高中人教版 (2019)4 电容器的电容当堂检测题

10.4电容器的电容同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．电容器是储存电荷和电能的元件，在实际中有广泛的应用．下图b中为手机充电宝内部的部分简化电路，电路中表示电容器的符号是（        ）

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁

2．如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是（　　）

A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电

B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电

C．开关接2时，平行板电容器放电，且上极板带正电

D．开关接2时，平行板电容器放电，且上极板带负电

3．对于电容C="Q/U，以下说法正确的是" (        )

A．一只电容充电荷量越大，电容就越大

B．电容器两板间电压越低，其电容越小

C．对于固定电容器，它所充电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变

D．如果一个电容器没有电压，就没有充电荷量，也就没有电容

4．如图，平行板电容器两极板、相距，两极板分别与电压为的恒定电源两极连接，极板带正电．现有一质量为的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为，则

A．电容器的电容为

B．油滴带正电

C．油滴带电荷量为

D．将极板向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动

5．下面是某同学对一些公式的理解，其中正确的是（　　）

A．根据电场强度的定义式可知，场强E是电荷q产生的

B．根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

C．计算电场强度大小适用于真空点电荷形成的电场

D．根据电势差的定义式知，若带电荷量为1C的负电荷，从电场中的A点移动到B点电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为

6．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现已知该电容式传感器充电完毕且电荷量不变，将它与静电计相连，如图所示．当待测压力增大时，(　　)

A．电容器的电容将增大，静电计指针偏角将增大

B．电容器的电容将增大，静电计指针偏角将减小

C．电容器的电容将减小，静电计指针偏角将减小

D．电容器的电容将不变，静电计指针偏角不变

7．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开。以C表示电容器的电容、Q表示电容器所带电量、U表示两极板间的电压、E表示两板间的场强，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离的过程中，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．

8．如图所示为一种电容传声器。b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器。其工作原理是当声波作用于金属膜片时，金属膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化。闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时（　　）

A．电容器的电容减小

B．a、b板之间的电场强度减小

C．流过电流表的电流方向为自左向右

D．流过电流表的电流方向为自右向左

9．平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（       ）

A．电容器的电容变大

B．电容器极板的带电量变大

C．电容器两极间的电势差变大

D．电容器两极板间的电场强度变大

10．某电容器上标有“1.5μF，9V”，则该电容器能带最大电荷量为          （        ）

A．所带电荷量不能超过1.5×10-5C B．所带电荷量不能超过1.35×10-5C

C．所带电荷量不能超过1.5×10-6C D．所带电荷量不能超过1.35×10-6C

11．如图所示，电容器两极板与电源正负极相连，当电容器两极板间的距离由d迅速增大为2d的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．电容器两板间电压始终不变

B．电容器两板间电压瞬时升高后又恢复原值

C．根据Q＝CU可知，电容器带电荷量先增大后减小

D．电路中电流由A板经电源流向B板

12．在生产纸张时，为监控其厚度，要在流水线上设置一个厚度控制仪，其原理可简化为如图的装置。其中A、B为平行板电容器的两个固定极板，分别接在恒压电源的两极上，当通过A、B间的产品（　　）

A．厚度不变时，则电流计的示数不变且不为0

B．厚度变化时，电流计的示数也可能为0

C．厚度增大时，则电流计中的电流方向由a向b

D．厚度减小时，则电流计中的电流方向由a向b

13．电容器作为储能器件，在生产生活中有着广泛的应用。在如图所示的充电电路中，R为电阻，E为电源（内阻不计）。通过改变电源和电阻对同一电容器进行两次充电，对应的曲线如图中①②所示，则下列说法正确的是（　　）

A．充电过程中，电容器带电荷量增加，电流增大

B．充电过程中，电阻两端的电压在逐渐减小

C．两次充电，电源的电动势大小不相等

D．两次充电，电阻R大小相等

14．某电容器上标有“”，则（　　）

A．该电容器加上电压时，其电容为

B．该电容器加的电压不能低于

C．该电容器的最大电容为，当其带电荷量较少时，电容小于

D．该电容器的电容总等于

15．如图所示，单刀双掷开关S原来与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图像如图甲所示，电容器两极板的电势差随时间变化的图像如图乙所示。时，把开关改接2，下列图像中可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．实验：观察电容器的充、放电现象

（1）实验原理

a.电容器的充电过程

如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因得到电子而带___________电。正、负极板带___________的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流。在充电开始时电流比较___________ （填“大”或“小”），以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐___________ （填“增大”或“减小”），当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I=0 。

b.电容器的放电过程

如图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生___________，在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较___________ （填“大”或“小”），随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐___________ （填“增大”或“减小”），两极板间的电压也逐渐减小到零。

（2）实验器材：6 V的直流电源、 单刀双掷开关 、平行板电容器、电流表、电压表、 小灯泡、导线若干。

（3）实验步骤

a.按图连接好电路。

b.把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。

c.将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。

d.记录好实验结果，关闭电源。

（4）实验记录和分析

（5）注意事项

a.电流表要选用小量程的灵敏电流计。

b.要选择大容量的电容器。

c.实验要在干燥的环境中进行。

d.在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表。

17．判断下列说法的正误．

（1）电容器的电容跟它所带电荷量成正比．(    )

（2）对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变．(    )

（3）将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大．(    )

（4）将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小．(    )

（5）在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大．(    )

18．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能．若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则U____,E____,W____(填增大、减小或不变)

19．如图甲连接电路，选用8V直流电源，470微法的电解电容器．当单刀双掷开关s掷向1端，电源向电容器充电．然后把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化曲线．一位同学对实验进行了一些分析，其中正确的是_______

A、开关s掷向2端时，流经电流传感器的电流方向从B到A

B、放电过程中电容器的电容C、电荷量Q、电压U都变小

C、Ι-t图中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电荷量

D、电容器充电完毕时，储存的电能约为0.015J

三、综合题（共4题）

20．如图所示，有三块大小相同的平行金属板A、B、C，其中A、B间的间距为B、C间距的一半，且A与B板构成的电容器的电容为10-2μF，电池电压为2V，则A、B两板上的电荷量分别是多少？

21．如图所示是一对彼此绝缘、相距d=5cm的平行金属带电极板M、N，N板接地，M板带电量的绝对值为Q=6×10-6C。在两极板MN间A点有一带电量为q=4×10-6C的带电液滴，其质量m=4×10-4kg，恰好处于静止状态。则：

(1)两板间的电场强度为多少？

(2)平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少？

(3)若A点到N板的距离为2cm，则q在A点的电势能为多少？

22．如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，CD为电场中的两点（其中C点在金属板上），且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点克服电场力做功为3.2×10-17J，电子电荷量e=1.6×10-19C，求：

（1）匀强电场的场强大小；

（2）若B板接地，D点电势为多少?

（3）将一质子从极板B移到D点时，其电势能变化多少?

23．在“用电流和电压传感器研究电容器的放电”实验中，某同学按照图所示连接电路。实验时，先将开关S掷向1，一段时间后，将开关掷向2，传感器将信息传入计算机屏幕上，显示出电流或电压随时间变化的图线。

（1）由图可知，传感器1应为________（选填选项前的字母）

A．电流传感器             B．电压传感器

（2）用q表示电容器上极板所带的电荷量，UR表示滑动变阻器两端的电压，UC表示电容器两端的电压，I表示电路中的电流，关于电容器在整个放电过程中的图像变化正确的有________。

A．B．

C．D．

（3）若已知电源电动势E，但其内阻和电阻箱阻值均未知，根据已知条件和传感器显示的图像中的数据信息，下列判断正确的是________；

A．可知该电容器的电容

B．可知此时电阻箱阻值大小

C．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短

D．若只减小电容器的电容大小，电容器放电的时间将变短

参考答案：

1．B

2．A

3．C

4．A

5．D

6．B

7．D

8．C

9．A

10．B

11．B

12．C

13．B

14．D

15．A

16．     负     等量     大     减小     中和     大     减小     明     暗     熄灭     大     小     零     小     大     6V     明     暗     熄灭     大     小     零     大     小     0V

17．     错误     正确     错误     正确     正确

18．     减小     不变     不变

19．CD

20．-2×10-8C，3×10-8C

21．(1)103N/C；(2)1.2×10-7F；(3)-8×10-5J

22．(1) ，方向由B板指向A板；(2)；（3）电势能减少6.4×10-17J

23．     A     BD     ABD