2020-2021学年物理人教版选修2-11.5电容器同步练习含答案解析

【最新】物理人教版选修2-11.5电容器同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有关电容器的单位及换算正确的是()
A．1法3
=微法
10-
B．1法6
=皮法
10-
C．电容的国际单位是法拉
D．电容的国际单位是库伦
2．下列电学元件中，属于电容器的是()
A．B．
C．D．
3．电阻器、电容器、电感器是电子电路中常用的元件，图中“C”代表的元件是()
A．电阻器B．电容器C．电感器D．开关
4．下列电容器的说法不正确的是()
A．平行板电容器是由两个彼此绝缘的正对极板构成
B．电容器只能储存同种电荷
C．照相机闪光灯应用电容器放电发出强光
D．电容器既能充电，也能放电
5．对于图所示的电路，下列说法正确的是()
A．a、b两端接稳恒直流，灯泡将不发光
B ．a 、b 两端接交变电流，灯泡将不发光
C ．a 、b 两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡亮度相同
D ．a 、b 两端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡亮度将会减弱 6．如图所示,线圈匝数为n,横截面积为S,线圈电阻为r,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为k,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为r.由此可知,下列说法正确的是：（ ）
A ．电容器下极板带正电
B ．回路电流逐渐增大
C ．电容器所带电荷量为
nskc 2
D ．电容器所带电荷量为nskc
7．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关S ，电源即给电容器充电( )
A ．保持S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B ．保持S 接通，减小两极板的正对面积，则极板上的电荷量增大
C ．充电后断开S ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差增大
D ．充电后断开S ，减小两极板的正对面积，则两极板间的电势差增大
二、多选题
8．下列关系错误的是( ) A ．11/F J C =
B ．11/F
C V =
C ．6110µF F -=
D ．12110pF F =
9．如图所示电路，以下结论正确的是(灯泡不烧毁)( )
A ．a 、b 若接直流电源，灯泡不发光
B ．a 、b 无论接哪种电源，灯泡都可发光
C ．a 、b 若接交流电源，灯泡发光，只增加电源频率灯泡变亮
D ．a 、b 若接交流电，灯泡发光，电容器中无电荷通过
10．如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上带电荷量Q 、极板间电压U 和电容C 之间的关系图象，其中正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
11．某电容器上标有“1.5μF ，9V”，则该电容器( ). A ．所带电荷量不能超过1.5×10-6C B ．所带电荷量不能超过1.35×10-5C C ．所加的电压不应超过9V D ．该电容器的击穿电压为9V
12．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属基板.对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动.在P 、Q 间距增大过程中( )
A ．P 、Q 构成的电容器的电容减小
B ．P 上电荷量保持不变
C ．M 点的电势比N 点的低
D ．M 点的电势比N 点的高
三、解答题
13．如图，电源电动势9E V =，内阻0.5r =Ω，电阻15R =Ω，2 3.5R =Ω，36R =Ω，
43R =Ω，电容 2.0.C F μ=求：
()1当开关K 扳到 a 时，电容器两端电压为多少？ ()2当开关K 由a 扳到b 时，通过R 3的电量是多少．
14．有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少4310C -⨯，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来的带电量是多少？
15．一平行板电容器，板间距离为d ，电容为C ，接在电源电压为U 的电源上，充电完成后撤去电源，求：
（1）充电后电容器的带电量；
（2）若使板间距离增大为2d ，则电容器的电容变为多少？板间电场强度变为多大？
参考答案
1．C 【解析】 【详解】
AB ．国际单位制中，电容的单位是法拉.1法610=微法1210=皮法，故AB 错误； CD ．电容的国际单位是法拉，选项C 正确，D 错误； 故选C ． 2．A 【解析】 【详解】
A ．该图为电容，选项A 正确；
B ．该图为电阻箱，选项B 错误；
C ．该图为学生电源，选项C 错误；
D ．该图为滑动变阻器，选项D 错误； 故选A ． 3．B 【解析】
“C”表示两个正对金属板，它们构成了一个电容器，故B 正确．故选B. 4．B 【解析】
试题分析：电容器由两个彼此绝缘的正对金属极板构成，故A 正确；电容器两极板上带有异种电荷，不是只能存一种电荷，故B 错误；照相机闪光灯应用电容器放电发出强光，故C 正确；电容器与电源相连时，电容器将充电，而电容器两极板间用导线相连时，电容器放电，故D 正确； 考点：考查了电容器
【名师点睛】本题考查与电容器相关的一些知识，知道平行板电容器是由两个彼此绝缘的正对极板构成，电容器具有容纳电荷的本领． 5．C 【详解】
A ．a 、b 端接稳恒直流电，灯泡会发光，故A 错误；
B ．a 、b 端接交变电流，灯泡发光，故B 错误；
CD ．根据电流的有效值概念可知，a 、b 端由稳恒的直流电压换成有效值相同的交变电压，灯泡亮度相同，故C 正确，D 错误． 故选C ． 6．C 【解析】
闭合线圈与阻值为r 的电阻形成闭合回路，线圈相当与电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；由楞次定律可知，电流从电阻r 的左侧流入，右侧流出；故电容器上极板带正电；故A 错误； 线圈产生的感应电动势为：E=nS △B
△t =nSk ，I=E
2r =nSk 2r
，则电流恒定不变，选项
B 错误；路端电压：U=Ir=nSk 2
，则电容器所带电荷量为：Q=CU=
nSkC 2
，故C 正确，D 错误；
故选C ．
点睛：本题是电磁感应与带电粒子在电场平衡问题的综合，关键要能根据法拉第定律求出感应电动势，由楞次定律判断感应电动势的方向． 7．D 【解析】 【详解】
保持S 接通，则两板间的电势差不变，因d 减小，由U
E d
=
可知，两极板间的电场的电场场强增大，故A 错误；保持S 接通，两板间的电势差不变，在减小正对面积，根据4S
C kd
επ=
，则电容减小，则由Q UC =可知极板上的电量减小，故B 错误；断开S ，两板上所带电量不
变，减小距离d ，根据4S
C kd
επ=，电容增大，根据Q=CU 可知两极板间的电势差减小，选项C 错误；断开S ，减小正对面积，根据4S
C kd
επ=，则电容减小，电量不变，根据Q=CU
可知U 增大；故D 正确；故选D ． 【点睛】
电容器的动态分析重点在于明确电容器的两种状态：充电后断开则极板上的电量不变；和电源相连，则两板间的电势差不变． 8．AD 【解析】
根据电容的定义式：Q C U =
，所以：111/1C
F C V V
=
=，故A 错误，B 正确；电容的单位法拉与其他常见单位的关系是：6
12
11010pF F μ--==F ，故C 正确，D 错误．本题选错误
的，故选AD. 9．ACD 【解析】 【详解】
电容器对交流电有一定阻碍作用，即频率越高，容抗越小，所以阻碍作用为：通高频，阻低频，但直流不能通过电容器，故AC 正确，B 错误；a 、b 若接交流电，灯泡发光，电容器中没有电荷通过，只会充电与放电，故D 正确；故选ACD ． 【点睛】
考查交流与直流的区别，理解电容器对直流与交流阻碍作用，电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性；注意掌握交流电通过电容器的原理：通过充放电进行的． 10．BCD 【详解】
ABD ．电容器电容的大小与电容的带电量Q 以及电容器两极板之间的电压无关，电容器电容的决定式为：C =εS
4πkd ，只要电容器不变其电容就不发生变化，故A 错误，BD 正确； C ．根据C =Q/U 可有：Q =CU ，由于电容器不变，因此电量Q 和电压U 成正比，故C 正确； 故选BCD. 11．BC 【详解】
ABC ．电容器上标有“1.5μF ，9V”，则带容器两端电压不能超过9V ，由
Q CU =＝1.35×10-5C
则所带电荷量不能超过1.35×10-5C ，A 错误，BC 正确； D ．击穿电压为大于9V ，D 错误。

故选BC 。

12．AD
电容式话筒与电源串联，电压保持不变；在P 、Q 间距增大过程中，根据电容决定式4S
C kd
επ=得电容减小，又根据电容定义式Q
C U
=
得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R 的方向由M 到N ，所以M 点的电势比N 点的高；故BC 错，AD 正确．故选AD ． 【点睛】
解决电容器的动态分析问题，抓住不变量，若电容始终与电源相连，两端间的电压不变；若电容器与电源断开，则电容器所带的电量不变． 13．（1）5.0V （2）51.710-⨯ C 【解析】 【详解】
(1)电路中的电流：129
10.5 5.0 3.5
E I A A R R r =
==++++
当开关接a 时，电容器的电压为：111 5.0 5.0U IR V ==⨯=
(2)开关接a 时的电量为：65
112105110Q CU C C --==⨯⨯=⨯，由于上极板电势高，则上
极板带正电荷．
当开关接b 时，电容器的电压为：221 3.5 3.5U I R V V =⋅=⨯=
电量为：65
22210 3.50.710Q CU C C --==⨯⨯=⨯，且上极板带负电，下极板带正电．
由Q CU =可知，开关由a 接b 的过程中，电量变化为：
()65128.5 2.010 1.710Q U U C C --=+=⨯⨯=⨯
即通过3R 的电荷量为51.710-⨯C . 【点睛】
本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路问题，在解题时要注意电路稳定时3R 、4R 相当于导线；电容器中变化的电量才流过3R ． 14．44.510Q C -=⨯ 【解析】
由题：平行板电容器的电荷量减少4
310Q C -=⨯，电压降低3
U U =
， 则
43103
Q Q C U U --⨯==
解得：
44.510Q C -=⨯
【点睛】
对于电容器的电容，表征电容器容纳电荷的本领大小，与其电量、电压无关．求电容可用
Q Q C U U
=
=． 15．（1）充电后电容器的带电量为UC ；（2）电容变为2
C
；电场强度为U d ．
【详解】
(1)电容器接在U 的电源上，则电容器两板间的电压为U ； 则由Q
C U
=
可得电量 Q UC =；
(2)由4S
C kd επ=
可得，距离增大为2d 时，电容'2
C C =； 由Q UC =可知；
'22
Q
U U C =
=； 由U Ed =可得：
U E d
=
； 【点睛】
本题考查电容的定义式及平行板电容器的决定式，注意电容器与电源相连时电压等于与之并联部分的电压，充电后断开电源，则极板间的电量不变.并要记住当充电后断开电源，只改
变两板间的距离时板间的电场强度不变．。