2025新課改-高中物理-必修第3冊（20講）07 A電容器的電容 基礎版含答案

2025新課改-高中物理-必修第3冊（20講）07A電容器的電容基礎版電容器的電容知識點：電容器的電容一、電容器1．電容器：儲存電荷和電能的裝置．任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體，都可以看成一個電容器．2．電容器的充放電(1)充電：把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連，兩個極板分別帶上等量的異種電荷的過程，充電過程中，由電源獲得的能量儲存在電容器中．(2)放電：用導線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和的過程，放電過程中，電容器把儲存的能量通過電流做功轉化為電路中其他形式的能量．二、電容1．定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值．2．定義式：C＝eq\f(Q,U).3．單位：電容的國際單位是法拉，符號為F，常用的單位還有微法和皮法，1F＝106μF＝1012pF.4．物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V時電容器需要帶的電荷量．5．擊穿電壓與額定電壓(1)擊穿電壓：電介質不被擊穿時加在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，電容器就會損壞．(2)額定電壓：電容器外殼上標的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低．三、平行板電容器1．結構：由兩個平行且彼此絕緣的金屬板構成．2．電容的決定因素：電容C與兩極板間電介質的相對介電常數(shù)εr成正比，跟極板的正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比．3．電容的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，εr為電介質的相對介電常數(shù)，k為靜電力常量．當兩極板間是真空時，C＝eq\f(S,4πkd).四、常用電容器1．分類：分為固定電容器和可變電容器兩類．2．固定電容器有：聚苯乙烯電容器、電解電容器等．3．可變電容器由兩組鋁片組成，固定的一組叫定片，可動的一組叫動片．轉動動片，兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨著變化．五、實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象1．實驗原理(1)電容器的充電過程如下圖所示，當開關S接1時，電容器接通電源，在電場力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過電源向負極板移動，正極板因失去電子而帶正電，負極板因獲得電子而帶負電．正、負極板帶等量的正、負電荷．電荷在移動的過程中形成電流．在充電開始時電流比較大(填“大”或“小”)，以后隨著極板上電荷的增多，電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，當電容器兩極板間電壓等于電源電壓時電荷停止移動，電流I＝0.(2)電容器的放電過程如下圖所示，當開關S接2時，相當于將電容器的兩極板直接用導線連接起來，電容器正、負極板上電荷發(fā)生中和．在電子移動過程中，形成電流，放電開始電流較大(填“大”或“小”)，隨著兩極板上的電荷量逐漸減小，電路中的電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，兩極板間的電壓也逐漸減小到零．2．實驗器材：6V的直流電源、單刀雙擲開關、平行板電容器、電流表、電壓表、小燈泡、導線若干.3．實驗步驟(1)按圖連接好電路．(2)把單刀雙擲開關S打在上面，使觸點1和觸點2連通，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結果記錄在表格中．(3)將單刀雙擲開關S打在下面，使觸點3和觸點2連通，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結果記錄在表格中．(4)記錄好實驗結果，關閉電源．4．實驗記錄和分析實驗項目實驗現(xiàn)象電容器充電燈泡燈泡的亮度由明到暗最后熄滅(選填“明”“暗”或“熄滅”)電流表1電流表1的讀數(shù)由大到小最后為零(選填“大”“小”或“零”)電壓表電壓表的讀數(shù)由小(選填“大”或“小”)到大(選填“大”或“小”)最后為6V電容器放電燈泡燈泡的亮度由明到暗最后熄滅(選填“明”“暗”或“熄滅”)電流表2電流表2的讀數(shù)由大到小最后為零(選填“大”“小”或“零”)電壓表電壓表的讀數(shù)由大(選填“大”或“小”)到小(選填“大”或“小”)最后為0V5.注意事項(1)電流表要選用小量程的靈敏電流計．(2)要選擇大容量的電容器．(3)實驗要在干燥的環(huán)境中進行．(4)在做放電實驗時，在電路中串聯(lián)一個電阻，以免燒壞電流表．技巧點撥一、電容器電容1．電容器的充電過程，電源提供的能量轉化為電容器的電場能；電容器的放電過程，電容器的電場能轉化為其他形式的能．2．電容器的充、放電過程中，電路中有充電、放電電流，電路穩(wěn)定時，電路中沒有電流．3．C＝eq\f(Q,U)是電容的定義式，由此也可得出：C＝eq\f(ΔQ,ΔU).4．電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量Q以及電勢差U均無關．二、平行板電容器1．C＝eq\f(Q,U)與C＝eq\f(εrS,4πkd)的比較(1)C＝eq\f(Q,U)是電容的定義式，對某一電容器來說，Q∝U但C＝eq\f(Q,U)不變，反映電容器容納電荷本領的大??；(2)C＝eq\f(εrS,4πkd)是平行板電容器電容的決定式，C∝εr，C∝S，C∝eq\f(1,d)，反映了影響電容大小的因素．2．平行板電容器動態(tài)問題的分析方法抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式：C＝eq\f(Q,U)、E＝eq\f(U,d)和C＝eq\f(εrS,4πkd)3．平行板電容器的兩類典型問題(1)開關S保持閉合，兩極板間的電勢差U恒定，Q＝CU＝eq\f(εrSU,4πkd)∝eq\f(εrS,d)，E＝eq\f(U,d)∝eq\f(1,d).(2)充電后斷開S，電荷量Q恒定，U＝eq\f(Q,C)＝eq\f(4πkdQ,εrS)∝eq\f(d,εrS)，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)∝eq\f(1,εrS).三、靜電計的使用靜電計是在驗電器的基礎上改造而成的，靜電計由相互絕緣的兩部分組成，靜電計與電容器的兩極板分別連接在一起，則電容器兩極板間的電勢差就等于靜電計上所指示的電勢差U，U的大小可從靜電計的刻度讀出，可見，靜電計指針偏角的變化表征了電容器兩極板間電勢差的變化．例題精練1．（2021春?臨沂期中）LC振蕩電路中，電容器兩極板上的帶電量q隨時間t變化的關系如圖所示，則（）A．在t1時刻，電路中的電流為0 B．在t2時刻，電路中只有磁場能 C．在t3時刻，電感線圈兩端電壓為0 D．t3～t4時間內，電路中的電流不斷增大【分析】在LC振蕩電路中，當電容器在放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場能在向磁場能轉化；當電容器在充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉化。【解答】解：A、由圖可知在t1時刻，電容器極板上的電荷量為零，根據(jù)電磁振蕩的特點可知，t1時刻是電容器放電結束的時刻，電路中的電流最大，故A錯誤；B、由圖可知，在t2時刻，電容器極板上的電荷量最大，電路中只有電場能，故B錯誤；C、由圖可知在t3時刻，電容器極板上的電荷量為零，是電容器放電結束的時刻，電感線圈兩端電壓為零，故C正確；D、由圖可知在t3～t4時間內，電容器極板上的電荷逐漸增加，電容器充電，電路中的電流不斷減小，故D錯誤。故選：C?！军c評】電容器充電完畢（放電開始）：電場能達到最大，磁場能為零，回路中感應電流i＝0．放電完畢（充電開始）：電場能為零，磁場能達到最大，回路中感應電流達到最大。2．（2021春?浙江期中）如圖為Maxwell超級電容器，其標有“3V，3000F”。它是一種新型儲能裝置，不同于傳統(tǒng)的化學電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，它具有功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、抗振動和抗沖擊性能強的特點。關于此電容器下列說法正確的是（）A．在3V電壓下才能正常工作 B．充電時把電能轉化為化學能和內能 C．工作電壓是3V時，電容才是3000F D．加額定電壓時所儲存的電荷量是手機鋰電池“4.2V，4000mAh”帶電量的倍【分析】超級電容器的功能是儲存電能的一種裝置，根據(jù)它的銘牌標示“3V，3000F”，可以知道儲存的電荷量Q＝CU＝9000C?！窘獯稹拷猓篈、由超級電容器的銘牌標示“3V，3000F”，知額定電壓為3V，表明它工作的電壓不要超過3V，故A項錯誤；B、電容器的功能是儲存電能的一種裝置，那么對電容器充電時是把電能轉化為電場能儲存在電容器里，并沒有轉化為化學能，故B項錯誤；C、電容是描述電容器儲存電荷本領大小的物理量，其大小與電壓和電荷量都沒有關系，故C項錯誤；D、超級電容器容納的電荷量為Q＝CU＝3000F×3V＝9000C，手機鋰電池“4.2V，4000mAh”的電荷量q＝4000mAh＝4A×3600s＝14400C，那么，故D項正確；故選：D?！军c評】本題以Maxwell超級電容器為素材，考查學生對描述電容器的一些物理量的了解，基礎題。隨堂練習1．（2021春?薛城區(qū)期中）傳感器是將能感受的物理量（如力、熱、光、聲等）轉換成便于測量的量（一般是電學量）的一類元件，在自動控制中有相當廣泛的應用，如圖所示的裝置是一種測定液面高度的電容式傳感器。金屬芯線與導電液體構成一個電容器，從電容C大小的變化情況就能反映出液面高度h的高低情況，則兩者的關系是（）①C增大表示h增大②C增大表示h減小③C減小表示h減?、蹸減小表示h增大A．只有①正確 B．只有②正確 C．只有①、③正確 D．只有②、④正確【分析】電容式傳感器可利用電容公式來判斷，液面高度h的高低如何影響電容C大小的變化。【解答】解：金屬芯線與導電液體相當于平行板電容器的兩個極板，根據(jù)電容公式，液面深度的變化，可等效為電容器兩極板正對面積的變化，當h增大時，相當于正對面積增大，那么電容C會增大；當h減小時，相當于正對面積減小，電容C也會減小，故C項正確，ABD項錯誤；故選：C?！军c評】本題以一種測定液面高度的電容式傳感器為素材，考查學生對平行板電容器的電容理解，基礎題。2．（2021?福州三模）電容式話筒含有電容式傳感器，如圖所示。導電性振動膜片與固定電極構成一個電容器，當振動膜片在聲壓的作用下運動時，兩個電極間的電容發(fā)生變化，電路中電流隨之變化，這樣聲信號就轉變?yōu)殡娦盘枴．斦駝幽て蛴疫\動時，下列說法正確的是（）A．電容器電容減小 B．電容器所帶電荷量增大 C．電容器兩極板間的場強減小 D．電阻R上電流方向自左向右【分析】電容器極板間距離的變化引起了電容的變化，電容的變化引起了電量的變化，從而場強變化，R中有電流?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)電容關系式C＝，當振動膜片向右運動時，d減小，電容增大，故A錯誤；B、電容改變后會有充電過程，最終會達到穩(wěn)態(tài)，即電容兩端電壓為電源電動勢，由Q＝CU，電源電動勢不變，電容增大，即電荷量增大，故B正確；C、由場強公式E＝，U不變，d減小，場強增大，故C錯誤；D、由Q＝CU，隨著電容增大，電容所帶電量也將增大，故必有一個電容充電的過程，即R上有自右向左的電流，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題考查了電容器的動態(tài)分析，方法是：從部分的變化引起電容的變化，根據(jù)電壓或電量不變判斷電量或電壓的變化。3．（2020秋?北碚區(qū)校級期末）某電容器的電量增加△Q，兩極板間的電壓就增加△U，則該電容器的電容為（）A．等于 B．小于 C．大于 D．無法確定【分析】本題是基本概念的一個簡單考察，屬性電容器的電容計算的基本公式就可以【解答】解：電容器電容的定義式，電容器的電容是電容器本身的性質，不隨兩端的電壓和兩極板所帶的電荷量的改變而改變設原來為，則也等于C，根據(jù)數(shù)學方法因為所以故選：A?！军c評】電容器的定義式為：，此式為比值定義，注意C不隨著Q和U的改變而改變；另外需要記住平行板電容器電容的決定式為。綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（2020秋?陽泉期末）下列電學元器件屬于電容器的是（）A． B． C． D．【分析】由電學元件的形狀和電器表面的信息可得出電學元件的性質，并能得出屬于哪一種電學元件?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，A為電容器；B為打點計時器C是滑動變阻器，D是電阻箱。故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題考查對常見儀器的認識，要求能掌握各種電學元件的基本形狀。2．（2020秋?房山區(qū)期末）如圖是描述電容C、帶電荷量Q、電勢差U之間的相互關系的圖線，對于給定的電容器，下列關系不正確的是（）A． B． C． D．【分析】電容是描述電容器容納電荷量的本領；其大小只與電容器本身有關，和電量及電壓無關。【解答】解：ABC、電容器的電容與Q及U無關，故在C﹣U及C﹣Q圖象中，均為水平直線；故AB正確，C錯誤；D、由Q＝UC可知，Q與U成正比，故D正確。本題選不正確的，故選：C。【點評】本題要掌握電容的定義，同時要注意圖象的意義；能將公式及圖象有機的結合在一起是解題的關鍵。3．（2020秋?南開區(qū)期末）如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，則（）A．電容器的電容減小 B．電容器兩極板間電壓增大 C．電容器所帶電荷量增大 D．電容器兩極板間電場強度不變【分析】將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E＝分析板間場強的變化，根據(jù)C＝判斷電容變化，根據(jù)Q＝CU，判斷電荷量變化．【解答】解：A、將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，根據(jù)C＝，可知電容器的電容增大，故A錯誤；B、電容器與電源保持相連，則電容器兩板間電壓不變，故B錯誤；C、根據(jù)Q＝CU，由AB選項知電容增大，電壓不變，所以電荷量增大，故C正確；D、根據(jù)E＝，由于電容器兩板間電壓不變，得知板間電場強度增大，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題考查電容器的動態(tài)分析，熟練應用幾個基本公式是解題關鍵。4．（2021?浙江學業(yè)考試）如圖所示是某種電學元件的實物照片。元件中固定不動的一組鋁片叫定片，可以轉動的一組鋁片叫動片，這種元件是（）A．電源 B．電阻 C．開關 D．可變電容器【分析】正確認識各電學元件，能認識各種元器件的形狀?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)實物照片可知，圖中為可變電容器，故D正確，ABC錯誤。故選：D。【點評】本題考查對元器件的認識，在學習中要注意明確各元件的形狀、功能以及應用。5．（2020秋?郴州期末）如圖所示的電子元件名稱叫電容器，外殼上的“1000”字樣，是用來表示它的（）A．電容 B．電阻 C．電流 D．電壓【分析】由物理單位分析物理意義。【解答】解：圖中的1000的單位為μF，μF是電容的單位，故1000表示的物理量為電容，故A正確，BCD錯誤；故選：A?！军c評】本題主要考查了電容的單位，在國際單位制中，電容的單位是F，以此進行分析。6．（2020秋?郴州期末）關于電容器，下列說法正確的是（）A．電容器所帶的電量越多，電容就越大 B．電容器充電后，兩個極板帶有等量同號電荷 C．照相機閃光燈工作時發(fā)出強光是屬于電容器的放電現(xiàn)象 D．電容器只能充電，不能放電【分析】由電容和電容器的定義進行分析；【解答】解：A、電容器的電容大小與所帶電荷量無關，故A錯誤；B、電容器充電后，兩板帶有等量異種電荷，故B錯誤；C、照相機的閃光是電容器瞬間放電，形成強光，故C正確；D、電容器放在電路中可以當作電源使用，此時電容器處于放電狀態(tài)，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題主要考查了電容器的工作狀態(tài)和電容的影響因素，解題關鍵在于電容的大小與電容器所含電荷量和電勢差無關。7．（2021?七模擬）用一節(jié)干電池、電阻R和平行板電容器組成如圖所示的電路，在電容器的兩極板間插入一電介質的過程中（與極板不接觸）（）A．電阻R中沒有電流 B．電容器的電容減小 C．電阻R中有從a流向b的電流 D．電阻R中有從b流向a的電流【分析】根據(jù)平行板電容器的電容的決定式分析電容的變化，再根據(jù)電容的定義式明確電量的變化，從而分析電容器充放電情況，明確R中的電流方向?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)平行板電容器的電容的決定式C＝可知，插入電介質時?增大，電容C增大；又由電容的定義式C＝可知，極板上的電荷量增大，故電容器充電，R中有從b流向a的電流，故D正確，ABC錯誤。故選：D?！军c評】對于電容器動態(tài)變化分析問題，要抓住不變量，知道當電容器保持與電源相連時，電壓不變；明確只有電容器充電或放電時，電路中才有電路。8．（2021?河東區(qū)二模）在生產(chǎn)紙張時，為監(jiān)控其厚度，要在流水線上設置一個厚度控制儀，其原理可簡化為如圖的裝置。其中A、B為平行板電容器的兩個固定極板，分別接在恒壓電源的兩極上，當通過A、B間的產(chǎn)品（）A．厚度不變時，則電流計的示數(shù)不變且不為0 B．厚度變化時，電流計的示數(shù)也可能為0 C．厚度增大時，則電流計中的電流方向由a向b D．厚度減小時，則電流計中的電流方向由a向b【分析】明確電容器兩端電勢差不變，當厚度變化時相當于介電常數(shù)發(fā)生變化，根據(jù)電容的決定式分析電容的變化，從而明確電量的變化，確定電流方向?！窘獯稹拷猓篈、紙張厚度不變時，AB間的介電常數(shù)、正對面積以及板間距等均不變，故電容不變，電容器不會充放電，故電流計中沒有電流，故A錯誤；B、厚度變化時，介電常數(shù)變化，根據(jù)C＝可知電容變化，由Q＝UC可知，電量會發(fā)生變化，電流計中會產(chǎn)生電流，故B錯誤；C、當產(chǎn)品厚度增大導致ε增大時，電容器的電容C增大，再根據(jù)Q＝CU可知極板帶電量Q增加，有充電電流從a向b流過，故C正確；D、當產(chǎn)品厚度減小導致ε減小時，電容器的電容C減小，再根據(jù)Q＝CU可知極板帶電量Q減小，電容器放電，有放電電流從b向a流過，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查了電容器的動態(tài)分析問題，要注意明確由于電容器與電源相連，因此電容器兩端的電勢差不變，紙張厚度增大時介電常數(shù)增大。9．（2021春?南京月考）根據(jù)電容電容器的電容定義式C＝可知（）A．電容器帶的電量Q越多，它的電容C就越大，C與Q成正比 B．電容器的電容大小與其帶電情況無關 C．電容器兩極板間的電壓U越高，它的電容C就越小，C與U成反比 D．電容器不帶電時，其電容為零【分析】明確電容的性質以及其定義式，知道電容表征電容器容納電荷的本領大小，與電量Q、電壓U無關．電容器不帶電時，電容并不為零?！窘獯稹拷猓篈、電容器帶電的電量Q越多，兩極之間的電壓U越高，但電容不變，故A錯誤；B、電容表征電容器容納電荷的本領大小，電容大小與電容器的帶電情況無關，故B正確；C、電容表征電容器容納電荷的本領大小，與電壓U無關，給定的電容C一定，故C錯誤；D、電容反映電容器本身的特性，電容器不帶電時，電容并不為零，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題考查對電容的理解能力。電容的定義式是采用比值定義法，有比值定義的共性，C與Q、U無關，反映電容器本身的特性。10．（2020秋?公主嶺市期末）如圖所示，設兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ．實驗中，極板所帶電荷量不變，若（）A．保持S不變，增大d，則θ變大 B．保持S不變，增大d，則θ變小 C．保持d不變，減小S，則θ變小 D．保持d不變，減小S，則θ不變【分析】靜電計指針偏角大小表示極板間電勢差的大小，抓住電量不變，根據(jù)U＝，通過C的變化，從而判斷U的變化．【解答】解：A、根據(jù)電容的定義式C＝，保持S不變，增大d，電容C減小，再根據(jù)U＝，知U增大，所以θ變大。故A正確，B錯誤；C、保持d不變，減小S，電容減小，再根據(jù)U＝，知U增大，所以θ變大。故CD錯誤。故選：A?！军c評】解決電容器的動態(tài)分析問題關鍵抓住不變量．若電容器與電源斷開，電量保持不變；若電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差保持不變．11．（2020秋?房山區(qū)期末）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素（如圖所示）。設兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ．實驗中，極板所帶電荷量不變，若（）A．保持S不變，增大d，則θ變大 B．保持S不變，增大d，則θ變小 C．保持d不變，減小S，則θ變小 D．保持d不變，減小S，則θ不變【分析】靜電計測定電容器極板間的電勢差，電勢差越大，指針的偏角越大。根據(jù)電容的決定式C＝分析極板間距離、正對面積變化時電容的變化情況，由于極板所帶電荷量不變，再由電容的定義式C＝分析板間電勢差的變化，即可再確定靜電計指針的偏角變化情況?！窘獯稹拷猓篈、B、根據(jù)電容的決定式C＝得知，電容與極板間距離成反比，當保持S不變，增大d時，電容減小，電容器的電量Q不變，由電容的定義式C＝分析可知板間電勢差增大，則靜電計指針的偏角θ變大；反之，保持S不變，減小d，則θ減小。故A正確，B錯誤。C、D、根據(jù)電容的決定式C＝得知，電容與極板的正對面積成正比，當保持d不變，減小S時，電容減小，電容器極板所帶的電荷量Q不變，則由電容的定義式C＝分析可知板間電勢差增大，靜電計指針的偏角θ變大；反之，保持d不變，增大S，則θ減小，故C錯誤，D錯誤。故選：A。【點評】本題是電容動態(tài)變化分析問題，關鍵抓住兩點：一是電容器的電量不變；二是掌握電容的兩個公式：電容的決定式C＝和C＝。12．（2020秋?長沙期末）如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a．平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點處于靜止狀態(tài)．以E表示兩極板間的電場強度，U表示兩極板間的電壓，Ep表示電荷在P點的電勢能．若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中錯誤的是（）A．E變小 B．U變大 C．Ep不變 D．電荷仍保持靜止【分析】將極板A稍向上平移，引起電容器的電容變化，電容器的電壓不變，根據(jù)電容的決定式和定義式分析電容和電容器所帶電量如何變化，若電容器電量增加，電源可以充電，若電容器電量減小，要根據(jù)二極管單向導電性分析能否放電．根據(jù)電荷所受電場力有無變化，判斷電荷的狀態(tài)．【解答】解：將極板A稍向上平移，板間距離d增大，根據(jù)電容的決定式C＝得知，電容C減??；若電容器的電壓不變時，則電容器所帶電量將要減小，由于二極管具有單向導電性，電容器上電荷放不掉，電荷不能流回電源，所以電容器的電量保持不變，由于電容C減小，由電容的定義式C＝可知，U變大。根據(jù)推論可知，板間場強E不變，電荷所受的電場力不變，仍保持靜止狀態(tài)。P與B板間電勢差UPB＝Ed，E、d都不變，UPB保持不變，P點的電勢保持不變，則電荷在P點電勢能EP不變。故A錯誤，BCD正確。本題選錯誤的，故選：A【點評】本題分析電容器的電容如何變化是常規(guī)思路，要抓住二極管單向導電性判斷電容器的電量能否發(fā)生變化，要防止思維定勢的影響，注意條件的變化．13．（2020秋?大武口區(qū)校級期末）如圖所示為研究影響平行板電容器電容的因素的裝置圖，設兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ，實驗中，極板所帶電荷量Q不變，若（）A．保持S不變，增大d，則θ變小 B．保持S不變，減小d，則θ變小 C．保持d不變，減小S，則θ變小 D．保持d不變，減小S，則θ不變【分析】靜電計測定電勢差，電容器板間電勢差越大，指針偏角越大．先根據(jù)電容器的決定式分析電容的變化情況，再由電容的定義式C＝分析板間電勢差的變化情況，即可作出判斷．【解答】解：A、保持S不變，增大d時，根據(jù)電容器的決定式可知，電容C減小，電容器的電荷量Q不變，由電容的定義式C＝分析得知板間電勢差增大，θ變大。故A錯誤。B、保持S不變，減小d時，根據(jù)電容器的決定式可知，電容C增大，電容器的電荷量Q不變，由電容的定義式C＝分析得知板間電勢差減小，θ變小。故B正確。C、D保持d不變，減小S時，根據(jù)電容器的決定式可知，電容C減小，電容器的電荷量Q不變，由電容的定義式C＝分析得知板間電勢差增大，θ變大。故CD錯誤。故選：B?！军c評】對于電容器動態(tài)分析問題，關鍵掌握電容器的決定式和電容的定義式C＝，結合電荷量不變進行分析．14．（2020秋?潞州區(qū)校級期末）如圖所示，平行板電容器的極板A與一個靈敏的靜電計相接，極板B接地，若極板B稍向上移動一點，由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是（）A．兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小 B．兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大 C．極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小 D．極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大【分析】由題看出，電容器的電量幾乎不變．將極板B稍向上移動一點，極板正對面積減小，會發(fā)現(xiàn)指針張角變大，即電壓增加，由公式C＝電容減?。窘獯稹拷猓篈極板與靜電計相連，所帶電荷電量不變，B板與A板帶等量異種電荷，電量也不變，故電容器的電量Q都不變；若極板B稍向上移動一點，會發(fā)現(xiàn)指針張角變大，即電壓增加，由公式C＝知電容C減??；故選：D。【點評】本題首先判斷出只有一個選項正確，是單選題，其次抓住電容器的電量幾乎不變是關鍵．15．（2021?河西區(qū)一模）兩個較大的平行金屬板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正、負極上，這時質量為m，帶電量為﹣q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示，在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯開一些，那么在錯開的過程中（）A．油滴將向上加速運動，電流計中的電流從b流向a B．油滴將向下加速運動，電流計中的電流從a流向b C．油滴靜止不動，電流計中的電流從b流向a D．油滴靜止不動，電流計中的電流從a流向b【分析】帶電油滴原來處于靜止狀態(tài)，電場力與重力平衡，將兩板緩慢地錯開一些后，分析板間場強有無變化，判斷油滴是否仍保持靜止。根據(jù)電容的決定式分析電容如何變化，由電容的定義式分析電量的變化，確定電路中電流的方向?！窘獯稹拷猓簩砂寰徛劐e開一些，兩板正對面積減小，根據(jù)電容的決定式C＝得知，電容減小，而電壓不變，則由C＝知，電容器帶電量減小，電容器處于放電狀態(tài)，電路中產(chǎn)生順時針方向的電流，則電流計中有a→b的電流。由于電容器板間電壓和距離不變，則由E＝，知板間場強不變，油滴所受電場力不變，仍處于靜止狀態(tài)。故D正確。ABC錯誤。故選：D?！军c評】本題是電容器動態(tài)變化問題，要抓住電壓不變，根據(jù)電容的決定式C＝和電容的定義式C＝結合進行分析。16．（2021?清江浦區(qū)校級模擬）如圖所示，給平行板電容器帶一定的電荷后，將電容器的A板與靜電計小球相連，并將B板與靜電計的外殼接地．下列說法正確的是（）A．將A極板向右移動少許，靜電計指針的偏轉角將增大 B．將B極板向上移動少許，靜電計指針的偏轉角將減小 C．將一塊玻璃板插入A、B兩極板之間，靜電計指針的偏轉角將減小 D．用手觸摸一下B極板，靜電計指針的偏轉角將減小到零【分析】解答本題關鍵應根據(jù)：電容的決定式C＝分析電容的變化，抓住電容器的電量不變，由電容的定義式C＝分析電壓的變化，即可判斷靜電計指針偏轉角的變化．【解答】解：A、將A極板向右移動少許，電容器兩板間的距離減小，根據(jù)電容的決定式C＝可知，電容C增大，而電容的電量Q不變，則電容的定義式C＝可知，電容器板間電勢差U減小，靜電計指針的偏轉角將減小。故A錯誤。B、將B極板向上移動少許，兩板正對面積減小，根據(jù)電容的決定式C＝可知，電容C減小，而電容的電量Q不變，則電容的定義式C＝可知，電容器板間電勢差U增大，靜電計指針的偏轉角將增大。故B錯誤。C、將一塊玻璃板插入A、B兩極板之間，根據(jù)電容的決定式C＝可知，電容C增大，而電容的電量Q不變，則電容的定義式C＝可知，電容器板間電勢差U減小，靜電計指針的偏轉角將減小。故C正確。D、用手觸摸一下B極板，電容器帶電量沒有改變，靜電計指針的偏轉角將不變。故D錯誤。故選：C。【點評】本題是電容器的動態(tài)變化分析問題，關鍵由電容的決定式C＝和電容的定義式C＝結合分析．17．（2020秋?呂梁期末）一個空氣平行板電容器，極板間距離為d，正對面積為S，充以電荷量為Q后，兩極板間電壓為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是（）A．將電壓變?yōu)?B．將帶電荷量變?yōu)?Q C．將極板正對面積變?yōu)?S D．將兩極間充滿介電常數(shù)為2的電介質【分析】改變電容器的電壓和帶電量不會改變電容器的電容，由電容器的決定式得：我們可以通過改變正對面積s，介電常數(shù)eγ，極板間的距離d來改變電容．【解答】解：改變電容器的電壓和帶電量不會改變電容器的電容，由電容器的決定式?jīng)Q定的。故AB錯誤。由電容器的決定式得：將電容器的電容加倍，我們可采取的方式是：①將極板正對面積變?yōu)?S；②將電解質換為介電常數(shù)為原來的介電常數(shù)2倍的電解質；③將兩極板距離變?yōu)樵瓉淼囊话搿９蔆正確，D錯誤。故選：C?！军c評】改變電容器的電壓和帶電量不會改變電容器的電容，電容器的電容是由決定式?jīng)Q定的．18．（2020秋?遼寧月考）某電容器上標有“10μF200V”，則（）A．該電容器加上100V電壓時，其電容為20μF B．該電容器加的電壓不能低于200V C．該電容器的電容總等于10μF D．該電容器的最大電容為10μF，當其帶電荷量較少時，電容小于10μF【分析】由電容的決定因素進行分析?！窘獯稹拷猓河呻娙莸臎Q定因素可得，電容器的電容由電容器本身結構決定，與電容器所帶電荷量、電容器電壓無關分析，200V指的是電容器的耐壓值，則電容器所加電壓與不能超過200V，故C正確，ABD錯誤；故選：C?！军c評】本題主要考查了電容器電容的決定因素，解題關鍵在于電容器的電容是與其是否帶電荷量和兩端電壓無關，而耐壓值指的是電容器兩端電壓不能超過耐壓值。19．（2020秋?黃埔區(qū)校級期中）下列說法正確的是（）A．法拉第得出了兩個點電荷之間的作用力與電荷量成正比，與距離的平方成反比 B．電容的單位是法拉，用F表示，它是一個基本單位 C．富蘭克林提出了用電場線來形象描述電場 D．元電荷e的數(shù)值最早是由美國科學家密立根用實驗測得的【分析】法拉第的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，電容的單位是法拉，是復合單位；富蘭克林的主要貢獻是提出了電荷守恒定律。【解答】解：A．庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷之間作用力的規(guī)律，故A錯誤；B．電容的單位為法拉，這是為了紀念法拉第這位偉大的物理學家，但是法拉不是基本單位，故B錯誤；C．19世紀30年代，法拉第提出了電場的觀點，并提出了用電場線來形象描述電場；故C錯誤；D．元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根測出的，故D正確。故選：D?！军c評】明確每個物理學家的主要事跡和貢獻，掌握物理量的單位是物理學習的基礎。20．（2020秋?番禺區(qū)校級月考）電源、開關、平行板電容器連成如圖電路。閉合開關S，電源對電容器充電后，電容器帶電量為Q，板間電壓力為U，板間電場強度大小為E，則下列說法正確的是（）A．若閉合開關，將A板下移少許，Q增大；U不變；E不變 B．若閉合開關，將A板下移少許，Q不變；U減?。籈減小 C．若閉合開關，將A板下移少許，Q增大；U不變；E增大 D．若閉合開關，將A板下移少許，Q不變；U減??；E不變【分析】閉合開關，電容器一直與電源相連，則電壓不變，再由電容器的決定式及定義式可分析各物理量的變化規(guī)律?！窘獯稹拷猓洪]合開關S，則極板間電壓U不變，若將A板下移少許，即減小極板間距，由C＝可知，電容器的電容增大；由Q＝UC可知，Q增大，由E＝可知，E變大，故ABD錯誤，C正確。故選：C?！军c評】對于電容器的動態(tài)分析問題，要注意明確兩種情況，若充電后斷開電源，則電量不變；若充電后與電源相連，則電壓不變，然后根據(jù)電容的決定式C＝和電容的定義式C＝結合進行分析即可。二．多選題（共10小題）21．（2021?和平區(qū)校級一模）目前智能手機普遍采用了電容觸摸屏，電容觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的，它是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂一層ITO（納米銦錫金屬氧化物），夾層ITO涂層作為工作面，四個角引出四個電極，當用戶手指觸摸電容觸摸屏時，手指和工作面形成一個電容器，因為工作面上接有高頻信號，電流通過這個電容器分別從屏的四個角上的電極中流出，且理論上流經(jīng)四個電極的電流與手指到四個角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精密計算來確定手指位置。對于電容觸摸屏，下列說法正確的是（）A．電容觸摸屏只需要觸摸，不需要壓力即能產(chǎn)生位置信號 B．使用絕緣筆在電容觸摸屏上也能進行觸控操作 C．手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容變小 D．手指與屏的接觸面積變大時，電容變大【分析】根據(jù)題干信息可以判斷電容觸摸屏只需接觸就可產(chǎn)生位置信號；絕緣筆不能和工作面構成一個電容器，根據(jù)可以判斷距離和面積發(fā)生變化時，電容的變化情況?！窘獯稹拷猓篈、由題干可以看出當用戶手指觸摸電容觸摸屏時，手指和工作面形成一個電容器，因為工作面上接有高頻信號，電流通過這個電容器分別從屏的四個角上的電極中流出，且理論上流經(jīng)四個電極的電流與手指到四個角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精密計算來確定手指位置，故A正確。B、絕緣筆不能導電，不能和工作面形成一個電容器，所以不能工作，故B錯誤。CD、根據(jù)可知，手指壓力變大時，手指與屏的夾層工作面距離變小，電容變大，手指與屏的接觸面積變大時，電容變大，故C錯誤，D正確。故選：AD?！军c評】對本題一個是讀懂題目，一個是要知道電容器的構造，再一個就是要對電容器的決定式有正確的理解才能正確的解答。22．（2021?江蘇模擬）電容式加速度傳感器的原理如圖所示，質量塊左、右側連接電介質、輕質彈簧，彈簧與電容器固定在外框上，質量塊可帶動電介質移動，改變電容．則（）A．電介質插入極板間越深，電容器電容越小 B．當傳感器以恒定加速度運動時，電路中有恒定電流 C．若傳感器原來向右勻速運動，突然減速時彈簧會壓縮 D．當傳感器由靜止突然向右加速時，電路中有順時針方向的電流【分析】A、根據(jù)電容器的電容公式C＝?，從而電容的大小變化；B、由牛頓第二定律，確定彈力是否變化，再確定電容器是否處于充放電狀態(tài)；C、由慣性可知，彈簧處于什么狀態(tài)；D、先確定電介質向什么方向運動，再來確定電容器處于充電，還是放電，從而確定電路中的電流方向．【解答】解：A、根據(jù)電容器的電容公式C＝?，當電介質插入極板間越深，即電介質增大，則電容器電容越大，故A錯誤；B、當傳感器以恒定加速度運動時，根據(jù)牛頓第二定律可知，彈力大小不變，則電容器的電容不變，因兩極的電壓不變，則電容器的電量不變，因此電路中沒有電流，故B錯誤；C、若傳感器原來向右勻速運動，突然減速時，因慣性，則繼續(xù)向右運動，從而壓縮彈簧，故C正確；D、當傳感器由靜止突然向右加速瞬間，質量塊要向左運動，導致插入極板間電介質加深，因此電容會增大，由于電壓不變，根據(jù)Q＝CU，可知，極板間的電量增大，電容器處于充電狀態(tài)，因此電路中有順時針方向電流，故D正確；故選：CD?！军c評】考查影響電容器電容大小的因素，掌握Q＝CU公式，理解牛頓第二定律的應用，注意電容器是充電還放電，是確定電流的依據(jù)．23．（2020秋?文峰區(qū)校級期末）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閉合．電容器兩板間有一質量為m，帶電量為q的微粒靜止不動，下列各敘述中正確的是（）A．微粒帶的是正電 B．電源電動勢的大小等于 C．斷開電鍵K，微粒將向下做加速運動 D．保持電鍵K閉合，把電容器兩極板距離增大，微粒將向下做加速運動【分析】帶電荷量為q的微粒靜止不動，所受的電場力與重力平衡，由平衡條件分析微粒的電性．由公式E＝和平衡條件結合，可求解電源電動勢．斷開電鍵s，根據(jù)微粒的電場力有無變化，分析微粒的運動情況．【解答】解：A、由題，帶電荷量為q的微粒靜止不動，所受的電場力與重力平衡，則微粒受到向上的電場力，而平行板電容器板間的場強方向豎直向下，則微粒帶負電。故A錯誤。B、由平衡條件得：mg＝q得，電源的電動勢為E＝U＝．故B正確。C、斷開電鍵s，電容器所帶電量不變，場強不變，微粒所受的電場力不變，則微粒仍靜止不動。故C錯誤。D、保持電鍵s閉合，把電容器兩極板距離增大，由公式E＝知板間場強減小，微粒所受電場力減小，則微粒將向下做加速運動。故D正確。故選：BD?！军c評】本題整合了微粒的力平衡、電容器動態(tài)分析，由平衡條件判斷微粒的電性，由E＝分析板間場強如何變化，判斷微粒是否運動．24．（2020?銅仁市三模）研究平行板電容器電容的裝置如圖所示。設電容器所帶電荷量為Q（幾乎保持不變），極板間電場強度為E，靜電計指針偏角為θ，在極板間電勢為φ的P點固定一負電荷，其電勢能為Ep。現(xiàn)僅將左極板向左平移，則（）A．θ變大，E不變 B．θ變小，E變小 C．φ升高，Ep變小 D．φ降低，Ep變大【分析】電容器充電后斷開電源，極板上的電量不變；根據(jù)電容器決定式分析電容的變化，再根據(jù)電容器的定義式分析電壓的變化，從而分析靜電計指針夾角的變化；根據(jù)U＝Ed分析電場強度的變化；根據(jù)電勢與電勢差之間的關系可分析P點電勢；由EP＝qφP可得P的點電荷電勢能的變化情況?！窘獯稹拷猓弘娙萜魉鶐щ姾闪坎蛔儯瑢⒆髽O板向左平移，即板間距離增大，由公式可知，電容變小，由公式可知，板間電勢差增大，說明靜電計指針偏角θ變大；由公式、和得，則板間場強不變，由于左極板接地即電勢為0，P點與左板間的電勢差為Up0＝Edp0＝φp，由于P點與左板間距離增大，則P點電勢升高，負電荷在P點的電勢能減小，故AC正確，BD錯誤。故選：AC?！军c評】本題考查電容器的動態(tài)分析問題，解題的關鍵在于正確掌握電容的決定式和定義式；同時注意要掌握相關結論的應用，如本題中可以直接應用結論：當充電后斷開電源時，如果只改變兩板間距離，則兩板間的電場強度不變。25．（2020秋?海珠區(qū)校級月考）如圖所示，平行板電容器與直流電源連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點且處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將上極板豎直向下移動一小段距離，則（）A．帶電油滴將沿豎直方向向上運動 B．P點的電勢將降低 C．電容器的電容增大，極板電荷量增加 D．兩板間場強保持不變【分析】將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E＝分析板間場強的變化，判斷電場力變化，確定油滴運動情況．由U＝Ed分析P點與下極板間電勢差如何變化；根據(jù)電容的決定式確定電容的變化，再根據(jù)Q＝UC分析電量的變化。【解答】解：AD、油滴在重力和電場力作用下保持靜止，故電場力與重力等大反向，將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E＝得知板間場強增大，油滴所受的電場力變大，合外力向上，則油滴將向上運動，故A正確，D錯誤；B、場強E增大，而P點與下極板間的距離不變，則由公式U＝Ed分析可知，P點與下極板間電勢差將減增大，而P點的電勢高于下極板的電勢，則知P點的電勢將升高，故B錯誤；C、根據(jù)C＝可知，板間距d減小，則電容增大，由Q＝UC可知，極板電荷量將增加，故C正確。故選：AC。【點評】本題關鍵在于明確電壓U不變，d減小運用E＝分析板間場強的變化，判斷油滴如何運動，同時明確電容的決定式和定義式的準確應用。26．（2020秋?太原期中）關于以下四幅圖中各元器件的功能的說法中，正確的是（）A．甲圖所示的可變電容器，動片旋出時可以使其與定片正對面積變小，電容會變小 B．乙圖所示裝置的“萊頓瓶”，可以用來檢驗物體是否帶有電荷 C．丙圖中電容器與電源相連，此時電容器正處于放電過程 D．丁圖所示的電容器，它表面所標1000μF表示電容器電容的大小【分析】甲圖中的可變電容器是靠改變正對面積來改變電容大小的；乙圖是萊頓瓶，是用來儲存電荷的；丙圖中的電容器是正處于充電過程；丁圖電容器上面所標的表示電容的大小以及額定電壓的多少?！窘獯稹拷猓篈、甲圖所示的就是可變電容器，是通過改變正對面積改變電容大小的，電容器的正對面積減小，電容變小，故A正確；B、乙圖所示的“萊頓瓶”，可以用來儲存電荷，故B錯誤；C、丙圖中電容器與電源相連，此時電容器處于充電過程，故C錯誤；D、丁圖所示的電容器，上面所標的電容表示電容的大小，電壓表示額定電壓。所以表面所標的1000μF表示電容器電容的大小為1000μF，電壓80V表示額定電壓，故D正確。故選：AD?！军c評】正確認識各個用電器，掌握它們的特點，算是理論與實踐的結合。27．（2020秋?普寧市期中）下列說法正確的是（）A．若電荷在電場中某點受到的電場力大，則該點的電場強度就大 B．負電荷受到的電場力的方向跟電場強度的方向相同 C．當導體處于靜電平衡狀態(tài)時，其內部的場強處處為零 D．由公式C＝可知電容器裝的電荷越多，電容器的電容就越大【分析】根據(jù)電場強度的定義可以判斷場強的大??；負電荷受到電場力的方向與電場強度的方向相反；根據(jù)處于靜電平衡狀態(tài)下導體的特點可以判斷內部場強處處為零；電容器電容的大小由電容器自身結構決定的，與電容器所帶電荷量無關。【解答】解：A、根據(jù)可知，電荷在電場中某點受到的電場力越大，說明該點的場強就越大，故A正確；B、負電荷受到的電場力方向跟電場強度的方向相反，故B錯誤；C、處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內部場強處處為零，故C正確；D、電容器電容的大小是由電容器本身構造決定的，與電容器所帶電荷量多少無關，故D錯誤。故選：AC?！军c評】放在電場中某點的電荷受到的電場力F與該電荷所帶電荷量的比值叫做該點的電場強度，電荷在電場中某點受到的電場力越大，說明該點的場強就越大。28．（2020秋?太原期中）下列說法正確的是（）A．由E＝可知，電場強度E與F、q無關，由電場本身決定 B．由C＝可知，電容C與Q成正比、與U成反比 C．由R＝ρ可知，導體的電阻R與其長度L成正比，與S成反比 D．由E＝可知，電動勢E在數(shù)值上等于在電源內部移動1C的正電荷從電源負極到正極靜電力所做的功【分析】電場強度大小是由電場本身性質所決定的；電容的大小是由電容器自身結構所決定的；根據(jù)電阻定律可以判斷決定導體電阻大小的因素；電動勢在數(shù)值上等于在電源內部移動1C正電荷從電源負極移到正極時非經(jīng)典了所做的功，【解答】解：A、電場強度的大小是由電場本身性質所決定的，與檢驗電荷所帶電荷量及所受電場力都無關，故A正確；B、電容器的電容大小是由電容器自身構造所決定的，與電容器所帶電荷量多少以及兩板間的電壓均無關，故B錯誤；C、根據(jù)電阻定律可知，導體電阻的大小與導體的長度L成正比，與導體的橫截面積S成反比，故C正確；D、電源電動勢在數(shù)值上等于在電源內部移動1C的正電荷從電源負極移到正極時非靜電力所做的功，故D錯誤。故選：AC。【點評】在物理中有很多物理量都是用比值法來定義的，所以有很多物理量既有定義式也有決定式，物理量的具體大小一般與定義式中的物理量無關，其大小是由決定式里面的物理量所決定的。29．（2020秋?浙江月考）關于下列四幅圖片的物理知識說法正確的是（）A．圖（甲）中，賽車安裝強勁的發(fā)動機，是為了獲得很大的慣性 B．圖（乙）中，電解電容器外殼上標有的“10V”，是指擊穿電壓，不是額定電壓 C．圖（丙）中，用帶正電荷的物體C靠近導體A，導體A帶負電，導體B帶正電 D．圖（?。┦谴帕黧w發(fā)電機的原理示意圖，上極板A將聚集負電荷【分析】物體的慣性只和質量有關；電容器上的10V指的是額定電壓，不是擊穿電壓；根據(jù)靜電感應可以判斷金屬導體的感應的電荷的情況，從而可以判斷導體帶電的情況；依據(jù)左手定則可判定洛倫茲力方向，從而即可求解。【解答】解：A、物體的慣性只和質量有關系，與力無關，故A錯誤；B、電解電容器外殼上標有的“10V”，指的額定電壓，故B錯誤；C、用帶正電荷的物體C靠近導體A，靜電感應，導體A帶負電，導體B帶正電，故C正確；D、根據(jù)左手定則可判斷正離子受到向下的洛倫茲力，聚集在B極板，負離子聚集在A極板，故D正確；故選：CD?！军c評】考查擊穿電壓與額定電壓的區(qū)別，掌握靜電感應現(xiàn)象中，電荷重新分布，但總量不變，理解左手定則的應用，注意與右手定則的區(qū)別。30．（2020春?汕尾期末）下列說法中正確的是（）A．由C＝可知，若電容器兩極板所帶電量為0，則此電容器的電容為0 B．由B＝可知，若一小段通電導體在某處所受磁場力大小為0，說明此處磁感應強度大小一定為0 C．由E＝可知，若檢驗電荷在某處受電場力大小為0，說明此處場強大小一定為0 D．由E＝n可知，若通過回路的磁通量大小為0，感應電動勢的大小可能不為0【分析】電容是表示電容器本身容納電荷本領大小的物理量，由電容器自身構造所決定；通電導體在磁場中所受的安培力大小與其放置方式有關；電荷在電場中所受電場力為零，說明該點的場強為零；感應電動勢大小與磁通量的變化率成正比?！窘獯稹拷猓篈、電容是電容器本身的性質，與所帶電荷量無關，故A錯誤；B、當電流與磁場垂直放置時，磁場力為0，才有磁感應強度為0，故B錯誤；C、檢驗電荷在電場中某處所受電場力為0時，電場強度一定為0，故C正確；D、磁通量為0時，磁通量的變化率可以不為零，則感應電動勢可以不為0，故D正確。故選：CD。【點評】感應電動勢大小與磁通量的變化率成正比，與磁通量的大小無關。三．填空題（共10小題）31．（2021?廈門一模）隨著科技的發(fā)展，電容器已經(jīng)廣泛應用于各種電器中．有一平行板電容器，它的極板上帶有6×10﹣4C的電荷量，現(xiàn)只改變電容器所帶的電荷量，使其兩板間的電壓變?yōu)?.5V，此時極板上所帶的電荷量比原來減少了4.5×10﹣4C，則此電容器的電容為300μF，電容器原來兩板間的電壓為2V。【分析】先求出電容器極板上的帶電量，然后由電容的定義式即可求出電容；由電容的公式即可求出開始時兩板間的電壓。【解答】解：電容器極板上的電荷量減少后，剩余的電荷量：Q＝Q1﹣△Q＝6×10﹣4C﹣4.5×10﹣4C＝1.5×10﹣4C電容器的電容：C＝F＝3×10﹣4F＝300μF電容器原來兩板間的電壓：V＝2V故答案為：300，2【點評】對于電容器的電容，表征電容器容納電荷的本領大小，與其電量、電壓無關。求電容也可用C＝計算。32．（2020秋?合肥期末）某電容器上標有“220V300μF”，300μF＝3×10﹣4F＝3×108pF。若將其直接接入有效值為220V的交流電源兩端，可以正常工作（填“可以”或“不可以”）?！痉治觥扛鶕?jù)電容的單位之間的換算值進行分析解答，明確電容各單位間的關系是：1F＝106μF＝1012pF；電容器上標的220為其正常工作時的額定電壓?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電容各單位間的關系可知，300μF＝3×10﹣4F＝3×108PF，電容器上標有“220V”，其為電容器的額定工作電壓，對應交流電的有效值，額定電壓低于擊穿電壓，將其直接接入有效值為220V的交流電源兩端時電容器可以正常工作。故答案為：3×10﹣4；3×108；可以【點評】本題考查了電容器電容單位的換算關系，知道用電器上的數(shù)值為正常工作時的額定值。33．（2020秋?天津期末）如圖所示，心臟除顫器是一種治療心臟房顫的應急設備，主要原理是利用充電的電容器對人體放電，假設除顫器上的電容器電容為20μF，一次的放電量為8×10﹣2C，如果一次放電后電容器上的電荷量為零，則電容器放電之前兩極間的電壓為4000V?！痉治觥扛鶕?jù)C＝求放電前該電容器兩極間的電壓?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電容的定義式C＝，得電容器放電之前兩極間的電壓U＝＝V＝4000V；故答案為：4000【點評】本題考查了電容器與電容，電容是反映了電容器儲存電荷能力的物理量，根據(jù)C＝求電容器兩極間的電壓。34．（2020秋?徽縣校級期末）如圖所示，A和B兩平行金屬板相距10mm，M點距A板及N點距B板均為2mm，則板間場強為400N/C．A板電勢為﹣4V，N點電勢為﹣0.8V．【分析】根據(jù)公式E＝，由電容器板間電壓和距離求出板間場強．由U＝Ed求出N點與下板的電勢差，確定N點的電勢．【解答】解；板間場強為：E＝＝N/C＝400N/C．板間電場方向向上，A點的電勢低于B板的電勢，B板電勢為零，則A板電勢為﹣4V．B與N間電勢差UBN＝EdBN＝400×2×10﹣3V＝0.8V，則N點電勢為﹣0.8V．故答案為：400，﹣4，﹣0.8【點評】求電勢時，一般先求出該點與零電勢點間的電勢差，根據(jù)電勢的高低再求該點的電勢．35．（2020秋?和平區(qū)校級期中）如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個極板，B板接地，A板帶有電荷量+Q，板間電場中有一固定點P，若將B板固定，A板下移一些，則P點的電場強度不變（選填“變大”“變小”或者“不變”），P點電勢不變（選填“升高”“降低”或者“不變”）。【分析】電容器兩板所帶電量不變，改變板間距離時，根據(jù)推論可知場強不變；由U＝Ed分析P點與下板間的電勢差如何變化，結合電勢的高低關系，判斷P點電勢的變化?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電容的決定式C＝、電容的定義式C＝和E＝聯(lián)立解得：板間場強為E＝，因電容器兩板所帶電量不變，正對面積不變，A板下移時，d減小，根據(jù)E＝可知，P點的電場強度E不變；因P點與下板的距離不變，根據(jù)公式U＝Ed，P點與下板間的電勢差不變，則P點的電勢不變。故答案為：不變；不變?！军c評】本題是電容器的動態(tài)變化分析問題，電量不變只改變板間距離時，板間的場強E＝要在理解并會推導的基礎上記住，這是一個很重要的結論。36．（2020秋?朝陽區(qū)校級月考）電容器的電容反映了電容器容納電荷的本領，電容的單位是法拉，100F＝108μF＝1014pF?！痉治觥吭趪H單位制中，電容的單位是法拉，符號為F；常用單位還有微法和皮法，它們的關系為：1F＝106μF＝1012PF?！窘獯稹拷猓弘娙莸膯挝粸榉ɡ?，符號為F；但由于F單位太大；故我們引入了微法和皮法；其關系為：1F＝106μF＝1012PF，故100F＝108μF＝1014pF。故答案為：108；1014?！军c評】解決本題的關鍵知道電容的單位，以及知道F、μF、pF之間的關系。37．（2020春?朝陽區(qū)校級期末）電容的單位是F，10F＝105μF＝1011pF。【分析】μF、pF、F都是電容的單位，換算關系為：1μF＝10﹣6F，1pF＝10﹣12F?！窘獯稹拷猓河呻娙輪挝坏膿Q算關系1μF＝10﹣6F，1pF＝10﹣12F可知：故10F＝105μF＝1011pF故答案為：105；1011?！军c評】本題要知道電容器的三個單位，掌握它們之間的換算關系即可。38．（2020春?巴楚縣校級期末）電容器所帶的電荷量與電容器兩極板的電勢差的比值叫做電容器的電容，表達式為C＝?！痉治觥侩娙萜鞯碾娙萦呻娙萜鞅旧頉Q定，與電壓及兩板間的電荷量無關；與兩板間的距離、正對面積以及中間介質有關?！窘獯稹拷猓弘娙萜鞯碾娙菰跀?shù)值上等于電容器的電荷量跟它兩極間電勢差的比值。表達式為C＝。故答案為：電荷量、電勢差、C＝?！军c評】此題考查電容的定義，知道電容器的電容是描述電容器容納電荷本領的物理量，電容的定義式為比值定義式：C＝。39．（2020春?巴楚縣校級期末）電容器的電容跟所帶的電荷量成正比，跟兩極間的電勢差成反比?！粒ㄅ袛鄬﹀e）【分析】電容是表征電容器容納電荷本領的物理量，電容越大，則說明容納電荷本領越強；電容的大小與電容器兩端的電壓及電容器所帶的電量無關?！窘獯稹拷猓弘娙萜鞯亩x為C＝，它是一個比值定義法定義的物理量，電容器的電容與電容器所帶電荷量Q、兩極間的電勢差U都無關，與電容器的形狀、大小、絕緣物質有關。故答案為：×【點評】本題考查電容的意義及性質，要注意明確電容的定義采用的是比值定義法，其大小與電量和電壓無關。40．（2019秋?巴楚縣校級期末）電容器的作用：電容器就是儲存電荷的容器?！痉治觥績蓚€相互靠近又彼此絕緣的導體就構成了電容器；由于電荷間的相互吸引，而可以容納電荷量?！窘獯稹拷猓弘娙萜魇悄軌騼Υ骐姾傻难b置。故答案為：儲存電荷【點評】電容器是利用正負電荷的相互吸引而容納電荷的，要明確電容器的定義及工作原理。四．實驗題（共10小題）41．（2021春?秦淮區(qū)校級期中）電流傳感器可以捕捉到瞬間的電流變化，它與計算機相連，可以顯示出電流隨時間變化的I﹣t圖像。如圖甲連接電路。直流電源電動勢9V，內阻可忽略，電容器選用電容較大的電解電容器。先使開關S與1端相連，電源向電容器充電。然后把開關S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計算機。屏幕上顯示出電流隨時間變化的I﹣t圖像如圖乙所示。（1）將開關S接通1，電容器的左（填“左”或“右”）極板帶正電，再將S接通2，通過R的電流方向向右（填“左”或“右”）。（2）如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，充電時I﹣t曲線與橫軸所圍成的面積將不變（填“增大”“不變”或“變小”），充電時間將變短（填“變長”“不變”或“變短”）?！痉治觥浚?）根據(jù)電源的極性結合電容器充、放電情況進行分析；（2）電容器儲存的電荷量與電阻R無關，由Q＝CU決定，根據(jù)電流強度的定義式進行分析?！窘獯稹拷猓海?）將開關S接通1，電容器的左極板與電源的正極相連，所以電容器的左極板帶正電；再將S接通2，電容器通過電阻R放電，所以通過R的電流方向向右；（2）由電容器的計算公式，可得電荷量Q＝CU，電容器儲存的電荷量Q與電阻R無關，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，充電時I﹣t曲線與橫軸所圍成的面積將不變；如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，由于電阻對電流的阻礙作用減小，充電電流增大，所以充電時間將變短。故答案為：（1）左；右；（2）不變；變短?！军c評】解決本題的關鍵掌握電容的定義式，以及知道I﹣t圖線與時間軸圍成的面積表示通過的電荷量。42．（2020秋?袁州區(qū)校級月考）如圖所示是某實驗小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結構之間的關系裝置圖。充電后與電源斷開的平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，A板通過絕緣柄固定在鐵架臺上，人手通過絕緣柄控制B板的移動。請回答下列問題：（1）本實驗采用的科學方法是C。A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．建立物理模型法（2）在該實驗中，靜電計的作用是。A．測定該電容器的電荷量B．測定該電容器兩極的電勢差C．測定該電容器的電容D．測定A、B兩板之間的電場強度（3）在實驗中觀察到的現(xiàn)象是A。A．甲圖中的手水平向左移動時，靜電計指針的張角變大B．甲圖中的手水平向左移動時，靜電計指針的張角不變C．乙圖中的手豎直向上移動時，靜電計指針的張角變小D．丙圖中的手不動，而向兩板間插入陶瓷片時，靜電計指針的張角變大【分析】根據(jù)探究電容大小決定因素的實驗原理，由電容器的決定式可明確對應的電容變化；明確電電容器帶電量不變，根據(jù)電容的變化，判斷電勢差的變化，即靜電計指針偏轉角度的變化．【解答】解：（1）影響電容大小的因素是板距、正對面積等，探究電容跟這些因素的具體關系，要采用控制變量法。（2）靜電計的作用是測電容器兩端的電勢差U，故選B。（3）AB、甲圖中的手水平向左移動時，由電容大小C＝公式知，電容增小，據(jù)U＝，靜電計指針的張角大，故A正確、B錯誤；C、乙圖中的手豎直向上移動時，正對面積減小，則電容變小，所以靜電計指針的張角變大，故C錯誤；D、丙圖中的手不動，而向兩板間插入陶瓷片時，由電容大小公式知電容變大，靜電計指針的張角變小，故D錯誤。故選：A故答案為：（1）C；（2）B；（3）A【點評】處理電容器動態(tài)分析時關鍵抓住不變量．若電容器與電源斷開，電量保持不變；若電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差保持不變．再由C＝和C＝結合進行分析。43．（2020秋?田家庵區(qū)校級期中）研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示：（1）實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電。（2）實驗中保持極板電荷量Q不變、靜電計張角變小，說明平行板電容器電容增加（填“變大”或“變小”）。（3）下列能使靜電計指針張角變小的實驗操作是AC。A．只將b板靠近a板B．只將電容器b板向上平移C．只在極板間插入有機玻璃板D．只增加極板帶電量【分析】（1）明確電容器原理，知道只需要使一個極板帶電，由于靜電感應即可使別一極板帶上等量異種電荷；（2）靜電計張角變小說明電壓減小，根據(jù)電容的定義式即可明確電容的變化；（3）根據(jù)電容器的決定式和定義式進行分析，從而明確使電壓減小的方法?！窘獯稹拷猓海?）當用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，由于靜電感應，從而在b板感應出等量的異種電荷，從而使電容器帶電；（2）指針張角減小，說明兩極板間的電勢差U減小，由Q＝CU可知，保持Q不變，C必然在增加；（3）AC、根據(jù)電容器的決定式：，將電容器b板靠近a板、插入玻璃板能使C變大，根據(jù)可知，電量Q不變，則電壓U咸小，靜電計指針的張角變小，故A、C正確；B、只將b板向上平移，能使C減小，電荷量Q不變，指針張角增大，故B錯誤；D、只增加極板帶電量，極板間電勢差增加，指針張角增大，故D錯誤。故選：AC。故答案為：（1）a；（2）增加；（3）AC?！军c評】解決本題的關鍵掌握電容器的動態(tài)分析，電容器與電源斷開，電量保持不變，電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差不變，同時理解電容器帶電量的含義。44．（2020春?漢陽區(qū)校級月考）如圖甲所示為研究平行板電容器的放電電流隨時間變化關系的電路，將單刀雙擲開關自接線柱1移至2后，計算機顯示的電流I隨時間t變化的圖象如圖乙所示。已知該電容器的電容為7×10﹣4F，則放電前電容器兩極板間的電勢差約為3.0，放電過程中通過電阻R的電流方向向左。（填向左或向右）【分析】通過橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)，求出一個格子對應的電量，再結合圖象所包含的面積，算出多少個格子，從而求得電量；再根據(jù)電容器的電容C＝可知，結合電容與電量，即可求解電勢差。電容器上級板帶正電，放電過程中通過電阻R的電流方向向左。【解答】解：根據(jù)圖象的含義，因Q＝It，所以圖線與坐標所圍成的面積表示電容器的放電量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個格子的電量為0.1×10﹣3C，由大于半格算一個，小于半格舍去，因此圖象所包含的格子個數(shù)為21，所以釋放的電荷量是q＝0.1×10﹣3C×21C＝2.1×10﹣3C；根據(jù)電容公式C＝，則極板間的電勢差U＝＝V＝3V，電容器上級板帶正電，放電過程中通過電阻R的電流方向向左。故答案為：3.0V，向左?！军c評】本題考查電容的性質以及圖象的含義，知道如何通過圖象求電量，掌握電容器的電容公式，理解其比值定義法。45．（2019秋?城廂區(qū)校級月考）電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應用。對給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖象都相同。請在圖中畫出上述u﹣q圖象。類比直線運動中由v﹣t圖象求位移的方法，求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電場能Ep＝?！痉治觥棵鞔_圖象的性質以及電容的定義，知道電容器充電所獲得的電荷量等于i﹣t圖線和橫、縱軸所圍的面積，從而求出所儲存的電場能Ep?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電容的定義Q＝UC可知，U＝，故電壓U與電量為正比例關系，故圖象如圖所示；根據(jù)圖象的性質可知并類比v﹣t圖象中面積表示位移可知，圖象與q軸所圍成的面積表示電能，故有：EP＝＝故答案為：【點評】本題考查對電容器電容的定義式的掌握，同時考查了相關的數(shù)學規(guī)律應用，所有圖象均可類比于v﹣t圖象進行分析面積所對應的結論。46．（2019秋?保定月考）某實驗小組利用控制變量法研究所影響平行板電容器電容大小因素，保持Q和d不變，若使兩極板的正對面積S變小，則靜電計指針偏轉的角度變大（填“變大”“變小”或“不變”）然后保持Q和S不變，改變兩極板間距d；再保持Q、S、d不變，插入電介質等，通過靜電計指針偏轉角度的變化，從而判斷電容的變化?！痉治觥肯雀鶕?jù)電容的決定式，利用正對面積的變化判斷C的變化；再利用C的定義式判斷兩板間電勢差的變化，進而判斷靜電計指針的偏轉角度的變化?！窘獯稹拷猓罕３諵和d不變，若使兩極板的正對面積S變小，根據(jù)C＝，可知C變小；再利用C＝，可以判斷U變大；靜電計指針偏轉的角度反映兩板間電勢差的大小，故U變大，靜電計指針偏轉的角度變大。答：變大?！军c評】本題考查平行板電容器問題，要注意在電容器動態(tài)分析時電容的決定式和定義式的應用。47．（2019春?西夏區(qū)校級月考）一個電容器，當它的兩個極板間的電壓超過10V時，其間的電介質就可能被破壞而不再絕緣，這個現(xiàn)象叫做電介質的擊穿，這個電壓叫做這個電容器的耐壓值。（能或不能）不能把這個電容器接在交流電壓是10V的電路兩端?！痉治觥棵鞔_交流電的電壓值如果不加說明為有效值，根據(jù)有效值可求得最大值；再比較最大值和耐壓值即可明確能否正常工作。【解答】解：交流電壓為10V，是指其有效值為10V；則其最大值為V，超過了電容器的耐壓值，故該電容器不能使用；故答案為：不能。【點評】本題考查電容器的耐壓值以及交流電的有效值，要注意明確交流電的最大值為有效值的倍。48．（2019秋?會寧縣校級期中）如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側極板和靜電計外殼接地，電容器右側極板與靜電計金屬球相連。（1）本實驗過程使用的實驗方法是A．等效替代法B．控制變量法C．轉換法D．比較法（2）實驗過程中進行如下操作：使電容器帶電后與電源斷開。如果要研究電容C和兩板間間距d的關系，應保持不變，改變A。（將正確選項填在空格處）A．兩板間間距dB．兩板板間正對面積S和電介質（3）電容器充電后與電源斷開，下列實驗現(xiàn)象中正確的是A．若只將A板水平向左移動，可觀察到靜電計指針偏角變小B．若只將A板豎直向上移動，可觀察到靜電計指針偏角變大C．若將一塊有機玻璃插到兩板之間，可觀察到靜電計指針偏角變大【分析】（1）根據(jù)實驗的要求與原理分析實驗的方法；（2）根據(jù)實驗的原理分析即可；（3）電容器與外電路斷開，電量保持不變，靜電計測量的是電容器兩端間的電勢差。【解答】解：（1）電容器的電容與極板的正對面積、極板之間的距離以及極板之間的電介質都有關，所以在實驗的過程中要使用控制變量法。故B正確，ACD錯誤故選：B（2）使電容器帶電后與電源斷開則極板上的帶電量不變，如果要研究電容C和兩板間間距d的關系，應保持兩板板間正對面積S和電介質不變（B），改變極板之間的距離（A）。（3）靜電計測量電容器兩端的電勢差，通過電勢差的變化說明電容的變化；A、該電容與外電路斷開，電量不變，則極板之間的電場強度不變，若只將A板水平向左移動，由U＝Ed，則極板之間的電勢差增大，所以可觀察到靜電計指針偏角增大。故A錯誤；B、該電容與外電路斷開，電量不變，將A板豎直向上移動，極板之間的正對面積減小，電荷集中到正對面積的一部分上，導致極板之間的電場強度增大，由U＝Ed可知極板之間的電勢差將增大，所以可觀察到靜電計指針偏角變大。故B正確；C．若將一塊有機玻璃插到兩板之間，根據(jù)C＝可知電容器的電容將增大，由：C＝可知，極板之間的電勢差將減小，所以可觀察到靜電計指針偏角變小。故C錯誤。故選：B故答案為：（1）B；（2）B，A；（3）B【點評】解決本題的關鍵知道靜電計是測量電勢差大小的儀器，知道它與電壓表的區(qū)別。49．（2019秋?七星區(qū)校級期中）如圖是某實驗小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結構之間的關系裝置圖．充電后與電源斷開的平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，A板通過絕緣柄固定在鐵架臺上，人手通過絕緣柄控制B板的移動．請回答下列問題：（1）本實驗采用的科學方法是CA．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．建立物理模型法（2）在該實驗中，靜電計的作用是A．測定該電容器的電荷量B．測定該電容器兩極的電勢差C．測定該電容器的電容D．測定A、B兩板之間的電場強度（3）在實驗中觀察到的現(xiàn)象是AA．甲圖中的手水平向左移動時，靜電計指針的張角變大B．乙圖中的手豎直向上移動時，靜電計指針的張角變小C．丙圖中的手不動，而向兩板間插入陶瓷片時，靜電計指針的張角變大D．丙圖中的手不動，而向兩板間插入金屬板時，靜電計指針的張角不變．【分析】明確實驗原理，根據(jù)電容器的決定式可明確對應的電容變化；明確電電容器帶電量不變，根據(jù)電容的變化，判斷電勢差的變化，即靜電計指針偏轉角度的變化．【解答】解：（1）本實驗中要控制一些量不變，然后再得出C的決定因素；故采用的是控制變量法；故選：C；（2）靜電計的作用是測定電容器兩極之間的電勢差；故選：B；（3）實驗中觀察到的現(xiàn)象為：A、手水平向左移動時，板間距離增大時，根據(jù)電容的決定式C＝，可知電容減小，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C＝知板間電壓增大，所以靜電計指針的偏轉變大．故A正確；B、當手豎直上移時，正對面積減?。桓鶕?jù)電容的決定式C＝，可知電容減小，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C＝知板間電壓增大，所以靜電計指針的偏轉變大．故B錯誤；C、插入電介質時，根據(jù)電容的決定式C＝，可知電容增大，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C＝知板間電壓減小，所以靜電計指針的偏轉變?。蔆錯誤；D、而向兩板間插入金屬板時，板間距離減小，據(jù)電容的決定式C＝，可知電容增大，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C＝知板間電壓減小，所以靜電計指針的偏轉變?。蔇錯誤；故答案為：（1）C；（2）B；（3）A．【點評】處理電容器動態(tài)分析時關鍵抓住不變量．若電容器與電源斷開，電量保持不變；若電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差保持不變．再由C＝和C＝結合進行分析．50．（2017秋?碑