高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电容器的电容同步训练题

10.4电容器的电容同步练习高中物理人教版（新课标)必修三

一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）

1. 如图所示，水平放置、间距为d的两平行金属板A，B带有等量异种电荷，在离A、B板均为处有a、b两点。A板与a点间的电势差记为，B板与b点间的电势差记为，不计电场边缘效应，则

A. a、b两点的电场强度
B.
C. 板间距离增大到2d时，两板间的电势差增大到原来的两倍
D. 板间距离增大到2d时，板上所带电荷量增大到原来的两倍

2. 键盘是计算机必备的输入硬件，现有一种电容传感式键盘，其基本结构如下：在键盘的每个按钮下有一个金属片，键盘的底片上有一与之正对的相互绝缘的金属片，两金属片构成电容器，有恒定的电压U加在两金属片上，当敲下或松开某个按键时，两金属片之间的距离发生变化，导致带电量q随之改变，下列说法正确的是

A. 带容器的带电量指的是两极板电量之和
B. 敲下按键过程中，电容器电容C减小
C. 松开按键过程中，电容器电容C减小
D. 敲下或松开某个按键，电容器的电容均不变

3. 关于电容器的电容，下列说法正确的是

A. 电容器所带的电荷量越多，电容越大
B. 电容器两极板间电压越高，电容越大
C. 电容器不带电时，电容为零
D. 电容是描述电容器储存电荷能力的物理量

请阅读下列文字，完成下列小 题

电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能够储存电荷，其储存电荷的特性可以用电容来描述。

4. 关于电容器的电容，下列说法正确的是

A. 电容器的电容只由它本身决定
B. 电容器不带电时，其电容为零
C. 电容器所带电荷量越多，其电容越大
D. 电容器两极板间电势差越小，其电容越大

5. 一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。图中正确反映U随Q变化关系的是

A.  B.  C.  D.

6. 如图是中国宁波公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把以上的动能转化成电能回收储存再使用。这种电车的核心元器件是“，”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年，被誉为“21世纪的绿色交通”。下列说法正确的是

A. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容也逐渐减小
B. 电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容保持不变
C. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变
D. 若标有“，”的电容器从电量为零到充满电用时，则充电平均电流为

7. 对电容和，以下说法正确的是

A. 电容器带电荷量越大，电容就越大
B. 对于固定电容器，它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
C. 可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比
D. 可变电容器正对极板面积越小，电容越大

8. 在保持其他因素不变的情况下，平行板电容器的电容

A. 与两极板两端所加的电压成正比 B. 与两极板之间的距离成正比
C. 与电容器所带的电荷量成正比 D. 与两极板的正对面积成正比

9. 关于电容器和电容，以下说法正确的是

A. 电容器充电后，两极板带等量异种电荷
B. 电容器的带电量是两极板带电量之和
C. 电容器电容的大小与其带电量及两极板间电势差有关
D. 电容器两极板间电势差每增加1V，电容器的带电量即增加1C

10. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是

A. 电流表读数变小，电压表读数变大
B. 小灯泡L变亮
C. 电源的输出功率一定变大
D. 电容器C所带的电荷量增加
 

11. 比值定义法是定义物理概念常用的方法，下列哪个表达式属于比值定义式

A. 电场强度 B. 电场强度
C. 电容 D. 电流

二、填空题（本大题共3小题，共12.0分）

12. 如图所示，当a、b两端加上直流电压时，正常发光，不亮；当在a、b两端加上同样电压值的交变电流时，发光变暗，而正常发光，则A、B分别为________和________．

家用调光台灯常用可控硅实现调光，一日常照明台灯用正弦式电流通过可控硅后，其电压随时间变化的图象如图所示，则该电压的有效值为________．

13. 如甲图所示，平行板电容器水平放置，质量为m、带电量为的油滴恰能静止于板间的P点重力加速度为g，平行板间电场可视为匀强电场，由此可知电容器的上极板带          选填“正”或“负”电，板间电场的场强大小          如乙图所示，两个开关A、B串联，控制同一个灯泡L，在这个电路中，只有两个开关同时闭合，灯L才亮，这种关系叫做“          ”逻辑关系选填“与”、“或”或“非”。

14. 平行板电容器所带电荷量，它的两极板之间电压，则它的电容为____F。

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15. 如图所示的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带负电，并和静电计外壳均接地，电容器右侧极板带正电，并和静电计外壳均接地，电容器右侧极板带正电，并与静电计金属球相连。电容器带电后与电源断开。
    本实验研究平行板电容器电容的变化，实验原理中使用了一个近似，该近似是______。
    略微上移左极板，可观察到静电计指针偏角______选填“变大”、“变小”或“不变”；略微左移左极板，电容器两极板间某一个固定点的电势______选填“升高”、“降低”或“不变”。

16. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示：
    实验前，只用带电玻璃棒与电容器______板接触，能使电容器带电。
    实验中保持极板电荷量Q不变、静电计张角变小，说明平行板电容器电容______填“变大”或“变小”。
    下列能使静电计指针张角变小的实验操作是______。
    A.只将b板靠近a板
    B.只将电容器b板向上平移
    C.只在极板间插入有机玻璃板
    D.只增加极板带电量

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

17. 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C．

两极板原来所带的电荷量Q．






 

18. 如图所示电路中，R，R，R，R，，AB两端电压，电表为理想电表．求：

电流表、电压表的示数；

电容器极板所带的电荷量．

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键要知道电场线的物理意义，掌握电容的决定式、定义式和场强公式，并能用来分析电容器的动态变化问题。
两平行金属板A、B带有等量异种电荷，板间建立匀强电场，根据公式分析电势差；当板间距离增大时，板间场强是不变的，再由分析板间电势差的变化；根据电容的决定和定义式结合分析电量的变化。
【解答】
A.由于两平行金属板A、B建立的是匀强电场，场强处处相同，所以，故A错误；
B.设板间场强大小为E，根据顺着电场线方向电势降低可知，A的电势最高，B的电势最低，则，，所以与不同，故B错误；
C.根据、、得到板间场强，E与d无关，所以将A、B板间距离增大到2d时，两板间的场强E不变，由可知，板间的电势差为原来的2倍，故C正确；
D.将A、B板间距离增大到2d时，极板的带电量不变，故D错误。
故选C。  

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查了电容器的动态分析，难度一般，但综合度较好，对学生的综合能力有一定的要求。
平行板电容器连在恒定的电压上，两个极板间的电压不变，两金属片之间的距离发生变化即平行板电容器两个极板间的距离变化，电容器的电容变化，根据，判断电容的变化。
【解答】
A.带容器的带电量指的是两极板中任一极板的电量，故A错误；
敲下按键过程中，两个极板间的距离变小，根据可得电容增大，松开按键过程中，两个极板间的距离变大，根据可得电容减小，故BD错误，C正确。
故选C。  

3.【答案】D
 

【解析】A、电容的定义式为，运用比值法定义，C与电量Q、电压U无关，故AB错误；C、电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压无关，电压为零时，电容同样存在，故C错误，D正确。

点睛：本题考查电容的意义，解决本题的关键知道电容器电容的决定式，知道电容与哪些因素有关，与哪些因素无关。

4.【答案】

【解析】

 【分析】
本题考查了对电容的认识，知道电容由电容器本身性质决定是解题的关键。
直接根据电容知识判断即可。
【解答】
电容器的电容只由它本身决定，与电容器是否带电，带电多少及极板间电势差的大小均无关。故A正确，BCD错误。
故选A。

 【分析】
本题考查电容器极板间电压与所得电荷量、电容器的电容的关系，基础题目。
【解答】
电容器在充电过程，电容器的电容不变，由可知，随着电容器所带的电荷量增加，电容器两端的电压增加，其图像是一条过原点的直线。故A正确，BCD错误。
故选A。  

6.【答案】B
 

【解析】

【分析】
本题考查电容的概念，电容是比值定义的，定义式，电容的大小是由本身的性质决定，与电荷量和电压均无关。
根据电容的概念可知结果。
【解答】
A.电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容不会改变，电容的大小与电荷量无关，故A错误；
B.电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容保持不变，故B正确；
C.电容器放电的过程中，电量逐渐减少，根据电容的定义式，电容不变，电容器两极板间的电压减小，故C错误；
D.根据，电荷量，充电电流，故D错误；
故选B。  

7.【答案】B
 

【解析】

【分析】
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。
电容采用的是比值定义法，有比值定义法共性，C与U、Q无关，由电容器本身决定。
【解答】
电容器所带的电荷越多，两板间电压增大，电容不变，故AC错误，B正确；
D.根据电容的决定式可知：可知，在其它量不变时， 电容器正对极板面积越小，电容越小，故D错误。
故选B。  

8.【答案】D
 

【解析】

【分析】
电容器的电容由电容器本身决定，与电容器所带电量无关。电容器不带电，其电容C不为零。由可知，平行板电容器的电容与极板的正对面积正比，与它们之间距离的成反比。
本题要抓住电容比值定义法的共性，电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，与电压、电量无关。
【详解】
电容器的电容由电容器本身决定，与电容器所带电量和两极板电压无关，故AC错误；
由可知，平行板电容器的电容与极板的正对面积正比，与它们之间距离的成反比，故B错误，D正确；
故选D。  

9.【答案】A
 

【解析】

【分析】
本题应根据：电容器被充电后两极总是带等量异种电荷，每一个极板上的电荷量即为电容器的带电量．电容器电容的定义式及其物理意义进行分析．
该题考查电容的含义，电容器的定义式采用了比值定义法；应注意C其实与U及Q无关．基础题目．
【解答】
解：电容器被充电后两极总是带等量异种电荷；故A正确；
B.电容器被充电后两极总是带等量异种电荷，每一个极板上的电荷量即为电容器的带电量，故B错误；
C.根据电容器电容的定义式及其物理意义可知，电容器的电容在数值上等于电容器两极间加单位电势差时所容纳的电荷的电量的值，电容的大小与其带电量及两极板间电势差无关；故C错误；
D.电容器的电容是电容器的本身的属性，与电量及电压无关；故D错误。
故选A。  

10.【答案】B
 

【解析】

【分析】
由图可知电路结构，根据滑片的移动明确电路中电阻的变化，由闭合电路欧姆定律明确电路中电流及电压的变化，再对局部电路进行分析得出灯泡亮度的变化，以及电容器上电量的变化。
【解答】
A、当滑动变阻器滑片P向右移动，其接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，电流I增大，电流表读数变大，根据，电压表测量路端电压U，读数减小，故A错误；
B、灯泡的功率，不变，则灯泡变亮，故B正确；
C、当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻和电源的内阻大小关系，故不能确定电源输出功率的变化，故C错误；
D、根据，变阻器两端电压减小，电容器与变阻器并联，电容器上电压也减小，则其电荷量减少，故D错误。
故选B。  

11.【答案】B
 

【解析】略
 

12.【答案】电感线圈    电容器；。
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键知道电感线圈和电容的特点，电感线圈有通直流，阻交流的特点，电容有隔直流，通交流的特点；求解交流电的有效值，从有效值的定义出发，根据一个周期内通过相同的电阻，发热量相同，此直流的值即为交流电的有效值。
电感器对交流电有阻碍作用，对直流电没有阻碍作用，交流电能“通过”电容器，直流电不能通过电容器，根据该特点判断虚线框中的元件；根据电流的热效应：由一个周期内交变电流通过电阻 R的产生热量与直流电通过电阻 R一个周期内产生热量相等，求解有效值。
【解答】
对灯，由直流电压变为同样电压值的交变电流时，亮度变暗，说明A元件通直流阻交流，应为电感线圈；对灯，由直流电压变为同样电压值的交变电流时，由不亮变为正常发光，说明B元件隔直流通交流，应为电容器；
日常照明用交变电流的电压的有效值，由图可知，只有一半时间有此电流，故有，故。
故答案为：电感线圈    电容器；。  

13.【答案】负   与
 

【解析】

【分析】
油滴恰能静止，受到的电场力和重力平衡，分析电场力方向，从而确定上极板的电性。根据平衡条件求场强的大小。一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系。由此分析逻辑关系。
本题根据油滴实验确定电场强度的大小，掌握其原理：平衡条件。要知道各种门电路的特点，并能准确判断它们的逻辑关系。
【解答】
质量为m、带电量为的油滴恰能静止于板间的P点，根据电荷异性相吸，同性相斥的原则可知上极板带负点，对油滴有，可得；
由图可知，只有当开关都关闭的时候灯L才亮，故这种关系是“与”逻辑关系。
故答案为；负   与  

14.【答案】
 

【解析】

【分析】
根据电容的定义式求出电容的大小。
解决本题的关键掌握电容的定义式。
【解答】
根据得，电容的大小。
故答案为：  

15.【答案】认为电容器的带电量不变；变大，升高
 

【解析】解：本实验利用研究平行板电容器电容的变化，实验原理中使用了一个近似，该近似是认为电容器的带电量不变。
由，上移左极板，s减小，则C减小。
由，Q不变，则U增大，偏角变大。
左移左极板，d增大，根据，则有E不变，那么两极板间某一个固定点离零电势点间距增大，因此电势差增大，则两极板间某一个固定点的电势升高。
故答案为：认为电容器的带电量不变；变大，升高。
静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况。静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代。静电计是一个电容器，电容量基本不变，其电荷量与电势差成正比。
抓住电容器的电荷量不变，根据电容的决定式判断电容的变化，结合判断电势差的变化，从而得出电势高低。
解决本题的关键知道静电计测量的是电容器两端的电势差，处理电容器动态分析时，关键抓住不变量，与电源断开，电荷量保持不变，结合电容的决定式和定义式进行分析。
 

16.【答案】a  增加  AC
 

【解析】解：当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电；
指针张角减小，说明两极板间的电势差U减小，由可知，保持Q不变，C必然在增加；
、根据电容器的决定式：，将电容器b板靠近a板、插入玻璃板能使C变大，根据可知，电量Q不变，则电压U咸小，静电计指针的张角变小，故A、C正确；
B、只将b板向上平移，能使C减小，电荷量Q不变，指针张角增大，故B错误；
D、只增加极板带电量，极板间电势差增加，指针张角增大，故D错误。
故选：AC。
故答案为：；增加；。
明确电容器原理，知道只需要使一个极板带电，由于静电感应即可使别一极板带上等量异种电荷；
静电计张角变小说明电压减小，根据电容的定义式即可明确电容的变化；
根据电容器的决定式和定义式进行分析，从而明确使电压减小的方法。
解决本题的关键掌握电容器的动态分析，电容器与电源断开，电量保持不变，电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差不变，同时理解电容器带电量的含义。
 

17.【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C为                                  
两极板原来所带的电荷量Q为C.
 

【解析】根据电容器的电容定义式可求得电容C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C是常量，故C，注意灵活选择公式求解．
 

18.【答案】解：由于电流表短路和电压表断路，知、、串联后与并联，上无电流
电流表，
电压表的示数等于上的电压，；
电容器C所带的电量。
答：电压表的示数为6V；
电容器所带的电量为。
 

【解析】由图可知电路结构，与电容器串联部分的电阻相当于导线；再由串并联电路的规律可求得电压表的示数及电容器两端的电压；由可求得电容器上的电量．
本题考查串并联电路的结构及电容器的电量计算，此类问题解题的关键在于电路的简化，要注意多加练习．