10-4電容器的電容（原卷版）

10.4電容器的電容知識點1：電容器（1）定義彼此絕緣而又相距很近的兩個導體，就構成一個電容器。在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質——電介質就組成一個最簡單的電容器，叫作平行板電容器。（2）構造兩個互相靠近彼此絕緣的導體（空氣也是一種電介質）。（3）作用存儲電荷（存儲電能）。（4）功能電容器的充電過程圖示和放電過程圖示分別如下圖所示：（4）帶電荷量通常是指電容器已容納的電荷的數(shù)量，任意一個極板所帶電荷量的絕對值。電容器的構造、用途1.電容器的構造、用途1．關于電容器的電容，下列說法正確的是A．電容器所帶的電荷越多，電容就越大B．電容器兩極板間的電壓越高，電容就越大C．電容器所帶電荷增加一倍，電容就增加一倍D．電容是描述電容器容納電荷本領的物理量2．如圖為某規(guī)格的電容器，下列關于該電容器的說法正確的是（）A．該電容器只有接80V的恒定電壓時才能工作B．給該電容器充電或放電過程中有電荷流過電容器C．電容器上不帶電，其電容也是1000μFD．外殼上所標的80V指的是擊穿電壓電容器的充放電過程及其特點3．某同學利用圖甲所示電路觀察電容器的充電和放電現(xiàn)象，計算機屏幕顯示出放電過程的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電容器放電時電子由b向a通過電阻RB．電容器放電過程中電阻R兩端電壓逐漸增大C．將電阻R換成阻值更大的電阻，放電時間變短D．電容器充電結束所帶電荷量約為電容器的額定電壓與擊穿電壓4．某電容器上標有“1.5μF，9V”，則該電容器（）A．所帶電荷量不能超過1.5×10﹣6CB．所帶電荷量不能超過1.35×10-5CC．當所加電壓為3V時，電容為0.5μFD．該電容器的擊穿電壓為9V5．某平行板電容器標有“10V，2.5μF”，這是表示（）A．該電容器的擊穿電壓是10VB．要使兩板間電壓降低1V，它所帶的電量必減少2.5×10-6CC．電容器只有在帶電時電容量為2.5×10-6FD．如在板間插入電介質，電容將減小。知識點2：電容（1）定義電容器所帶的電荷量跟它的兩極板間的電勢差的比值叫做電容。用C表示。（2）定義式C＝eq\f(Q,U)，與Q、U、電容器是否帶電均無關，僅由電容器本身決定(大小、形狀、相對位置及電介質)。Q為每一個極板帶電量絕對值，U為電容器兩板間的電勢差。（3）單位國際單位制為法拉，符號為F，1F＝1C/V，1F=106uF=1012pF。（4）物理意義描述電容器容納電荷本領大小的物理量，數(shù)值上等于使電容器兩極板間的電勢差增加1V所增加的帶電量。（5）擊穿電壓加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，電容器損壞。這個極限電壓叫作擊穿電壓。（6）額定電壓是指電容器長時間正常工作時的最佳電壓，電容器外殼上標的是工作電壓，或稱額定電壓，這個數(shù)值比擊穿電壓低。（7）概念剖析電容的概念、定義式、單位、和物理意義6．用比值法定義物理量是物理學中很重要的思想方法，下列哪個式子是用比值法定義的矢量表達式（）A．電場強度 B．電勢C．加速度 D．電容7．小明同學在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中給一個固定電容器充電。下列描述電容器電荷量Q、電壓U、電容C之間關系的圖像中，正確的是（）A．B．C． D．利用電容定義式計算兩極板的電勢差和電量8．如圖，在靠近地面（大地為導體）處有一個帶正電Q的導體球，導體球的電勢為φ0，取地面電勢為零，則以下說法正確的是（）A．導體球和大地間電場是勻強電場B．導體球和大地構成電容器的電容C=C．若導體球帶電量變?yōu)?Q，則導體球與大地間電勢差變?yōu)?φ0D．若將導體球遠離地面移動一段距離，導體球和大地的電容增大9．如圖所示，在水平放置的已經(jīng)充電的平行板電容器之間，有一帶負電的油滴處于靜止狀態(tài)，若某時刻油滴的電荷量開始減小，為維持該油滴原來的靜止狀態(tài)，應（）A．給平行板電容器充電，補充電荷量 B．給平行板電容器放電，減小電荷量C．使兩金屬板相互靠近些 D．使兩金屬板正對面積增大些電容器的Q-U圖像10．電容器是一種重要的電學元件，它能夠儲存電荷。電容器儲存電荷的特性用電容表征。如圖所示，在研究電容器充、放電的實驗中，使開關S擲向1端，電源E對電容器C充電。下列圖像中，能正確反映電容器充電過程中電流與時間、電荷量與電壓關系的是（）A． B． C． D．11．某一電容器中所帶電量和兩端電壓之間的關系圖線如圖所示，如果該電容器兩端的電壓從40V降低到36V，電容器的電量減少了（）A．0.02C B．0.08C C．0.16C D．0.20C知識點3：平行板電容器（1）定義在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質——電介質就組成一個最簡單的電容器，叫作平行板電容器。（2）結構由兩個相互平行且彼此絕緣的金屬板構成。（3）帶電特點兩板電荷等量異號，分布在相對兩板的內側，板間電場為勻強電場，場強大小為，場強方向為垂直板面。（4）電容的決定式①C＝eq\f(εrS,4πkd)，k為靜電力常量，εr是一個常數(shù)，與電介質的性質有關，真空時εr＝1，其他電介質時εr＞1。稱為電介質的相對介電常數(shù)。平行板電容器的電容C跟相對介電常數(shù)εr成正比，跟極板正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。②決定因素為：介電常數(shù)，正對面積，兩板間的距離。（5）兩式的比較公式C＝eq\f(Q,U)C＝eq\f(εrS,4πkd)公式特點定義式?jīng)Q定式意義對某電容器Q∝U，但eq\f(Q,U)＝C不變，反映電容器容納電荷的本領。平行板電容器，C∝εr，C∝S，C∝eq\f(1,d)，反映了影響電容大小的因素。聯(lián)系電容器容納電荷的本領由eq\f(Q,U)來量度，由本身的結構（如平行板電容器的εr、S、d等因素）來決定。（6）動態(tài)分析思路：類型：Q不變分析思路：根據(jù)C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)先分析電容的變化，再分析U的變化；根據(jù)E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4kπQ,εrS)分析場強變化。即，，。U不變分析思路：根據(jù)C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)先分析電容的變化，再分析Q的變化；根據(jù)E＝eq\f(U,d)分析場強的變化。根據(jù)UAB＝E·d分析某點電勢變化。即，Q＝U·C＝，。兩個較巧：在電荷量保持不變的情況下，由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)知，電場強度與板間距離無關；在兩極板帶電量保持不變的情況下，可以認為一定量的電荷對應著一定數(shù)目的電場線，兩極板間距離變化時，場強不變；兩極板正對面積變化時，如下圖中電場線變密，場強增大。平行板電容器12．一平行板電容器兩板間距為0.1m，當兩極板間的電壓為20V時，兩板間電場強度的大小為（）A．0.005V/m B．2V/m C．20V/m D．200V/m13．關于電容器及其電容，下列說法中正確的是（）A．平行板電容器一板帶電，另一板帶電，則此電容器不帶電B．由公式可知，電容器的電容隨電荷量Q的增加而增大C．對一個電容器來說，電容器的電荷量與兩板間的電勢差成正比D．如果一個電容器兩板間沒有電壓，就不帶電荷，也就沒有電容平行板電容器的決定式14．如圖所示，電容器的A極板帶正電，B極板帶負電且接地，現(xiàn)將B極板水平向左移動x，則電容器的電容C和P點的電勢φ隨位移x變化的圖像，正確的是（）A．B．C． D．15．電容式加速傳感器常用于觸發(fā)汽車安全氣囊等系統(tǒng)，如圖所示。極板M、N組成的電容器視為平行板電容器，M固定，N可左右運動，通過測量電容器板間的電壓的變化來確定汽車的加速度。當汽車減速時，極板M、N間的距離減小，若極板上的電荷量不變，則該電容器（）A．電容變小 B．極板間電壓變大C．極板間電場強度不變 D．極板間的電場強度變小電介質對電容器的影響16．如圖所示，當待測物體在左右方向發(fā)生位移時，電介質隨之在電容器兩極板之間移動。如果測出了電容的變化，就能知道物體位移的變化。若電容器的電容變大，則物體位移可能的情況是（）A．加速向右移動B．勻速向右移動C．減速向右移動D．減速向左移動17．工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設置如圖所示傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下兩個極板，上、下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當流水線上通過的產(chǎn)品厚度增大時，下列說法正確的是（）A．A、B平行板電容器的電容減小B．A、B兩板間的電場強度增大C．A、B兩板上的電荷量變小D．有電流從a向b流過靈敏電流計平行板電容器的電場強度18．無限大帶電平面電場線的分布如圖甲所示，平行板電容器周圍電場線的分布如圖乙所示。乙圖中為一條平行于極板的直線，下列說法正確的是（）A．電容器極板帶電量越大，兩板之間的電場越接近勻強電場B．電容器極板面積越大，兩板之間的電場越接近勻強電場C．乙圖中A、B兩點的電勢滿足D．乙圖中A、B兩點的電勢相同19．如圖所示，一電容為C的平行板電容器，兩極板A、B間距離為d，板間電壓為U，B板電勢高于A板，兩板間有M、N、P三點，M、N連線平行于極板，N、P連線垂直于極板，M、P兩點間距離為L，∠PMN＝θ。以下說法正確的是（）A．電容器帶電荷量為B．兩極板間勻強電場的電場強度大小為C．M、P兩點間的電勢差為D．若將帶電荷量為＋q的電荷從M移到P，該電荷的電勢能增加了平行板電容器中某一點的電勢20．在如圖所示的4種情況中，a、b兩點的場強相同，電勢相同的（）A．帶電平行板電容器兩極板間的a、b兩點B．離點電荷等距的a、b兩點C．達到靜電平衡時導體內部的a、b兩點D．兩個等量異種電荷連線上，與連線中點O等距的a、b兩點21．如圖所示，電容為C的平行板電容器的A、B兩板分別帶有+Q和-Q的電荷量，B板接地。帶電量為+q的點電荷固定于兩板之間的P點，P點到兩板的距離相等，則該點電荷在P點具有的電勢能為（）A． B． C． D．改變極板間距、正對面積、填充物等判斷電容的變化22．圖甲所示的是由導電的多晶硅制成的電容加速度傳感器。圖乙是其原理圖，傳感器可以看成由兩個電容、組成，當傳感器有沿著箭頭方向的加速度時，多晶硅懸臂梁的右側可發(fā)生彎曲形變。下列對這個傳感器描述正確的是（）A．勻速向上運動時，減小，增加B．保持加速度恒定向上運動時，減小，增加C．由靜止突然加速向上運動時，減小，增加D．正在勻速向上運動的傳感器突然停止運動時，減小，增加23．某學校氣象興趣小組的同學利用所學物理知識設計了一個電容式風力傳感器。如圖所示，將電容器與靜電計組成回路，可動電極在風力作用下向右移動，引起電容的變化，風力越大，移動距離越大（兩電極不接觸）。若極板上電荷量保持不變，在受到風力作用時，則（）A．電容器電容變小 B．極板間電場強度不變C．極板間電壓變大 D．靜電計指針張角越小，風力越小電容器兩極間電勢差一定時，Q、E隨電容器的變化24．如圖所示的電路，平行板電容器與二極管（該二極管可看做理想二極管，正向電阻很小，反向電阻無窮大）、開關、直流電源串聯(lián)，電源負極接地。閉合開關，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于豎直平面電容器兩極板間的P點處，恰好處于靜止狀態(tài)。保持開關閉合，下列說法正確的是（）A．若上極板略微下移，帶電油滴仍能保持靜止狀態(tài)B．若下極板略微上移，則P點的電勢保持不變C．若上極板略微左移與下極板平行錯開，則帶電油滴仍能保持靜止狀態(tài)D．若下極板略微右移與上極板平行錯開，則帶電油滴在P點的電勢能會降低25．如圖所示，A、B是水平放置的平行板電容器的兩塊極板，下極板B接地，直流電源E恒定，內阻不計。將開關S閉合，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于兩板中央的M點且恰好處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將A板向上平移一小段距離，則（）A．在A板上移過程中，電阻R中有向右的電流B．電容器的帶電量將增大C．帶電油滴將沿豎直方向向上運動D．M點電勢將升高電容器電荷量一定時，Q、E隨電容器的變化26．如圖所示的電路，電介質板與被測量的物體A相連，當電介質向左或向右移動時，通過相關參量的變化可以將A定位。開始單刀雙擲開關接1，然后將單刀雙擲開關接2.則下列說法正確的是（）A．開關接1時，x增大，平行板電容器的電荷量增大B．開關接1時，x增大，電路中的電流沿順時針方向C．開關接2時，x減小，靜電計的指針偏角減小D．開關接2時，x減小，平行板間的電場強度不變27．如圖所示，水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開，一帶電粒子從A點沿半圓ABC的直徑方向始終以速度v水平射入電場，恰好經(jīng)過半圓的最低點B，粒子重力不計．下列分析正確的（

）A．若僅將下板水平右移少許，粒子軌跡與半圓ABC的交點在B點的左側B．若僅將下板水平右移少許，粒子軌跡與半圓ABC的交點在B點的右側C．若僅將下板豎直下移少許，粒子軌跡與半圓ABC的交點在B點的左側D．若僅將下板豎直下移少許，粒子軌跡與半圓ABC的交點在B點的右側電容器內部的電勢隨極板移動的變化28．某同學將密立根油滴實驗簡化為如圖所示的裝置，在真空環(huán)境下帶電油滴從噴霧器大小的噴嘴噴出，落到平行板電容器兩極板間，調節(jié)兩極板間的電壓U，恰使某個油滴懸浮在P點?，F(xiàn)保持兩極板間的電壓U不變，已知油滴質量為m，兩板間距為d，重力加速度大小為g，電容器的下極板接地。下列說法正確的是（）A．油滴帶負電，電荷量為B．若只增大兩極板間距d，該油滴將向上加速運動C．若只將正極板下移一小段距離，油滴的電勢能減小D．若只將負極板下移一小段距離，P處的電勢降低29．如圖所示，水平放置的兩個平行的金屬板A、B帶等量的異種電荷，A極帶負電荷，B板接地。若將A板向右平移到虛線位置，在A、B兩板中間的一點P的電場強度E和電勢的變化情況是（）A．E不變，變大 B．E增大，變大C．E不變，不變 D．E增大，變小電容改變時電荷的移動30．某種位移式傳感器的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，平行金屬板A、B和介質P構成電容器，在可移動介質P向右勻速移出的過程中（）A．電容器的電容變大B．電容器的電荷量保持不變C．M點的電勢比N點的電勢低D．流過電阻R的電流方向從M到N31．計算機鍵盤每個鍵下面都連有一塊小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片，這組金屬片組成一個可變電容器。當連接電源不斷電，按下某個鍵時，與之相連的電子線路就給出該鍵相應的信號，當按下該鍵時，電容器的（）A．極板間的電壓變大 B．電容變小C．極板的電量變大 D．極板間的場強變小電容器與驗電器組合的動態(tài)分析32．如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，現(xiàn)將其與二極管串聯(lián)接在電動勢為E的直流電源上，電容器下極板接地，靜電計所帶電量可忽略。閉合開關S，一帶電油滴恰好靜止于兩板間的P點，現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則下列說法正確的是（）A．平行板電容器的電容將變大B．靜電計指針張角不變C．帶電油滴的電勢能將減少D．油滴仍將往上移動33．研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示。首先使電容器a板帶正電、b板帶負電。下列說法正確的是（

）A．實驗中，只將電容器b板向左平移少許，靜電計指針張角變大B．實驗中，只將電容器b板向上平移少許，靜電計指針的張角變小C．實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大D．實驗中，保持極板不動，繼續(xù)給電容器充電，發(fā)現(xiàn)靜電計指針的張角變大，表明電容增大一、單選題1．一電容器與電源相連充電，在（a）充電后仍與電源相連、（b）充電后與電源斷開兩種情況下，將電容器兩極板間距縮小，則電容器中儲存的電場能量將（）A．都增加B．都減小C．（a）增加，（b）減小D．（a）減少，（b）增大2．如圖所示是一種可測量物體位移的電學儀器。當被測物體在左右方向發(fā)生微小的位移時，會帶動電介質進出電容器兩板之間，靈敏電流計的指針也會左右發(fā)生偏轉。已知電流從流向時，電流計的指針向右偏，則下列說法正確的是（）A．當電流計的指針向左偏時，被測物體向右移動B．當電流計的指針向左偏時，電容器的電壓增大C．當電流計的指針向右偏時，電容器的電容減小D．當電流計的指針向右偏時，電容器的電量減小3．如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平放置并與一電源相連，S閉合后，兩極板間恰好有一質量為m，帶電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)，以下說法正確的是（）A．保持開關S閉合，若將B向右平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G表中有從b到a的電流B．保持開關S閉合，若將B向上平移一小段位移，則油滴向下運動，G表中有從a到b的電流C．若將S斷開，若將B向下平移一小段位移，兩極板上的電勢差將減小D．若將S斷開，緊貼B板內側插入一塊一定厚度的云母片，油滴將向上運動4．如圖，平行板電容器與電源連接，下極板B接地，開關S閉合后，一帶電油滴在電容器中的P點處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是（

）A．保持開關閉合，A板豎直上移一小段距離，油滴保持靜止B．保持開關閉合，A板豎直上移一小段距離的過程中，電流計中電流方向向左C．保持開關閉合，A板豎直上移一小段距離，P點的電勢降低D．開關S閉合后再斷開，A板水平向左移動一小段距離，帶電油滴向下運動5．一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，兩板間有一個正試探電荷固定在P點，如圖所示，以C表示電容器的電容，E表示兩板間的場強，φ表示P點的電勢，W表示試探電荷在P點的電勢能，若正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離l0，則各物理量與負極板移動距離x的關系圖像正確的是圖中的（

）A．B．C． D．二、多選題6．如圖所示，兩板間距為d的平行板電容器與一電源連接，電鍵K