人教版新教材必修三 10.4 电容常见电容器专题（含答案）

人教版新教材必修三第十章电容常见电容器专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示是一个常用的电容器，工作电压，关于它的说法中正确的是 ( )
A. 电容器可以储存电荷，且电荷量越多电容越大
B. 这个电容器两端电压变化了，它的电荷量变化了
C. 加在这个电容器两端的电压为时，它的电容是
D. 加在这个电容器两端的电压低于时它就不能工作
在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中、为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时，若负电荷从向流过灵敏电流计，则电流计指针偏向端；若负电荷从向流过灵敏电流计，则指针偏向端。某次纸张从平行极板间穿过时，发现电流计指针偏向端，下列说法正确的是( )
A. 两极板间纸张厚度减小 B. 两极板间纸张厚度不变 C. 两极板间纸张厚度增加 D. 以上三种情况都有可能
据媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是( )
A. 该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大
B. 该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少
C. 该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
D. 充电结束后，电容器的电容为零
如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，介质与被测物体相连，电容器接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，则下列说法中正确的是( )
A. 若电容器极板间的电压不变，变大，电容器极板上带电荷量增加
B. 若电容器极板上带电荷量不变，变小，电容器极板间电压变大
C. 若电容器极板间的电压不变，变大，有电流流向电容器的负极板
D. 若电容器极板间的电荷量不变，变大，有电流流向电容器的正极板
如图所示为半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是
A. 指纹的凹点处与小极板距离远，电容大
B. 指纹的凸点处与小极板距离近，电容小
C. 手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小
D. 手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大
传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两板间距离而引起电容变化的是( )
A. B.
C. D.
一个电容器的规格是“、”则( )
A. 这个电容器的电容量总等于
B. 这个电容器的最大电容量为，带电荷量较少时，电容量小于
C. 这个电容器上加的电压不能低于
D. 这个电容器加上电压时，电容量才是
有一种交流滤波电容，在电子器材中广泛应用，如图所示为某一电容器，下列说法正确的是( )
A. 电容器能阻止交流电的通过
B. 标注的“”为该电容的击穿电压
C. 电容器未击穿条件下电压每升高，电量就增加
D. 只有给该电容器加的电压时，电容器的电容才为
下列所示电子器件，属于电容器的是( )
A. B.
C. D.
物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量。电容器的电容就是用电荷量与电压的比值来定义的，即，据此可知
A. 若电容器所带电荷量为零，则电容器的电容为零
B. 电容器所带的电荷量越大，则该电容器两端的电压越大
C. 电容器的电容与两极板所带的电荷量成正比
D. 电容器的电容与两极板上所加电压有关，电压越大，电容越大
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
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，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
一带电平行板电容器的两端电压，当两极板间的电压增加到时，电容器所带的电荷量增加了，求：
平行板电容器的电容．
两极板原来所带的电荷量．
一平行板电容器，板间距离为，电容为，接在电源电压为的电源上，充电完成后撤去电源，求：
充电后电容器的电荷量。
若使板间距离增大为，则电容器的电容变为多少？板间电场强度变为多大？
答案和解析
1.【答案】
【解析】电容器可以储存电荷，电容器的电容是由本身的结构决定的，与电荷量多少无关，选项A错误；这个电容器的电容为，两端电压变化了，它的电荷量变化了 ，选项B正确；电容器的电容与加在这个电容器两端的电压无关，选项C错误；加在这个电容器两端的电压低于时它仍能工作，选项D错误．
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电容的定义式、平行板电容器的决定式等，要注意明确由于电容器与电源相连，因此电容器两端的电势差不变。
根据指针的偏转方向确定电容器是充电还是放电，根据电容的定义式确定电容的变化情况，根据分析电介质的变化，从而得到纸张厚度的变化情况。
【解答】
由于电容与电源相连，故电压不变，由于电流计指针偏向端，说明负电荷从向流过，即电容器放电，根据电容的定义式可知电容减小，根据，可知纸张厚度减小，导致相对介电常数减小，故A正确，BCD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，根据能量守恒定律，即可求解。
本题考查电容器的电容的概念，掌握比值定义法的内涵，注意电容器充电时，电荷量增多，电能变大，而电容器放电时，则电荷量减少，电能变小。
【解答】
电容是描述电容器的容纳电荷的本领大小的物理量，与电容器的电压及电量无关，故AD错误；
当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，故B正确，C错误。
故选B。

4.【答案】
【解析】
【分析】
此题主要考查电容器的动态分析，若电容器极板间的电压不变，根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析电量的变化，根据电容充电还是放电，分析电路中电流方向。
【解答】
A.若电容器极板间的电压不变，变大，拔出电介质，由电容的决定式得知，电容减小，由得知，电容器极板上带电量减少，故A错误；
B.若电容器极板电量不变，变小，电容增大，由得知，电容器极板间电压变小，故B错误；
由上分析知道，若电容器极板间的电压不变，变大，电容器的带电量减小，处于放电状态，而电容器正极板带正电，所以有电流流向电容器的负极，故D错误，C正确。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据电容的定义式判断电容大小的变化；根据电容器的电压保持不变，结合分析电荷量的变化。
本题是电容器动态变化分析问题，解答此类问题关键是要抓住不变量：若电容器与电源断开，电量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变；结合电容器的计算公式和电场强度与电势差的关系进行分析解答。
【解答】
根据电容的定义式可知，指纹的凹点处与小极板距离远，电容小，指纹的凸点处与小极板距离近，电容大，故AB错误；
手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器的电压保持不变，根据可知，电容器的电容增大、电容器带电量增大，故D正确，C错误。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
由可变电容器的结构及工作原理可判得结果。
熟悉各种可变电气器的结构及工作原理，考查了影响电容器电容的因素，如何改变电容器的电容，电容传感器的特点，掌握平行板电容器的决定式是解题的关键点。
【解答】
A.可变电容器，通过改变电介质，根据电容器的决定式 ，可知，改变电容，故A错误；
B.图示电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，故B错误；
C.是通过改变极板间的距离，根据电容器的决定式 ，可知，改变电容器的电容，故 C正确；
D.图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，根据电容器的决定式 ，可知，改变电容，故D错误。
故选 C。

7.【答案】
【解析】
【分析】
电容器的电容与板间电压和电荷量的多少无关，仅有电容器本身决定。电容表征电容容纳电荷的本领大小，与板间电压和电量无关，对于给定的电容器，电容是一定的，电量与电压成正比。
【解答】
电容器的电容与电容器板间电压无关，加电压或不加电压、电荷量多或少时，电容都是，故A正确，BD错误；
C.是电容器的耐压值，这个电容器上加的电压不能高于，故C错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】本题考查电容器的相关知识，会识别电容器上的相关信息。根据求解电容器未击穿条件下电压每升高，电量的增加量。
【解答】
A.电容器能“通交流，阻直流”，故 A错误
B.电容器外壳上标的电压是电容器允许的最大电压，即电容器的正常工作时的最大电压，不是击穿电压，故 B错误
C.根据，可得，则电容器未击穿条件下电压每升高，电量就增加，故C正确
D.电容器的电容与所加的电压无关，故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
由电学元件的形状和电器表面的信息可得出电学元件的性质，并能得出属于哪一种电学元件。
本题考查对常用实验仪器的掌握情况，要注意了解一些常用电学元件，知道它们的符号。
【解答】
由图可知，为可变电容器，为示波器内部构造图，原理是带电粒子的偏转，为验电计，为扭秤实验装置。故A正确，BCD错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
电容器电容的大小由电容器本身决定，与电容器两端的电荷量和电压无关。
本题主要考查电容器和电容，解题的关键在于要知道电容器的电容由电容器本身决定。
【解答】
电容器的电容由电容器本身决定，与电容器两端的电荷量和电压无关，故ACD错误；
B.根据可知电容器所带的电荷量越大，则该电容器两端的电压越大，故B正确。
故选B。
11.【答案】解：根据电容器电容的定义式：。
电容器电压降为 时，电容不变，仍为。
此时所带电荷量为： 。
答：此电容器的电容是；将电容器的电压降为，电容器的电容仍然是；所带电荷量是。
【解析】见答案
12.【答案】解：由得：

由题意可知，平行板电容器两极板间的电压增量为：
联立解得：
由题可知：
解得：
答：平行板电容器的电容为
两极板原来所带的电荷量为C.
【解析】根据电容器的电容定义式可求得电容的大小，再根据即可求得两极板原来的电量．
本题考查电容器的电容的计算，要注意明确因是常量，故C，注意灵活选择公式求解．
13.【答案】解：
电容器充电后撤去电源，则此时电容器两极板间的电压等于电源的电压，
根据电容器的电容定义式得：，
则电容器的电荷量为：；
由电容器的决定式可知，当板间距离增大为，则电容器的电容变为原来的一半，即：，
当电容器充电后撤去电源，则电容器所带电荷量不变，
由知，两极板间电压为：，
所以当板间距离增大为时，两极板间的电压增大为原来的倍，即，
则板间电场强度为：。
【解析】略
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