高二物理(人教版)选修3-1课时检测练习卷：1.8电容器的电容含答案解析

高二物理（人教版）选修3-1课时检测练习卷：1.8电容器的
电容
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题
1．根据电容的定义式
Q
C
U
可知（）
A．电容器的电容越大，电容器所带的电荷量就越多
B．电容器两极板间的电势差越大，电容越小
C．电容器的电容与其带电荷量成正比，与其两极板间的电势差成反比
D．电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化
2．某电容器的电容是30 μF，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是()
A．为使它的两极板间的电压增加1 V，所需要的电荷量是3×10－5C
B．给电容器1 C的电荷量，两极板间的电压为3×10－5V
C．该电容器能容纳的电荷量最多为6×10－3C
D．该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V
3．在图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是（）
A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
4．两个较大的平行板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正负极上，开关S闭合时质量为m，带电荷量为–q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在保持其他条件不变的情况下，将两板非常缓慢地水平错开一些，以下说法正确的是（）
A．油滴将向上运动，电流计中的电流从b流向a
B．油滴将下运动，电流计中的电流从a流向b
C．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b
D．油滴静止不动，电流计中无电流流过
5．如图所示，先接通K使平行板电容器充电，然后断开K．再使电容器两板间距离增大，则电容器所带的电荷量Q、电容C、两板间电压U、板间场强E的变化情况是（）
A．C不变，Q变小，U不变，E变小
B．C变小，Q变小，U不变，E不变
C．C变小，Q不变，U变大，E变小
D．C变小，Q不变，U变大，E不变
6．如图所示，平行板电容器中悬浮一个带电微粒P，今把A、B两个半方形金属盒相对插入电容器两板间，当A、B合拢时，对微粒运动情况的判断正确的是（）
A．向上运动
B．向下运动
C．仍保持静止
D．条件不足，无法判断
7．如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B板接地，使其A板带有电荷量＋Q，B板带有电荷量－Q，板间电场中有一固定点P，以下说法正确的是()
A．若将B板固定，A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
B．若将B板固定，A板下移时，P点的电场强度增大，P点电势升高
C．若将A板固定，B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D．如果A板固定，B板上移时，P点的电场强度增大，P点电势升高
8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一
带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离
A．带点油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低 C．带点油滴的电势能将减少D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
9．平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，则下列说法正确的是()
A．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小
B．保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
C．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
D．电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
10．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计〉连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴静止于电容器中的P点．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列判断错误的是（）
A．静电计指针张角不变
B．P点的电势将降低
C．带电油滴静止不动
D．若先将上极板与电源正扱的导线断开，再将下极板向上移动一小段距离，则带电油滴静止不动
11．如图所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，电键S闭合，电容器两极间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述正确的是（）
A．微粒带正电
B．电源电动势的大小为mg d
C．断开电键S，微粒将向下做加速运动
D．保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动
二、多选题
12．对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量Q，电压U之间的关系图象如下图所示，其中正确的是( )
A．
B．
C．
D．
13．如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是()
A．A板与静电计的指针带的是异种电荷
B．甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大
C．乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变
D．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小
14．如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，下列关于该仪器的说法正确的是（）
A．该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体
B．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大
C．如果指示器显示出电容增大，则说明容器中液面升高
D．如果指示器显示出电容减小，则说明容器中液面升高
15．如图所示，D是一个具有单向导电性的理想二极管，水平放置的平行板电容器AB 内部原有带电微粒P处于静止状态．下列措施下，关于P的运动情况的说法中正确的是（）
A．保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止
B．保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动
C．断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动
D．若B板接地，断开S后，A板稍下移，P的电势能不变
三、解答题
16．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，金属棒AD长0.4 m，与框架宽度相同，电阻r＝1.3 Ω，框架电阻不计，电阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.当金属棒以5 m/s速度匀速向右运动时，求：
(1)流过金属棒的感应电流为多大？
(2)若图中电容器C 为0.3 μF ，则电容器中储存多少电荷量？
17．如图所示的电路中，电源的电动势为5V ，122R R ==Ω，50C F μ=，理想电压表的示数为4V ，求：
()1电源的内电阻；
()2电容器所带的电荷量．
18．如图所示的电路中，两平行金属板A ，B 水平放置，接入如图所示电路中，两板间的距离d =50cm ，电源电动势E =15V ，内电阻r ，电阻R 1=4Ω，R 2=10Ω，闭合开关S ，
待电路稳定后，将一带电的小球放入板间恰能保持静止，若小球质量为m =2×
10-2kg ，电量q =1×
10-2C （取g =10m/s 2）问： （1）小球带正电还是负电，电容器的电压为多大？
（2）电源的内阻为多大？电源的效率是多高？
参考答案
1．D
【详解】 电容只跟电容器本身有关系，只跟板间距离，正对面积，和介电常数有关系，电容的定义式Q C U
=，表明电容只是带电荷量和电势差的比值，不跟Q 成正比也不跟U 成反比，并不随它们两个发生变化，故选D ．
2．A
【解析】
由ΔQ=C·ΔU=30×10–6×
1 C=3×10–5 C ，A 对；由U=Q/C=1/(30×10–6) V=3.3×104 V 可知，电容器被击穿，B 错；击穿电压为400 V 表示能承受的最大电压为400 V ，最大电荷量
Q=CU=3×10–5×400 C=1.2×10–2 C ，CD 错．
3．A
【解析】
试题分析：开关接1时，电源给平行板电容器充电，形成充电电流，方向从电源正极流出，电容器上极板与电源正极相连，带正电，下极板带负电．开关接2时，平行板电容器通过导线放电．
解：A 、B 开关接1时，电源给平行板电容器充电，形成充电电流，方向从电源正极流出，电容器上极板与电源正极相连，带正电，下极板带负电．故A 正确，B 错误．
C 、
D 开关接2时，平行板电容器通过导线放电．故CD 错误．
故选A
【点评】本题对电容器充放电特性的了解程度．电容器充电时，与电源正极相连的极板充正电，与电源负极相连的极板充负电．
4．C
【解析】
试题分析：将两板缓慢地错开一些，两板正对面积减小，根据电容的决定式4S C kd επ=
得知，电容减小，而电压不变，则由Q C U
=知，电容器带电量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有a b →的电流．由于电容器板间电压和距离不变，则由U E d
=，知板间场强不变，油滴所受电场力不变，仍处于静止状态．故C 正确 考点：考查了电容器的动态分析
5．D
【解析】
电容器与电源断开，电荷量保持不变，增大两极板间距离时，根据，知电容C变小，根据，知两极板间的电势差U变大，根据，知电场强度E不变，故D正确，ABC错误．
【名师点睛】解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量．若电容器与电源断开，电荷量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变．
6．B
【详解】
带电微粒在匀强电场中悬浮，说明重力与静电力平衡，若两个金属盒相对插入，电容变大，电压减小，场强减小，直到当它们合拢时，金属盒有静电屏蔽的作用，其内部场强将变为零，所以带电微粒所受静电力减小，向下运动。

A．向上运动，故A错误；
B．向下运动，故B正确；
C．仍保持静止，故C错误；
D．条件不足，无法判断，故D错误。

故选B。

7．C
【解析】
由题可知，电容器两极板所带电荷量不变，正对面积不变，A板下移时，根据、和可推出可知，P点的电场强度E不变．P点与下板的距离不变，
根据公式U=Ed，P点与下极板的电势差不变，则P点的电势不变，故AB错误．B板上移时，同理得知，P点的电场强度不变，根据公式U=Ed，P点与下极板的电势差减小，而P 点的电势高于下极板的电势，下极板的电势为零，所以P点的电势降低，故C正确，D错误．
【名师点睛】本题是电容器的动态变化分析问题；要会根据电容器的决定式和定义式推导出两极板间的场强，此结论表明，当电容器带电荷量一定时，两极板之间的电场强
度与两极板间的距离无关，此公式要在理解并会推导的基础上记住，这是一个很重要的结论．
8．B
【解析】
A 、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据U E d
=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A 错误．B 、场强E 减小，而P 点与下极板间的距离不变，则由公式U =Ed 分析可知，P 点与下极板间电势差将减小，而P 点的电势高于下极板的电势，则知P 点的电势将降低．故B 正确．C 、由
带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P 点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故
C 错误．
D 、根据Q =UC ，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D 错误；故选B ． 【点睛】本题运用U
E d
=分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．
9．D
【详解】
对A 、B 选项，因电键S 闭合，所以A 、B 两极板的电势差不变，由E ＝U d
可知极板间场强增大，悬挂的带正电小球受到的电场力增大，则θ增大，选项A 、B 错误；对C 、D 选项，因电键S 断开，所以电容器两极板所带电荷量保持不变，由C ＝Q U 、C ＝14S kd
επ和E ＝U d 可推出，E ＝14kQ S
πε，与两极板间距离无关，两极板间场强保持不变，悬挂的带正电的小球受到的电场力不变，则θ不变，只有D 项正确．
10．C
【解析】
静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故A 正确；因为两极板间的电势差不变，上极板上移一小段距离，两极板间的距离增大，所以根据可知两极板间的电场强度减小，而下极板电势为零，根据U=Ed 可知P 点到下极板的电势差减小，即P 点的电势减小，B 正确；由于两极板间的电场强度变小，即油滴受到的电场力减小，所以油滴将向下运动，C 错误；若先将上极板与
电源正极的导线断开，再将下极板向上移动一小段距离，根据
可得，两极板间的电场强度与两极板间的距离无关，所以油滴受力不变，仍处于静止状态，D 正确．
11．D
【解析】
由题意可知，带电荷量为q 的微粒静止不动，则微粒受到向上的电场力，平行板电容器板间场强方向竖直向下，则微粒带负电，故A 错误；由平衡条件得：得，电源电动势的大小为，故B 错误；断开电键S ，电容器所带电荷量不变，场强不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍静止不动，故C 错误；保持电键S 闭合，把电容器两极板距离s 增大，板间场强减小，微粒所受电场力减小，则微粒将向下做加速运动．故D 正确． 12．CD
【解析】
试题分析：电容是电容器本身的一种特性，与带电荷量、电压无关，故A 、
B 错误、
C 正确；根据电容的定义可知，带电荷量Q UC U =∝，所以选项
D 正确；
考点：平行板电容器
13．BD
【解析】
试题分析：A 板与静电计的指针相连，带的是同种电荷，A 错误；平行板电容器的决定式是
4d
S C επκ=，定义式是61221212310q q F K N r -==⨯，若将B 板竖直向上平移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式得知，电容C 减小，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U 增大，则静电计指针张角增大B 正确;若将B 板向左平移，板间距离d 增大，根据电容的决定式得知，电容C 减小，因电容器的电量Q 不变，由电容的定义式知板间电势差U 增大，则静电计指针张角增大，C 错误;若将电介质插入两板之间，则C 增大，U 减小，静电计的指针偏角减小，D 正确．
考点：本题考查了电容器的定义式和平行板电容器的决定式．
14．AC
【详解】
由电容器的定义可知，该仪器中的芯柱和导电液体相当于电容器的两个极板，故A 正确；绝缘层厚度越厚，则电容器的d 越大，则电容越小，B 错误；设芯柱的半径为r ，芯柱外套的绝缘层厚度为d ，则该装置的电容值为C=εr S/4πkd=εr ·2πrh/4πkd ∝h ，C 增大，液面升高，C 正确D 错误．
15．ABD
【解析】
当保持S 闭合，则电容器的电压不变，当增大A 、B 极间距，则导致电容器的电容减小，则出现电容器的电荷量减小，而二极管作用导致电容器的电荷量不会减小，则电容器的电荷量会不变，电压不变，所以电场强度不变，带电微粒受重力和电场力依旧平衡，故A 对；当保持S 闭合，电容器的电压不变，当减小A 、B 极间距，则导致电容器的电容增加，则出现电容器的电荷量增加，因此电场强度增大，所以P 向上运动，故B 对；当增大A 、B 板间距离，导致电容器的电容减小，由于断开开关S ，则电容器的电荷量不变，所以极板间的电场强度不变，因此P 仍处于静止，故C 错；A 板稍下移，导致电容器的电容增大，当断开S 后，则电容器的电荷量不变，所以电场强度也不变，由于B 板接地，则P 点到B 板的电势差不变，因此P 点的电势能也不变，故D 对．
16．（1）0.1A （2）8210C -⨯
【详解】
(1)金属棒产生的电动势
E ＝BLv ＝0.2 V
外电阻R ＝
1212R R R R +＝23Ω
(2)电容器两板间的电压U ＝IR ＝
215
V 带电荷量Q ＝CU ＝4×
10－8C. 17．(1)1Ω （2）4110C -⨯
【分析】
（1）根据闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律列式即可求解内阻（2）电容器C 与1R 并
联，电容器的电压即为1R 的电压，再根据1q CU =即可求解．
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律得：E U Ir =+，()12U I R R =+，代入数据解得1r =Ω；
（2）电容器C 与R 1并联，则11U IR =，而1q CU =，代入数据解得：4110q C -=⨯
【点睛】
本题主要考查了闭合电路欧姆定律公式的直接应用，知道电容器C 与1R 并联，电容器的电压即为1R 的电压，难度不大，属于基础题．
18．（1）负电，10V （2）1Ω，93.33%
【详解】
（1）小球放入板间后，受重力和电场力作用，由二力平衡，可知电场力竖直向下，而电场强度方向向上，所以小球带负电
根据平衡条件有：
2U mg q d
=
代入数据解得：210U =V
（2）电路中的电流 22
1U I R =
= A 根据闭合电路欧姆定律得： ()21E U I R r =++
代入数据解得：1r =Ω
电源的效率
12100%100%U U UI EI E
η+=
⨯=⨯ 代入数据得：93.33%η=。