電容器模型（解析版）-2024-2025學(xué)年人教版高二物理必修第三冊(cè)同步題型

專題06電容器模型

模型講解

一、電容器

1.電容器：儲(chǔ)存電荷和電能的裝置。任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個(gè)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(gè)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?jī)?chǔ)存在電容器中。

⑵放電：用導(dǎo)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(chǔ)

存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量。

二.對(duì)電容的理解

1C=2是電容的定義式，由此也可得出：c=絲。

u\u

2.電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量。以及電勢(shì)差。均無關(guān)。

Q2s

3.C=上與C=一」的比較

U4nkd

2s

c=-c=——

U4兀左d

公式類別定義式?jīng)Q定式

所有電容器，Q?U,即￡=C不變，反

平行板電容器，CoC￡,Coes,Coc-,反

適用范圍rd

映了電容器容納電荷的本領(lǐng)映了平行板電容器的決定因素

電容器容納電荷的本領(lǐng)，即電容的大小可以由9來量度，但決定因素是電容器

聯(lián)系U

本身，如平行板電容器的0、S、d等因素

三.平行板電容器的動(dòng)態(tài)分析

1.平行板電容器動(dòng)態(tài)問題的分析方法

抓住不變量，分析變化量，緊抓三個(gè)公式：

Q人erS

C=~,￡=一和C=——o

UdAjikd

2.平行板電容器的兩類典型問題

(1)平行板電容器始終連接在電源兩端：電勢(shì)差U不變。

2rs8S

由C=」一oerJ可知C隨小S、0的變化而變化。

471kdd

由0=CU=U——可知，當(dāng)。不變時(shí)，。也隨d、S、&的變化而變化。

471kd

U1、.

由E=—oc-可知，當(dāng)。不變時(shí)，￡隨4的變化而變化。

dd

(2)平行板電容器充電后，切斷與電源的連接：電荷量。保持不變。

由C=------oc一可知C隨d、S、￡r的變化而變化。

471kdd

QAjikdQd

由。=蘭=——^oc—可知，當(dāng)0不變時(shí)，。也隨4、S、耳的變化而變化。

C2rs

UQ4m101一、.

由E=—=二=一上oc—可知，￡隨3、打的變化而變化，而與d無關(guān)。

dCd￡rSSrS

四.電容器的充、放電現(xiàn)象

把直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)組裝成實(shí)驗(yàn)電路。如圖所示。

電容器的充、放電

⑴充電：把開關(guān)S接1,電源給電容器充電，電容器兩極所帶電荷量逐漸增大，電流表示數(shù)減小，電壓表

示數(shù)增大，當(dāng)電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)不變時(shí)，電容器充電結(jié)束。

(2)放電：把開關(guān)S接2,電容器對(duì)電阻R放電，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小，當(dāng)電流表示數(shù)為0,電

壓表示數(shù)為0時(shí)放電結(jié)束。

(3)電容器充、放電過程中能量的變化

①充電過程：電源的能量不斷儲(chǔ)存在電容器中。

②放電過程：電容器把儲(chǔ)存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量。

案例剖析"

一~

【例1】心臟除顫器是通過一個(gè)充電的電容器對(duì)心顫患者皮膚上的兩個(gè)電極板放電，讓一部分電荷通過心臟,

使心臟完全停止跳動(dòng)，再刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動(dòng)。如圖是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟

除顫器的電容器電容為15NF,充電至9.0kV電壓,

如果電容器在2.0ms時(shí)間內(nèi)完成放電,放電結(jié)束時(shí)電容器兩極板間的電勢(shì)差減為0。下列說法正確的是()

-----

A.若充電至4.5kV,則該電容器的電容為7.5NF

B.充電至9.0kV時(shí)，該電容器所帶電荷量是0.27C

C.這次放電有0.135C的電荷量通過人體組織

D.這次放電過程中通過人體組織的電流恒為67.5A

【答案】C

【解析】電容器在充電過程中，電容器的容量C不變，仍然為15pF,故A錯(cuò)誤；根據(jù)C=?可知，充電

U

至9.0kV時(shí)，該電容器所帶電荷量是。=CU=15x10-6x9oooc=0.135C,故B錯(cuò)誤；由題意可知，放電

結(jié)束后電容器兩極板間的電勢(shì)差減為0,則這次放電有0.135C的電荷量通過人體組織，故C正確；根據(jù)/=

。135A=67.5A,但電容器放電過程中電流不恒定，故D錯(cuò)誤。

t2.0x10-3

【例2】?jī)蓧K互相靠近的、很大的平行金屬板，分別帶有等量異種電荷，為了使兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)加倍,

可采取的措施是（）

A.只使兩板的距離減半

B.只使兩板的電荷量都加倍

C.只使兩板的正對(duì)面積加倍

D.使兩板的電荷量、距離、正對(duì)面積都加倍

【答案】B

8sOU4兀k0

【解析】由c=4、C="及E=—得E=-E與d無關(guān),故只使兩板間距離減半，￡不變；只使。

4兀左dUd8rS

加倍，￡加倍；只使S加倍，則￡減半；使兩板的電荷量、距離、正對(duì)面積都加倍，E不變。故B正確，

A、C、D錯(cuò)誤。

【例3】（多選）如圖所示，豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細(xì)線將帶電小球q

懸掛在極板間，閉合開關(guān)S后細(xì)線與豎直方向夾角為仇則有（）

A.保持開關(guān)S閉合，將/板向右平移，。不變

B.保持開關(guān)S閉合，將/板向左平移，6變小

C.斷開開關(guān)S,將/板向右平移，。不變

D.斷開開關(guān)S,將/板向右平移，。變小

【答案】BC

【解析】保持開關(guān)S閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變，將N板向右平移，d減小，則電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶

電小球所受電場(chǎng)力增大，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知，6角變大，反之向左平移/板，。角變小，故A錯(cuò)誤，B

正確；斷開開關(guān)S,電荷量不變，根據(jù)：C=W，￡==，c=~,聯(lián)立解得￡=二=?=3絲，故電場(chǎng)強(qiáng)

471fazdUdCd￡rS

度大小與兩極板間的距離無關(guān)，故電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以移動(dòng)/板，。角不變，故C正確，D錯(cuò)誤。

【例3】（多選）如圖所示電路中，/、8是構(gòu)成平行板電容器的兩金屬極板，尸為其中的一個(gè)點(diǎn)。將開關(guān)K

閉合，電路穩(wěn)定后將2板向下平移一小段距離，則下列說法正確的是（）

A.電容器的電容增加

B.在8板下移過程中，電阻R中有向上的電流

C.A,8兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大

D.P點(diǎn)電勢(shì)升高

【答案】BD

【解析】由電容器的電容公式C=——可知距離增大時(shí)，電容減小，故A錯(cuò)誤；開關(guān)K閉合，說明電容

4jikd

器兩端電壓一定，在3板下移過程中，由電容的定義式c=9可知電荷量減小，電容器對(duì)外放電，電阻尺中

U

有向上的電流，故B正確；電壓一定，由場(chǎng)強(qiáng)公式E=C可知距離增大時(shí)/、2兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，

d

故C錯(cuò)誤；電源負(fù)極接地，電勢(shì)為零，/板電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等為二則尸點(diǎn)電勢(shì)可表示為

E'dAP,因電場(chǎng)強(qiáng)度減小，說明尸點(diǎn)電勢(shì)升高，故D正確。

【例4】如圖，平行板電容器兩極板與電壓為U的電源兩極連接，板的間距為％現(xiàn)有一質(zhì)量為加的帶電

油滴靜止在極板間，重力加速度為g,貝N）

A.油滴帶正電

B.油滴帶電荷量為8

U

C.將下極板向下緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將立即向上運(yùn)動(dòng)

D.增大極板間電壓，油滴將加速下落

【答案】B

【解析】由題可知帶電油滴靜止不動(dòng)，則帶電油滴受到向上的電場(chǎng)力，平行板電容器板間場(chǎng)強(qiáng)方向豎直

Umsd

向下，則帶電油滴帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由平衡條件得加g=?一,得油滴帶電荷量為q=上，故B正確；將

dU

下極板向下緩慢移動(dòng)一小段距離，電容器兩極板距離d增大，根據(jù)u=Ed可得板間場(chǎng)強(qiáng)減小，微粒所受電

場(chǎng)力減小，則油滴將立即向下做加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；增大極板間電壓，根據(jù)。=胡可得板間場(chǎng)強(qiáng)增大,

微粒所受電場(chǎng)力增大，則油滴將立即向上做加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

綜合應(yīng)用

~11

一、單選題

1.（2024?遼寧?高考真題）某種不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)與.與濃度盤的關(guān)系曲線如圖（a）所示，將平行

板電容器的兩極板全部插入該溶液中，并與恒壓電源，電流表等構(gòu)成如圖（b）所示的電路，閉合開關(guān)S后,

若降低溶液濃度，則（）

圖（a）圖（b）

A.電容器的電容減小B.電容器所帶的電荷量增大

C.電容器兩極板之間的電勢(shì)差增大D.溶液濃度降低過程中電流方向?yàn)?/p>

【答案】B

【詳解】A.降低溶液濃度，不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)外增大，根據(jù)電容器的決定式C=/可知電容

器的電容增大，故A錯(cuò)誤；

BC.溶液不導(dǎo)電沒有形成閉合回路，電容器兩端的電壓不變，根據(jù)。=C。結(jié)合A選項(xiàng)分析可知電容器所

帶的電荷量增大，故B正確，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)B選項(xiàng)分析可知電容器所帶的電荷量增大，則給電容器充電，結(jié)合題圖可知電路中電流方向?yàn)?/p>

故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.（2024?甘肅?高考真題）一平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接1,電源E給電容器C充電；開

關(guān)S接2,電容器C對(duì)電阻R放電。下列說法正確的是（）

MN

A.充電過程中，電容器兩極板間電勢(shì)差增加，充電電流增加

B.充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn)

C.放電過程中，電容器兩極板間電勢(shì)差減小，放電電流減小

D.放電過程中，電容器的上極板帶負(fù)電荷，流過電阻R的電流由N點(diǎn)流向〃點(diǎn)

【答案】C

【詳解】A.充電過程中，隨著電容器帶電量的增加，電容器兩極板間電勢(shì)差增加，充電電流在減小，故A

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)電路圖可知，充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻尺的電流由N點(diǎn)流向加點(diǎn)，故B

錯(cuò)誤；

C.放電過程中，隨著電容器帶電量的減小，電容器兩極板間電勢(shì)差減小，放電電流在減小，故C正確；

D.根據(jù)電路圖可知，放電過程中，電容器的上極板帶正電荷，流過電阻R的電流由/點(diǎn)流向N點(diǎn)，故D

錯(cuò)誤。

故選C。

3.（24-25高二上?廣西南寧?階段練習(xí)）比值定義法是物理學(xué)中常用的研究方法，它用兩個(gè)基本的物理量的“比”

來定義一個(gè)新的物理量。定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，它不隨定義所用物理量的大小而

改變，下面式子屬于比值定義法的是（）

,F

A.a——B.

m

C.(p=%

D.

q4兀kd

【答案】C

【詳解】比值法定義的基本特點(diǎn)是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，或基本運(yùn)動(dòng)特征，它

不隨定義所用的物理量的大小取舍而改變；電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)是由電場(chǎng)本身決定的，與放入電場(chǎng)中的試探

電荷的電勢(shì)能和電量無關(guān)，即

是比值定義法；而

mr247ikd

都不是比值定義法。

故選Co

4.（24-25高二上?吉林長(zhǎng)春?階段練習(xí)）已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)的電場(chǎng)中各處的場(chǎng)強(qiáng)相同。

現(xiàn)有一平行板電容器，極板面積為S,兩板間隔為d,其中充滿空氣（空氣的介電常數(shù)取為口。當(dāng)兩極板上

加電壓。時(shí)，忽略邊緣效應(yīng)，且靜電力常量為左，兩極板間的相互作用力大小為（）

、sSU2「sSU2csSU3reSU2

A.-------B.--------C.-------D.-------

4nkd~Sitkd"8nkd

【答案】A

【詳解】平行板電容器的電容定義式和決定式分別為

c=2

U

c二----

4兀左d

平行板電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

E上

d

所以單個(gè)平行板產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

\「U

E=-E=—

22d

兩極板間的相互作用力大小為

F=QE'

聯(lián)立可得

小亞

871kd之

故選Ao

5.（24-25高二上?浙江衢州?階段練習(xí)）如圖，平行板電容器與直流電源連接，電源負(fù)極接地。初始電容器

不帶電，閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，一個(gè)帶電油滴位于電容器中的尸點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是

()

-------------------------------

?PE^~

A.帶電油滴帶正電

B.電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，下極板上移一小段（但未到P點(diǎn)），帶電油滴保持靜止

C.保持開關(guān)閉合，上極板上移一小段，P點(diǎn)電勢(shì)升高

D.保持開關(guān)閉合，上極板下移一小段（但未到尸點(diǎn)），帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng)

【答案】B

【詳解】A.電容器上極板與電源正極連接，上極板帶正電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，油滴處于平衡，所受電場(chǎng)

力方向向上，與電場(chǎng)方向相反，則油滴帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；

B.電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，電容器極板所帶電荷量不變，根據(jù)

解得

E工也也

dsS

可知，當(dāng)下極板上移一小段（但未到尸點(diǎn)），電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電場(chǎng)力不變，則帶電油滴保持靜止，故B正確；

C.保持開關(guān)閉合，上極板上移一小段，極板間距增大，結(jié)合上述可知，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，令尸到下極板間距

為4，則

（pP=Ed0

可知，尸點(diǎn)電勢(shì)降低，故C錯(cuò)誤；

D.保持開關(guān)閉合，上極板下移一小段，極板間距減小，結(jié)合上述可知，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電場(chǎng)力增大，則帶

電油滴將向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選B。

6.（24-25高二上?寧夏吳忠?階段練習(xí)）如圖所示，平行板電容器實(shí)驗(yàn)裝置中，極板A接地，B與一個(gè)靈敏

的靜電計(jì)相接。若電容器的電容為C,兩極板間的電壓為U,靜電計(jì)張角為0,兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為￡,

則（）

A.將A極板向上移動(dòng)，C變大，。變小,6變大，￡變小

B.將A極板向下移動(dòng)，C變小，。變大,。變小，E不變

C.將A極板向右移動(dòng)，C變大，U變小,。變小，￡變小

D.將A極板向左移動(dòng)，C變小，。變大,。變大，E不變

【答案】D

【詳解】AB.根據(jù)電容器

4k兀d

可知，將A極板上、下移動(dòng)時(shí)，S變小，電容器的電容C變小，電容器的電荷量。不變，根據(jù)

c=2

U

可知，電容器兩端的電壓u變大，結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系可的

d

電壓。變大，兩極板間的距離不變，故電場(chǎng)強(qiáng)度變大，AB錯(cuò)誤；

CD.將A極板向右移動(dòng)時(shí)，根據(jù)

csS

C=----

4kid

可知，極板間的距離減小，電容器的電容增大，根據(jù)

c=2

u

可知，電容器兩端的電壓u變小，結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系可的

E_U_^rQ

dsS

可知電場(chǎng)強(qiáng)度不變，當(dāng)A極板向左移動(dòng)時(shí)，同理可知，此時(shí)電容器的電容C變小，U變大，。變大，￡不

變，D正確。

故選D。

7.（24-25高二上?寧夏銀川?階段練習(xí)）如圖所示，平行板電容器與一個(gè)恒壓直流電源連接，下極板通過/

點(diǎn)接地，一帶正電小球被固定于尸點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則（）

ET

-A

靜電計(jì)一

A.平行板電容器的電容將減小B.靜電計(jì)指針張角變小

C.電容器的電荷量不變D.帶電小球的電勢(shì)能將減小

【答案】A

【詳解】A.將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離后兩極板間的距離變大，根據(jù)公式

C=-^-

4兀kd

可得電容C減小，故A正確；

B.電容器兩極板和電源相連，所以電容器兩極板間的電壓恒定不變，故靜電計(jì)的張角不變，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

c=2

u

可知，0減小，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)公式

E上

d

可知，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，上極板與尸點(diǎn)間的電勢(shì)差減小，上極板的電勢(shì)不變，則尸點(diǎn)的電勢(shì)增大,

因?yàn)樾∏驇д姾?，則小球的電勢(shì)能增大，故D錯(cuò)誤。

故選A。

8.（24-25高二上?湖北?階段練習(xí)）如圖所示，S］、S?閉合時(shí)，一質(zhì)量為機(jī)、電荷量為q的帶電液滴，靜止

在平行板電容器的M、N兩金屬板間。現(xiàn)保持跖閉合，將S?斷開，然后將N板向下平移到圖中虛線位置,

A.電容器電容增大B.兩板間場(chǎng)強(qiáng)不變

C.液滴將向下運(yùn)動(dòng)D.液滴電勢(shì)能增加

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)

「sS

C=-------

4兀kd

N板向下平移，極板間距增大，電容器電容減小，故A錯(cuò)誤；

B.保持斯閉合，將S2斷開，電容器極板所帶電荷量一定，根據(jù)

r_￡SQU

47MU'd

解得

E=^-

sS

極板間距增大，則兩板間場(chǎng)強(qiáng)不變，故B正確；

C.結(jié)合上述，兩板間場(chǎng)強(qiáng)不變，液滴所受電場(chǎng)力不變，液滴仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C錯(cuò)誤；

D.電容器下極板接地，下極板電勢(shì)為0,結(jié)合上述可知，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，令液滴所在位置到下極板間距為

dN,則有

（pf-0=EdN

N板向下平移，右增大，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，電場(chǎng)力方向向上，液滴帶負(fù)電，根據(jù)

4=給

可知，液滴電勢(shì)能減小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

9.（24-25高二上?天津北辰?階段練習(xí)）如圖所示，平行板電容器實(shí)驗(yàn)裝置中，極板A接地，B與一個(gè)靈敏

的靜電計(jì)相接。若電容器的電容為C,兩極板間的電壓為U,則（）

A.將A極板向上移動(dòng)，C變大，。變小B.將A極板向下移動(dòng)，C變小，。變小

C.將A極板向右移動(dòng)，C變大，U變大D.將A極板向左移動(dòng)，C變小，U變大

【答案】D

【詳解】電容器帶電量一定，根據(jù)

c￡S

C=--------

471kd

以及

Q=CU

可知

A.將A極板向上移動(dòng)，S減小，則C變小，U變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.將A極板向下移動(dòng)，S減小，則C變小，。變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.將A極板向右移動(dòng)，則d減小，則C變大，U變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.將A極板向左移動(dòng)，則d變大，則C變小，。變大，選項(xiàng)D正確。

故選D。

10.（24-25高二上?陜西咸陽?階段練習(xí)）如圖為探究平行板電容器電容決定因素的實(shí)驗(yàn)裝置，尸為兩極板間

的一點(diǎn)。在某次實(shí)驗(yàn)中，保持極板上的電荷量。和兩極板的正對(duì)面積S不變，將左極板向左平移一小段距

離，則下列說法中正確的是（）

A.電容器的電容會(huì)增大B.兩板間的電勢(shì)差會(huì)增大

C.靜電計(jì)指針的偏角會(huì)減小D.尸點(diǎn)的電勢(shì)保持不變

【答案】B

【詳解】ABC.保持極板上的電荷量0和兩極板的正對(duì)面積S不變，把左板向左平移一小段距離后，極板

間距d變大，由

C=-^~

471kd

可知，電容c變小，由

c=2

U

可知，電壓。變大，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角表示的就是極板間電壓，故可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角變大。故AC

錯(cuò)誤；B正確；

D.極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可表示為

EUQ_04兀kQ

~~d~~Cd~~￡rS~s^S

4?rkd

故場(chǎng)強(qiáng)與"無關(guān)，場(chǎng)強(qiáng)不變。由題意可知，左側(cè)極板接地，即左側(cè)極板的電勢(shì)不變?yōu)榱悖?/p>

3左=%-。左=Ed?本

左極板電勢(shì)不變?yōu)榱悖琍點(diǎn)到左極板的距離增加，所以尸點(diǎn)電勢(shì)升高。故D錯(cuò)誤。

故選B。

H.（24-25高二上?甘肅天水?階段練習(xí)）如圖所示，平行放置的金屬板A、B組成一平行板電容器，開關(guān)S

閉合后，若A、B金屬板間距增大，電容器所帶電荷量。、電容C、兩板間電勢(shì)差U及電容器兩極板間場(chǎng)

強(qiáng)E的變化情況是（）

A.。變小，C變小，U不變，￡變小

B.。變小，C變小，。不變，E不變

C.。不變，C變小，U變大，E不變

D.0不變，C變小，。變小，E變小

【答案】A

【詳解】開關(guān)S閉合后，電容器兩板間電勢(shì)差。不變，若A、B金屬板間距d增大，根據(jù)

八2S

C=-------

^7ikd

則電容C變小，根據(jù)

Q=CU

電荷量0變小，根據(jù)

E上

d

則電場(chǎng)強(qiáng)度￡變小，故選A。

12.（24-25高二上?江蘇無錫?開學(xué)考試）如圖所示為一電容式位移傳感器，其原理是電介質(zhì)板和物體固定在

一起，當(dāng)物體發(fā)生一小段位移時(shí)，插入兩極板間的電介質(zhì)的長(zhǎng)度發(fā)生變化，導(dǎo)致電容發(fā)生變化。電介質(zhì)板

向右平移進(jìn)入電容器一小段距離過程，則下列說法正確的是（）

電介質(zhì)板

A.平行板電容器的電容變小

B.平行板電容器的帶電量增大

C.通過靈敏電流計(jì)的電流方向從6到a

D.當(dāng)電介質(zhì)板停止運(yùn)動(dòng)后，電路中仍有電流通過

【答案】B

【詳解】AB.電介質(zhì)板向右平移進(jìn)入電容器一小段距離過程，電容器間的介電常數(shù)%增大，由電容的決定

式

C=-^-

4ikd

可知電容增大，因u不變，由電容的定義式

c=2

U

可知，電容器的帶電量。增大，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.電容器的帶電量增大，則電源對(duì)電容進(jìn)行充電，故通過靈敏電流計(jì)的電流方向從a到6,故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)電介質(zhì)板停止運(yùn)動(dòng)后，電容無充放電，故電路中無電流，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

13.（24-25高二上?云南曲靖?階段練習(xí)）如圖所示，平行板電容器與一直流電源連接，下極板接地，靜電計(jì)

金屬球與電容器上極板連接，靜電計(jì)開始時(shí)所帶電荷量很少，可忽略。開關(guān)閉合，穩(wěn)定時(shí)一帶電的油滴靜

止于兩極板間的P點(diǎn)。若斷開開關(guān)K,將平行板電容器的下極板豎直向下平移一小段距離，則下列說法正

A.帶電油滴仍保持靜止B.靜電計(jì)指針的張角保持不變

C.P點(diǎn)電勢(shì)變小D.帶電油滴的電勢(shì)能變大

【答案】A

【詳解】B.若斷開開關(guān)K,由于靜電計(jì)所帶電荷量很少，可忽略不計(jì)，故可認(rèn)為電容器所帶電荷量保持不

變，將平行板電容器的下極板豎直向下平移一小段距離，根據(jù)

。-3Q

~4兀kd'-U

由于d變大，可知電容器電容變小，電容器極板間電壓增大，靜電計(jì)指針的張角變大，故B錯(cuò)誤;

A.根據(jù)

E,U_。=Q44。

~~d~~Cd^~￡XS-￡rS

4兀kd

可知板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，帶電油滴受力保持不變，帶電油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確;

BD.根據(jù)

U=Ed

由于板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，尸點(diǎn)與下極板距離變大，又下極板接地，電勢(shì)為零，可知尸點(diǎn)電勢(shì)變大；根據(jù)受

力平衡可知，帶電油滴受到的電場(chǎng)力豎直向上，則帶電油滴帶負(fù)電，根據(jù)說=4。，可知帶電油滴在尸點(diǎn)電

勢(shì)能變小，故BD錯(cuò)誤。

故選A。

14.（24-25高二上?江蘇南京?階段練習(xí)）熱膨脹是很多材料的性質(zhì)，對(duì)材料的熱膨脹現(xiàn)象的研究一直是科技

領(lǐng)域研究工作中的熱點(diǎn)問題。但有些材料因熱膨脹導(dǎo)致的尺寸變化很小，難以測(cè)量。某同學(xué)設(shè)計(jì)制作了電

容熱膨脹檢測(cè)儀，原理如圖所示。電容器上極板固定，下極板可隨材料豎直方向的尺度變化而上下移動(dòng)。

現(xiàn)在測(cè)量某材料的熱膨脹，將待測(cè)材料平放在加熱器上進(jìn)行加熱使其溫度升高，閉合開關(guān)S,下列說法中正

確的是（）

——-~

iya?1>

…虛熟.材料

ZZ//Z///Z/ZZ/Z

A.極板所帶電荷量降低

B.檢測(cè)到靈敏電流計(jì)的電流方向?yàn)閺?到。，說明被測(cè)材料出現(xiàn)了反常膨脹（溫度升高，高度變?。?/p>

C.滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)少許可以檢測(cè)到從6至此的電流

D.檢測(cè)結(jié)束，斷開開關(guān)，靈敏電流計(jì)上有從。到6的短暫電流

【答案】B

【詳解】AB.材料溫度升高，材料膨脹，電容器兩板間距減小，根據(jù)

0￡S

C=--------

4兀kd

電容增大。由于電容器兩板電勢(shì)差不變，根據(jù)

c=2

u

極板所帶電荷量增大；如檢測(cè)到靈敏電流計(jì)的電流方向?yàn)閺?到。，極板所帶電荷量減小，電容變小，說明

被測(cè)材料出現(xiàn)了反常膨脹（溫度升高，高度變?。蔄錯(cuò)誤，B正確；

C.滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)，阻值增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律

1=^—

R+r

電流變小，由

U^E-Ir

可知檢測(cè)儀的工作電壓升高，由

c=2

u

得極板電荷量增大，電容充電，可以檢測(cè)到從。到6的電流，故C錯(cuò)誤；

D.由于電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，斷開開關(guān)，電容器放電，則靈敏電流計(jì)上有從6到。的短暫

電流，故D錯(cuò)誤。

故選B。

15.（24-25高二上?廣西百色?階段練習(xí)）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩

極板正對(duì)面積為S,極板間的距離為乩靜電計(jì)指針偏角為仇實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若（）

—（'."'I_/I—

A.保持S不變，減小d,貝Id變大B.保持S不變，增大d,則。變小

c.保持d不變，增大S,則。變小D.保持d不變，增大S,則6不變

【答案】c

【詳解】AB.由C=君7可知保持S不變，減小心則C變大，電容器所帶電荷量0不變，根據(jù)。=2可

4乃。C

知電容器的電壓U變小，。變小，同理可得，保持S不變，增大d,則。變大，故AB錯(cuò)誤;

CD.由0=磊可知保持〃不變‘增大$則C變大’電容器所帶電荷量。不變,根據(jù)°=各可知電容器

的電壓U變小，6變小，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

16.（24-25高二上?陜西榆林?階段練習(xí)）電源、開關(guān)、電阻、電動(dòng)機(jī)、平行板電容器、二極管D組成電路

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為1Q,電阻R為5Q,開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，平行板電

容器內(nèi)的一帶電液滴恰能處于靜止?fàn)顟B(tài)已知電動(dòng)機(jī)額定電壓U為6V,線圈電阻R”為0.5Q。下列說法正確

的是（）

sR

c?P

ED立

A.正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為6W

B.若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為12W

C.若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電源的總功率保持不變

D.若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，帶電液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)

【答案】D

【詳解】A.開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，電動(dòng)機(jī)額定電壓。為6V,則電流為

電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為

P=UI-『RM=5.5W,

故A錯(cuò)誤;

BC.若電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率

(E\2

P=%=L7W

電源的輸出功率

P&=EI

電流變化，電源的總功率變化，故BC錯(cuò)誤，

D.電動(dòng)機(jī)因故障卡住，電容器兩端電壓變小，電容器需要放電，由于二極管的單向?qū)щ娦?，不能放電，?/p>

容器。不變，則￡不變，帶電液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，故D正確。

故選D。

17.（24-25高二上?廣西?開學(xué)考試）如圖所示，電容器極板間有一可移動(dòng)的電介質(zhì)板，電介質(zhì)板與被測(cè)物體

相連，被測(cè)物體到極板右邊緣的距離為X。接入電路后，通過極板上物理量的變化可確定被測(cè)物體的位置,

下列說法正確的是（）

極板

電介質(zhì)板被測(cè)物體

A.若x變大，則電容器的電容增大

B.若x變小且電容器的電荷量不變，則電容器極板間的電壓減小

C.若x變大且電容器極板間的電壓不變，則電容器的電荷量增加

D.若x變大且電容器極板間的電壓不變，則有電流流向電容器的正極板

【答案】B

【詳解】A.x變大，即拔出電介質(zhì)板，根據(jù)電容的決定式

csS

C=----

4兀kd

可知電容減小，故A錯(cuò)誤；

B.若1變小，即插入電介質(zhì)板，根據(jù)電容的決定式

「ES

C=----

471kd

可知電容增大，電容器的電荷量不變，根據(jù)

c=2

u

可知，電容器極板間的電壓。變小，故B正確；

CD.x變大，即拔出電介質(zhì)板，根據(jù)電容的決定式

c￡S

C二------------

4ikd

可在電容減小，結(jié)合

u

可知，電壓不變，則電容器的電荷量。減少，電容器放電，所以有電流流向電容器的負(fù)極，故CD錯(cuò)誤。

故選B。

18.（24-25高二上?全國(guó)?課后作業(yè)）電容器是常用的電學(xué)元件，如圖所示，兩個(gè)相同的半圓形金屬板間隔一

段距離水平放置，板間可視為真空。兩金屬板分別與電源兩極相連，開關(guān)S閉合，上極板可繞過圓心且垂

直于半圓面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí)，兩極板邊緣完全對(duì)齊，現(xiàn)讓上極板轉(zhuǎn)過90。，下列說法正確的是（）

A.電容器的電容增大為原來的2倍B.極板上所帶電荷量減少為原來的一半

C.兩極板間電勢(shì)差增大為原來的2倍D.兩極板間電勢(shì)差減小為原來的一半

【答案】B

【詳解】A.讓上極板轉(zhuǎn)過90。，則兩極板正對(duì)面積減小為原來的一半，根據(jù)

C=-^-

4兀kd

可知，電容器的電容減小為原來的一半，故A錯(cuò)誤；

CD.開關(guān)S閉合，兩極板間電勢(shì)差不變，故CD錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

Q=CU

可知，極板上所帶電荷量減少為原來的一半，故B正確。

故選Bo

二、多選題

19.（24-25高二上?福建三明?階段練習(xí)）如圖所示，M、N為水平平行金屬板，上板有一孔a,兩板相距為

d,分別與電源兩極相連，開關(guān)S閉合。一帶電荷量為外質(zhì)量為根的液滴自?？渍戏骄嚯x為d的尸點(diǎn)由

靜止自由下落，到達(dá)距離上板|?的。點(diǎn)時(shí)速度恰好變?yōu)榱?，重力加速度為g,則以下判斷正確的是（）

B.N板上移一小段距離，液滴仍能到達(dá)0點(diǎn)

C.若S斷開，N板上移一小段距離，液滴仍能到達(dá)。點(diǎn)

D.若S斷開，N板右移一小段距離，液滴仍能到達(dá)。點(diǎn)

【答案】AC

【詳解】A.根據(jù)動(dòng)能定理

3dUn

解得

U_3mgd

q

故A正確；

B.N板上移一小段距離，若液滴仍能到達(dá)。點(diǎn)，則

3dU

mg—<q—

所以液滴不能到達(dá)0點(diǎn)，故B錯(cuò)誤

C.根據(jù)電容的定義式及決定式有

C:3s=。

^7ikdU

根據(jù)電場(chǎng)的計(jì)算公式有

d

解得

若S斷開，N板上移一小段距離，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，根據(jù)動(dòng)能定理

mg-1-qE-=0

由上式可知，若S斷開，N板上移一小段距離，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，等式仍然成立，液滴仍然能到達(dá)。點(diǎn)，故

C正確；

D.根據(jù)若S斷開，N板右移一小段距離，S減小，￡增大，若粒子仍能到達(dá)。點(diǎn)，則

3d尸d

mg-—<qE--

所以液滴不能到達(dá)0點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

20.（24-25高二上?陜西西安?階段練習(xí)）如圖所示，兩塊較大的金屬板A,B相距為小平行放置并與一電

源相連。開關(guān)S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為〃八帶電荷量為4的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下說法正確的

是（）

A.若將A向上平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G表中有6—。的電流

B.若將A向左平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G表中有6—。的電流

C.若將A向下平移一小段位移，則油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G表中有的電流

D.若S斷開后再將A向下平移一小段位移，則油滴靜止不動(dòng)，G表中無電流

【答案】AD

【詳解】A.保持與電源相連，電容器極板間電壓保持不變；根據(jù)

E=—,c=-^-,C=2

d471kdU

若將A向上平移一小段位移，板間距離變大，板間場(chǎng)強(qiáng)變小，油滴受到的電場(chǎng)力變小，則油滴向下加速運(yùn)

動(dòng)；由于電容變小，電容器所帶電荷量變小，則G表中有6-a的電流，故A正確；

B.若將A向左平移一小段位移，板間距離不變，正對(duì)面積變小，則板間場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴受力不變，處于靜

止?fàn)顟B(tài)，由于電容變小，電容器所帶電荷量變小，則G表中有6-。的電流，故B錯(cuò)誤；

C.若將A向下平移一小段位移，板間距離變小，板間場(chǎng)強(qiáng)變大，油滴受到的電場(chǎng)力變大，則油滴向上加速

運(yùn)動(dòng)，由于電容變大，電容器所帶電荷量變大，則G表中有的電流，故C錯(cuò)誤；

D.若S斷開后再將A向下平移一小段位移，則