间的电场强度变小。
13.答案：（1）
（2）；负电
解析：（1）根据公式
可得。
（2）对于平行板电容器的电场有，微粒在电场中受到竖直向下的重力和竖直向上的静电力，所以微粒带负电，根据二力平衡，有，联立可得
。
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