10.4 电容器的电容——2024--2025学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步练习
一、单选题
1．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照。则红灯亮时( )
A.车轮停在感应线上后，电阻R上有恒定电流
B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电
C.车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大
D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，不会被电子眼拍照
2．如图该电学元件为( )
A.电容器 B.定值电阻 C.发光二极管 D.滑动变阻器
3．电容器是重要的电学元件。某电容器两极板间的电压为U时，所带电荷量为Q，则( )
A.该电容器的电容 B.该电容器的电容
C.电容器电压降低，其电容减小 D.电容器电荷量增多，其电容增大
4．如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电量可视为不变，则下列说法中正确的是( )
A.甲图中减小两极正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小
B.乙图中增大两板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大
C.丙图中，在两板间插入其他介质，静电计指针张角变大
D.该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压
5．图为键盘一个按键的示意图，按键下面连着由两块金属片组成的小电容器，上金属片连接按键，下金属片固定。按下按键后，两金属片的间隙变小，则电容器的电容( )
A.变大 B.变小 C.不变
6．电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，不正确的是( )
A. B. C. D.
7．如图为研究影响平行板电容器电容大小的因素的实验装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地。若充电后保持电容器带电量不变，图①减小正对面积，图②增大距离，图③插入电介质，下列说法正确的是( )
A.图中静电计测量的是电容器的带电量
B.图①静电计的指针张角变大，故平行板电容器的电容变大
C.图②静电计的指针张角变大，故平行板电容器的电容变大
D.图③静电计的指针张角变小，故平行板电容器的电容变大
8．如图所示，平行板电容器实验装置中，极板A接地，B与一个灵敏的静电计相接。若电容器的电容为C，两极板间的电压为U，两极板间的电场强度为E，则( )
A.将A极板向上移动，C变大，U变小，E变小
B.将A极板向下移动，C变小，U变大，E不变
C.将A极板向右移动，C变大，U变小，E变小
D.将A极板向左移动，C变小，U变大，E不变
9．计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器，当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相关的信号，当按下键时，电容器的( )
A.电容变大 B.极板的电量不变
C.极板间的电压变大 D.极板间的场强变小
10．如图所示，为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时，若负电荷从a向b流过灵敏电流计G，则电流计指针偏向a端；若负电荷从b向a流过灵敏电流计G，则指针偏向b端。某次纸张从平行极板间穿过时，发现电流计指针偏向b端，下列说法正确的是( )
A.两极板间纸张厚度减小 B.两极板间纸张厚度不变
C.两极板间纸张厚度增加 D.以上三种情况都有可能
11．以下关于教材插图的说法正确的是( )
A.甲图中左为验电器，右为静电计，静电计不能检验物体是否带电
B.利用乙图仪器探究带电小球间库仑力大小相关因素时需要测出小球电荷量
C.丙图中高压设备间发生了尖端放电，为避免此现象则设备表面应尽量光滑
D.丁图所示的器材为电容器，其电容为1.0F，击穿电压为5.5V
二、多选题
12．如图是一个LC振荡电路的变化图线，下述看法中正确的是( )
A.在时刻电感线圈两端电压最大 B.在时刻电容器带的电量为零
C.在时刻电路中电场能最大 D.在时刻电路中磁场能最大
13．“探究平行板电容器两极板正对面积对电容大小的影响”的实验如图所示。若保持电荷量不变，使两极板的正对面积减小，则下列说法正确的是( )
A.静电计指针的偏角增大 B.静电计指针的偏角减小
C.两极板间的电场强度不变 D.两极板间的电场强度减小
三、填空题
14．将带电荷量为C的负电荷从电场中A点移到B点，克服静电力做了J的功，再将电荷从B点移到C点，静电力做了J的功，则电荷从A点移到B点再从B点移到C点的过程中，电势能变化了_______J。
15．“探究电容器充放电”的实验装置如图乙所示。将开关S扳到a，待电容器充电结束后，向电容器中间插入一块有机玻璃板，则在插入过程中，电容器的电容_______（“增大”“减小”或“不变”），电流方向为_______；电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，电流方向为_______。（选填“c至d”或“d至c”）
16．一个电容器当带电量为Q时，板间电势差为U，当它的电量减少时，板间电势差降低，此电容器的电容为______μF。
参考答案
1．答案：B
解析：A.车轮停在感应线上后，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；BC.由题图乙可知，当车轮经过感应线时电流先增大后减小，然后再反向增大再减小，说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；D.若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍会拍照，故D错误。故选B。
2．答案：A
解析：通过图片可知，该电学元件为参数为“5.5V、1.0F”的电容器。
故选A。
3．答案：B
解析：AB.根据电容器电容的定义式可知，该电容器的电容，故A错误，B正确;CD.为电容的比值定义式，电容器的电容由电容器自身决定，与两极板之间的电压与极板所带电荷量没有本质的决定关系，即电容器电压降低、电荷量增大时，电容器的电容不变，故CD错误。故选B。
4．答案：B
解析：A.根据，甲图中减小两极正对面积，可知电容器电容减小，平行板电容器带电量不变，根据，可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，根据，可知板间场强增大，故A错误；B.乙图中增大两板间距，可知电容器电容减小，平行板电容器带电量不变，则电容器两极板间的电势差增大，静电计指针张角增大，根据，，，可得，可知增大两板间距，板间场强不变，故B正确；C.丙图中，在两板间插入其他介质，介电常数增大，可知电容器电容增大，平行板电容器带电量不变，则电容器两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，故C错误；D.实验回路中没有电流，不可以用磁电式电压表代替静电计测量电压，故D错误。故选B。
5．答案：A
解析：根据，按下按键后，两金属片的间隙d变小，则电容器的电容变大。故选A。
6．答案：A
解析：ABD.电容器的电容取决于电容器本身的构造，与电容器极板上的电荷量Q，极板间的电势差U无关，对于同一个电容器来说，其电容是不变的，不随Q、U变化，故A错误，BD正确；
C.根据电容器的公式
可得
当电容不变时，其电荷量与电压成正比，故C正确。
本题选错误的，故选A。
7．答案：D
解析：A.图中静电计测量的是电容器的两极板的电势差，故A错误；B.图①正对面积减小时，根据知电容变小，电容器的带电量Q不变，根据得电势差变大，所以静电计指针的偏转角度变大，故B错误；C.图②板间距离增大时，根据知电容变小，电容器的带电量Q不变，根据得电势差变大，所以静电计指针的偏转角度变大，故C错误；D.图③插入电介质，根据知电容变大，电容器的带电量Q不变，根据得电势差变小，所以静电计指针的偏转角度变小，故D正确。故选D。
8．答案：D
解析：A.将A极板向上移动，两板间正对面积S减小，由可知C减小；由于两极板所带电荷量不变，由可知，两极板间的电压U变大，由可知电容器两极板间的电场强度E变大。故A错误；B.将A极板向下移动，两板间正对面积S减小，由可知C减小；由于两极板所带电荷量不变，由可知，两极板间的电压U变大，由可知电容器两极板间的电场强度E变大。故B错误;C.将A极板向右移动，两板间距离d减小，由可知C增大；由于两极板所带电荷量不变，由可知，两极间的电压变小，由可知电容器两极板间的电场强度E不变。故C错误;D.将极板向左移动，两板间距离增大，由可知C减小；由于两极板所带电荷量不变，由可知，两极间的电压U变大，由可知电容器两极板间的电场强度E不变。故D正确。故选D。
9．答案：A
解析：A.当按下键时，两金属片间的间距减小，根据电容的决定式
可知电容变大，故A正确；
BC.根据题意电容与电源连接不断电，可知电容器两端电压不变，根据公式
由于电容变大，则极板的电量变大，故BC错误；
D.根据公式
d减小，U不变，可得极板间的场强变大，故D错误。
故选A。
10．答案：A
解析：纸张从平行极板间穿过时，电容两个极板间增加了介质，ε增大，电容增大。纸张厚度影响的电容介电常数ε，某次纸张从平行极板间穿过时，发现电流计指针偏向b端，则负电荷从b向a流过灵敏电流计G，电容器放电，根据，，可知，电容变小，则两极板间纸张厚度减小。故选A。
11．答案：C
解析：A.甲图中左为验电器，右为静电计，静电计也能检验物体是否带电，选项A错误；B.利用乙图仪器探究带电小球间库仑力大小相关因素时只需要知道小球带电量的关系，不需要测出小球电荷量，选项B错误；C.高压电气设备的金属元件，表面有静电，尖锐的地方更容易积累更多的电荷，金属元件表面要很光滑，这样做的目的是避免尖端放电，故C正确；D.丁图所示的器材为电容器，其电容为1.0F，额定电压为5.5V，选项D错误；故选C。
12．答案：BD
解析：A.在时刻，电路中的电流最大，说明放电结束，电感线圈两端电压最小，A错误；
B.在时刻，电路中的电流最大，说明放电结束，电容器带的电量为零，B正确；
C.在时刻，电路中的电流最大，说明放电结束，电场能最小，C错误；
D.在时刻，电路中的电流最大，说明放电结束，磁场能最大，D正确.
故选BD。
13．答案：AC
解析：AB.根据电容器的决定式
两极板的正对面积减小，则电容减小，根据
两极板间电势差增大，静电计指针的偏角增大，故A正确，B错误；
CD.两极板间的电场强度
不变，故C正确，D错误。
故选AC。
14．答案：
解析：电场力做正功，电势能减小，电场力做负功（克服电场力做功），电势能增加，故
15．答案：增大；d至c；c至d
解析：将开关S扳到a，待电容器充电结束后，向电容器中间插入一块有机玻璃板，根据
在插入过程中，相对介电常量增大，则电容器的电容增大；
根据
可知，U不变，C增大，则Q增大，即电容器充电，电流方向d至c；
电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，由于电容器上极板带正电，下极板带负电，所以电流方向为c至d。
16．答案：0.015
解析：根据
