第十章第4节电容器的电容巩固练习 Word版含答案

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十章第4节电容器的电容巩固练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是（
）
A．增大两极板间的距离，电容将增大
B．将两极板平行错开使正对面积减小电容将咸小
C．使两极板间的电压升高，电容将减小
D．增加两极板所带的电荷量，电容将增大
2．下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些　　
A．使两板间变为真空
B．减小两板正对面积
C．增大两板距离
D．两板间插入玻璃
3．有一个电容器，当它所带的电荷量时，电容器两极板间的电压，这个电容器的电容大小是　　
A．
B．?
F
C．?
F
D．
4．平行板电容器与电源始终保持相连，当右极板由虚线位置平移到如图所示的实线位置的过程中，设两极板间的电压为U、电场强度为E．电容器电容为C．所带电荷量为Q，以下说法正确的是（　　）
A．电路是断路，不可能有电荷定向移动
B．电流方向为顺时针
C．U不变，E变大，C变小，Q变小
D．U不变，E变小，C变大，Q变大
5．如图所示是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法正确的是（　　）
A．电容的大小只跟金属芯柱的粗细有关
B．芯柱外套的电介质越厚，该电容器的电容越大
C．该仪器中电容的两个电极分别是芯柱和电介质
D．指示器显示出电容增大了，则容器中液面升高了
6．如图所示，平行板电容器两极板A，B间有一个带电油滴P，正好静止在两极板正中间。现将两极板稍拉开一些，其它条件不变（拉开时间忽略），则（　　）
A．油滴将向上加速
B．油滴将向下加速
C．电流计中电流由b流向a
D．电流计中始终无电流流过
7．由电容器电容的定义式可知（　　）
A．若电容器不带电，则电容为零
B．电容与电容器所带电荷量成正比，与电压成反比
C．国际单位制中，电容的单位是“库每伏”
D．电容在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器需要带的电荷量
8．如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S。当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间场强E的变化情况是（　　）
A．Q变小，C不变，U不变，E变小
B．Q变小，C变小，U不变，E不变
C．Q不变，C变小，U变大，E不变
D．Q不变，C变小，U变小，E变小
9．下列各图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间关系的图像，其中错误的是（
）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,下列说法正确的是
A．该过程是充电过程
B．该过程是放电过程
C．电容器的电容为5.0×10-2F
D．该过程中电容器的电荷量变化量为0.005C
11．如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地．现将电容器的b板向下稍微移动，则(
)
A．点电荷所受电场力增大
B．点电荷在P处的电势能减少
C．P点电势减小
D．电容器的带电荷量增加
12．“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示，忽略漏电产生的影响．下列判断正确的是　　
A．平板正对面积减小时，静电计指针偏角增大
B．静电计可以用电压表替代
C．平行板电容器两极板带电量的绝对值不相等
D．静电计测量的是平行板电容器所带电量
13．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距增大过程中，
A．P、Q构成的电容器的电容增大
B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高
14．如图所示是利用电容器测量角度的传感器示意图.当动片和定片之间的θ角度发生变化时，电容C便发生变化，测出C的变化情况，就可知道θ的变化情况.如图所示的四个图像中能正确反映C和θ间函数关系的是（）
A．
B．
C．
D．
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．电容器的电容为20μF，原来带有2.0×10-4C的电量．如果再给它增加1.0×10-4C电量，这时该电容器的电容为_____μF，两板间的电压将增加______V．
16．如图1，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t=0开始，开关改接1，得到流过电路中P点的电流随时间变化的I-t图像（图甲），电容器两极板的电势差随时间变化的图像（图乙）。T=2s时，把开关改接2，请在I-t图像和图像中画出2s之后一段时间内图像的大致形状_______________。
17．如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触右侧极板，使电容器带电.（请在以下各横线上选填“变大”“变小”或“不变”）
（1）上移其中一极板时，可观察到静电计指针偏角______；
（2）将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏_______；
（3）在两板间插入电介质时，可观察到静电计指针偏角______.
三、解答题
18．根据，某同学认为，电容器的电容与电容器的电荷量成正比，与两极板间的电压成反比。这种看法是否正确？为什么？
19．两个相同的电容器A和B如图所示连接，它们的极板均水平放置。当它们都带有一定电荷量并处于静电平衡时，电容器A中的带电粒子恰好静止。现将电容器B的两极板沿水平方向移动使两极板错开，移动后两极板仍然处于水平位置，且两极板的间距不变已知这时带电粒子的加速度大小为，求B的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比。设边缘效应可忽略。
20．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒定电源上，两板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10－8C，A极板接地．求：
(1)平行板电容器的电容；
(2)平行板两板间的电场强度；
(3)距B板2cm的C点的电势．
21．如图所示，一平行板电容器接在U＝12
V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10
F，两极板间距离d＝1.20×10－3
m，取g＝10
m/s2．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m＝2.0×10－3
kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量多少？带何种电荷？
参考答案
1．B
【详解】
A．由平行板电容器电容的决定式可知，增大两极板间的距离，电容将减小，故A错误；
B．由平行板电容器电容的决定式可知，将两极板平行错开使正对面积减小电容将咸小，故B正确；
CD．电容器的电容与电荷量Q及电压U无关，故CD错误。
故选B。
2．D
【详解】
使两板间变为真空，相对介电常量减小，根据电容的决定式，可知电容变小，A错误；根据电容的决定式知，减小正对面积，其它量不变，电容器的电容变小，不符合题意，B错误；根据电容的决定式知，增大两板距离，其它量不变，电容器的电容变小，不符合题意，C错误；根据电容的决定式知，两板间插入玻璃，增大，其它量不变，电容器的电容会变大，D正确．
3．C
【详解】
这个电容器的电容大小为，代入数据可知，C正确．
4．B
【详解】
AB．当右极板由虚线位置平移到如题图所示的实线位置的过程中，两极板间距离d变大，根据可知，C变小，由于两极板间电压U一定，根据可知，电容器所带电荷量减小，电容器放电，则电路中会有顺时针方向的电流，故A错误，B正确；
CD．平行板电容器与电源相连，两极板间电压U保持不变，当两极板间距离变大后，由分析可知，极板间场强E变小．由以上分析可知，C变小，Q变小，故C、D错误。
故选B。
5．D
【详解】
ABC．电容器的两个电极是可以导电的，分别是金属芯柱和导电液，芯柱外套的电介质越厚，金属芯柱和导电液之间距离越大，电容减小，电容器的电容大小与正对面积有关，而正对面积由金属芯柱的粗细和液面的高低等共同决定，ABC错误；
D．指示器显示出电容增大了，根据
可知，金属芯柱和导电液正对面积增大了，说明容器中液面升高了，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
AB．将两极板的距离拉开一些，由于电势差不变，d变大，则根据
知，电场强度变小，电场力减小，油滴向下加速，故A错误，B正确；
CD．根据
得，d变大，则电容变小，U不变，根据
Q=CU
知，电荷量减小，则电流计中的电流由a流向b，故CD错误。
故选B。
7．D
【详解】
AB．电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器是否带电或两板间有无电压无关。AB错误；
C．国际单位制中，电容的单位是法拉。C错误；
D．根据可知，电容在数值上等于使两极板间的电势差为时电容器需要带的电荷量。D正确。
故选D。
8．C
【详解】
电容器充电后再断开S，则电容器所带的电荷量Q不变，由
可知，d增大时，C变小；又
U＝
所以U变大；由于
E＝
U＝＝
所以
E＝
故d增大时，E不变。
故选C。
9．A
【详解】
ABD．电容器的电容由电容器本身决定，与电容器是否带电、带电荷量多少及两极板间电势差大小均无关，故A错误，符合题意，BD正确，不符合题意；
D．对于一个确定的电容器，根据可知，其所带电荷量与两极板间电压成正比，故C正确，不符合题意。
故选A。
10．B
【详解】
AB．由图象可知，电压从40V降低到36V，电容器的电量减小，则属于放电过程，故A错误，B正确；
C．根据图象，当电压为40V时，电量为0.2C，故电容为：
故C错误；
D．如果该电容器两端的电压从40V降低到36V，则：
故D错误．
11．B
【详解】
A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故A错误；
BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P的电势升高，由EP=qφ而q为负值，故电势能减小，故B正确，C错误；
D.由Q=CU，又有，故C减小，Q减小，故D错误．
12．A
【详解】
根据
，平板正对面积减小时，电容C减小，而电容器的电荷量不变，根据知极板间电势差增大，所以静电计指针偏角增大，故A正确；静电计与电压表的原理不同，电压表的线圈中必须有电流通过时，指针才偏转，所以不能用电压表代替静电计，故B错误；平行板电容器两极板带电量的绝对值相等，故C错误；静电计测量的是平行板电容器极板间的电势差，不是电量，故D错误；故选A．
13．D
【详解】
电容式话筒与电源串联，电压保持不变，在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式得电容减小，又根据电容定义式得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高，故ABC错，D正确。
故选D。
14．A
【详解】
根据，因为电容和两块极板之间正对面积的大小是成正比的，而θ的增大使得动片和定片的相对面积减小，所以使得C减小，又θ增大导致相对面积减小是按照线性规律的；
A．该图与结论相符，选项A正确；
B．该图与结论不相符，选项B错误；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
故选A.
15．20
5
【详解】
由于电容器的电容取决于本身的性质，所以如果再给它增加1.0×10-4C电量，该电容器的电容不变，仍为C=20μF；
由电容的定义式得
电压
如果再给它增加1.0×10-4C电量，该电容器的电容不变，仍为C=20μF；
由电容的定义式得：
电压
所以两板间的电压将增加．
16．【详解】
2s之后一段时间内图像的大致形状如图；
17．变大
变小
变小
【详解】
(1)[1]根据平行板电容器电容的决定式知，上移其中一极板，正对面积S减小，则电容减小，由于电荷量Q不变，根据知，电势差U增大，指针偏角变大；
(2)[2]根据知，将极板间距离小时，电容增大，由于电荷量Q不重，根据知，电势差U减小，指针偏角变小.
(3)[3]根据知，两板间插入电介质时，电容增大，由于电荷量Q不变，根据知，电势差U减小，指针偏角变小。
18．不正确；见详解
【详解】
这种说法不正确；是比值定义法，电容是电容器自身的性质，与电容器的带电量以及两板间的电压无关。
19．
【详解】
设每个极板的面积均为S，每个电容器的电容均为C，且两板间距均为d，初始时刻两板带电荷量均为Q，则
，
，
在B板错开后正对面积为时，电容满足，即，且，
，
可得
，
，
对粒子：
，
解得：
。
20．(1)1×10－9
F(2)2×103
V/m，方向竖直向下(3)－20
V
【详解】
（1）根据电容定义有
（2）两板之间为匀强电场
方向竖直向下．
（3）C点距A板间距离为
dAC=d-dBC=1cm
A与C间电势差
UAC=EdAC=20V
又
UAC=φA-φC，φA=0
可得
φC=-20V
21．（1）3.6×10－9?C
（2）2.0×10－6?C?
??微粒带负电荷
【解析】
(1)由公式C＝
Q＝CU＝3×10－10×12
C＝3.6×10－9
C.
(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，
而E＝解得q＝＝
C
＝2.0×10－6
C
微粒带负电荷．