電容器動(dòng)態(tài)變化模型-高考物理電場(chǎng)常用模型（解析版）

2023年高考物理靜電場(chǎng)常用物理模型最新模擬題精練

專題6.電容器動(dòng)態(tài)變化模型

一.選擇題

1.（2022年9月遼寧省朝陽(yáng)市凌源市質(zhì)檢）如圖所示，電動(dòng)勢(shì)為￡、內(nèi)阻不計(jì)的直流電源與平行板電容器

連接，電容器下極板接地，帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的。點(diǎn)，靜電計(jì)所帶電量可被忽略。下列判斷正

確的是（）

A.若開(kāi)關(guān)K閉合且將下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后，則靜電計(jì)指針張角不變，平行板電容器的電容值

將變大

B.若開(kāi)關(guān)K閉合且將下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后，則電容器電壓不變，帶電油滴的電勢(shì)能不變

C.若開(kāi)關(guān)K閉合一段時(shí)間后斷開(kāi)，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則電容器中場(chǎng)強(qiáng)變小

D.若開(kāi)關(guān)K閉合一段時(shí)間后斷開(kāi)，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變

【參考答案】AD

【名師解析】若開(kāi)關(guān)K閉合且將下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后，根據(jù)平行板電容器的決定式，可知平

行板電容器的電容值將變大。由于直流電源與平行板電容器連接，平行板電容器的電壓不變，而靜電計(jì)測(cè)

量的是平行板電容器的電壓，所以靜電計(jì)指針張角不變，選項(xiàng)A正確；若開(kāi)關(guān)K閉合且將下極板豎直向上

移動(dòng)一小段距離后，則電容器電壓不變，由于下極板接地電勢(shì)為零，所以帶電油滴的電勢(shì)能增大，選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；若開(kāi)關(guān)K閉合一段時(shí)間后斷開(kāi)，電容器極板帶電荷量不變，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，電容

器極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，帶電油滴所受電場(chǎng)力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。

2.（2021廣東潮州第一次質(zhì)檢）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可用來(lái)探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器

左側(cè)極板B和靜電計(jì)外殼均接地，電容器右側(cè)極板A與靜電計(jì)金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷

開(kāi)，下列操作能使靜電計(jì)的指針張角變大的是

A.減小A板與B板之間的水平距離

B.將橡膠棒插入A板與B板之間

C.A板位置不動(dòng)，將B板稍微豎直向下平移

D.將A板也接地

【參考答案】C

【命題意圖】本題考查探究影響平行板電容器電容的因素實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】電容器帶電后與電源斷開(kāi)，電容器極板帶電荷量不變，減小A板與B板之間的水平距離，電

場(chǎng)強(qiáng)度不變，由U=Ed可知兩極板之間的電勢(shì)差減小，靜電計(jì)的指針張角變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；將橡膠棒插入

A板與B板之間，電容器電容C增大，由C=Q/U可知，U減小，靜電計(jì)的指針張角變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A板

位置不動(dòng)，將B板稍微豎直向下平移，電容器電容C減小，由C=Q/U可知，U增大，靜電計(jì)的指針張角變大,

選項(xiàng)C正確；將A板也接地，兩極板電壓為零，靜電計(jì)的指針張角為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.（2020江蘇模擬2）如圖所示，一平行板電容器的電容為C,所接電源的電動(dòng)勢(shì)為￡,兩板間。、b、

c三點(diǎn)的連線構(gòu)成一等腰直角三角形.三角形的兩直角邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)其中。6邊與兩板平行，當(dāng)一個(gè)一q的檢

驗(yàn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處被移到極板間的。點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功為W.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.電容器所帶電荷量為CE

B.檢驗(yàn)電荷在。點(diǎn)的電勢(shì)能W

w

C.檢驗(yàn)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)為日

q

D.若增大兩板間距離時(shí)，a、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差不變

【參考答案】AC

【名師解析】根據(jù)電容器的電壓、電荷量和電容的關(guān)系可知，電荷量Q=CE,A正確；一q的檢驗(yàn)電荷從

電場(chǎng)的無(wú)限遠(yuǎn)處被移到a點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功為W,則電荷的電勢(shì)能減小W,在無(wú)限處電荷的電勢(shì)能為零,

則電荷在。點(diǎn)的電勢(shì)能為Ep=—W,B錯(cuò)誤；。點(diǎn)的電勢(shì)伽=言=§,C正確；設(shè)兩極板M、N間距離

為d,三角形的兩直角邊長(zhǎng)為L(zhǎng)a、c間的電勢(shì)差為L(zhǎng)sin45。="等,增大兩板間距離時(shí)，a、c

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差變小，故D錯(cuò)誤.

4,（2020高考精優(yōu)預(yù)測(cè)卷）如圖所示的電路中，A8和CD為兩個(gè)水平放置的平行板電容器，A8板間有

一點(diǎn)尸，閉合開(kāi)關(guān)K,待電路穩(wěn)定后將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)?，F(xiàn)將一有機(jī)玻璃板（圖中未畫(huà)出）插入CO板間，則下列

說(shuō)法正確的是（）

A、C。平行板電容器的電容減小B.尸點(diǎn)電勢(shì)降低

C.兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大D.電阻R中有向右的電流

【參考答案】B

【名師解析】：將玻璃板插入CD板間，則相對(duì)介電常數(shù)￡增大，其他條件不變，由C=9可知，CD平

471kd

行板電容器的電容增大，故A錯(cuò)誤；電容器兩板間電壓：U=—&—,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，兩電容器總電荷量

^AB+CCD

不變，由于CD電容器的電容增大，依據(jù)C=2可知，電容器兩板間電勢(shì)差均變小，由￡=且可知，AB板間

Ud

電場(chǎng)強(qiáng)度變小，則P點(diǎn)與B板間的電勢(shì)差變小，因?yàn)锽板接地電勢(shì)始終為零，則P點(diǎn)電勢(shì)降低，故B正確,

C錯(cuò)誤；由于插入玻璃板的過(guò)程中，電容器兩板間電勢(shì)差變小，則AB電容器放電，電阻R中有向左的電流,

故D錯(cuò)誤。

5.如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷

量很少，可被忽略，一帶負(fù)電的油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下平移

一小段距離，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.平行板電容器的電容將減小

B.帶電油滴的電勢(shì)能將減少

C.靜電計(jì)指針的張角變小

D.若將上極板與電源正極斷開(kāi)后，再將下極板左移一小段距離，則帶電油滴所受的電場(chǎng)力不變

【參考答案】B

【名師解析】由C=抽知，將平行板電容器的上極板豎直向下平移一小段距離，d減小，C增大，A錯(cuò)誤;

U不變，靜電計(jì)指針的張角不變，C錯(cuò)誤；由￡=苓知，E增大，則P點(diǎn)與負(fù)極板間的電勢(shì)差增大，P點(diǎn)的

電勢(shì)升高，Ep=(pq,又油滴帶負(fù)電，則帶電油滴的電勢(shì)能將減少，B正確；若將上極板與電源正極的導(dǎo)線

斷開(kāi)后再將下極板左移一小段距離，Q不變，由C=^知，S減小，C減小，由U=8得，電壓U增大，

場(chǎng)強(qiáng)E=5增大，帶電油滴所受的電場(chǎng)力增大，D錯(cuò)誤.

6.研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，能使電容器帶電

B.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器6板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

【參考答案】A

【名師解析】實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與。板接觸，能使電容器。板帶電，b板上由于靜電感應(yīng)會(huì)帶上異

種電荷，A正確；只將6板向上平移，電容器兩極板正對(duì)面積S變小，由C=照可知C變小，且。不變,

由。=苫可知，U變大，靜電計(jì)指針張角變大，B錯(cuò)誤；只在極板間插入有機(jī)玻璃板，&變大，由C=磊可

知，C變大，且。不變，由U=g可知，U變小，靜電計(jì)指針張角變小，C錯(cuò)誤；增加極板帶電荷量、靜電

計(jì)指針張角變大，說(shuō)明電壓U變大，由可知，電容大小與極板帶電荷量無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

7.在如圖所示電路中，A、8是構(gòu)成平行板電容器的兩金屬極板，P為其中的一個(gè)定點(diǎn)，將開(kāi)關(guān)S閉合,

電路穩(wěn)定后將A板向上平移一小段距離，則下列說(shuō)法正確的是

A.電容器的電容增加

B.在A板上移過(guò)程中，電阻R中有向上的電流

C.A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大

D.尸點(diǎn)電勢(shì)升高

【參考答案】B

【名師解析】根據(jù)知，當(dāng)A板向上平移一小段距離，間距d增大，其他條件不變，則導(dǎo)致電容

變小，故A錯(cuò)誤；在A板上移過(guò)程中，電容減小，由于極板電壓不變，則極板帶電荷量減小，因此電容器

處于放電狀態(tài)，電阻R中有向上的電流，故B正確；根據(jù)E=烏與。=篙相結(jié)合可得￡=坐，由于電荷

CIorO

量減小，場(chǎng)強(qiáng)大小變小，故C錯(cuò)誤；因場(chǎng)強(qiáng)變小，導(dǎo)致尸點(diǎn)與8板的電勢(shì)差減小，因8板接地，電勢(shì)為零,

即尸點(diǎn)電勢(shì)降低，故D錯(cuò)誤。

8.（6分）（2023山東濰坊聯(lián)考）如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)?/p>

態(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴（）

U.B?油滴

0^-L1

...."￡："￡￡一

A.仍然保持靜止B.豎直向下運(yùn)動(dòng)

C.向左下方運(yùn)動(dòng)D.向右下方運(yùn)動(dòng)

【參考答案】D

【名師解析】B板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩板間的平均距離增大，根據(jù)E=U可知液滴所在處電場(chǎng)

d

強(qiáng)度減小，油滴豎直方向?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)；

由于兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，電場(chǎng)線應(yīng)該與等勢(shì)面垂直，所以油滴靠近B板時(shí)，電場(chǎng)線方向斜向右

上方，如圖所示，故水平方向油滴向右運(yùn)動(dòng)；

所以油滴向右下方運(yùn)動(dòng)，故D正確、ABC錯(cuò)誤。

【方法歸納】B板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩板間的平均距離增大，分析電場(chǎng)強(qiáng)度的變化；油滴靠近

B板時(shí)，電場(chǎng)線方向斜向右上方，由此分析豎直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)情況即可。

9一平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，兩板間有一個(gè)正檢驗(yàn)電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示,

以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、。表示P點(diǎn)的電勢(shì)，W表示正電荷在尸點(diǎn)的電勢(shì)能，若正

極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離/o,則下列關(guān)于各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離無(wú)的關(guān)系圖像

中正確的是（）

【參考答案】.c

【名師解析】由c=，C與兩極板間距離d成反比，C與X不是線性關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)；電容器充

Q=CU,。=&/得￡=坪是定值，選項(xiàng)錯(cuò)；因負(fù)極板接

電后與電源斷開(kāi)，電荷量不變，由B

c=4nkd、

地，電勢(shì)為零，所以尸點(diǎn)電勢(shì)為夕=E（L—x）,工為P點(diǎn)到負(fù)極板的初始距離，E不變，。隨x增大而線性減

小，選項(xiàng)C正確；由W=q°知W與電勢(shì)夕變化情況一樣，選項(xiàng)D錯(cuò)。

10.一平行板電容器兩板之間的距離，和兩板正對(duì)面積S都可以調(diào)節(jié)，電容器充電后與電源斷開(kāi)，以

〃表示電容器兩極板間電壓，￡表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，則（）

A.當(dāng)S減小、d增大時(shí),U增大、E增大

B.當(dāng)S增大、一不變時(shí),U減小、E不變

C.當(dāng)d減小、S減小時(shí),。增大，￡增大

D.當(dāng)d增大、S不變時(shí),U增大、E減小

【參考答案】.A

【名師解析】電容器充電后與電源斷開(kāi)，可知電容器的電荷量。不變，由。=篇知，當(dāng)S減小、d

增大時(shí)，C減小，由。=CU知U=*增大，由E寸=g=甯知E增大，A正確；同理當(dāng)S增大、d不

變時(shí)，C增大，U減小，E減小，B錯(cuò)誤；當(dāng)d減小、S減小時(shí)，無(wú)法確定C、U、E的變化情況，C錯(cuò)誤;

當(dāng)d增大、S不變時(shí)，C減小，U增大,E不變,D錯(cuò)誤。

11.如圖所示，平行板電容器兩板間有一帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），當(dāng)電容器的電荷量為Q（A板帶正電）時(shí)，

小球恰好靜止在P點(diǎn)，當(dāng)電容器的電荷量突增到。2時(shí)，帶電小球開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間B使A板帶負(fù)電,

B板帶正電，電荷量仍為。2,則再經(jīng)時(shí)間r帶電小球剛好回到尸點(diǎn)，不計(jì)一切阻力，小球運(yùn)動(dòng)中沒(méi)與極板

相碰，貝）

B

Ai?

A.02=2QB.Q2=3Q

c.22=401D.22=521

【參考答案］A

【名師解析】因小球靜止，所以有mg=（rj-,只改變電容器兩極板的電荷量時(shí)有機(jī)0=源一mg,再改

變電容器兩極板的電性有ma2=cr^+mg,而兩段相等時(shí)間內(nèi)位移滿足3的尸=一（。1"一^^彷，聯(lián)立得5=

25,又因。=CU,所以。2=2QI,A正確。

12.平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一個(gè)帶正電小球用絕緣細(xì)線懸掛在電

容器內(nèi)部，閉合開(kāi)關(guān)S,電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向夾角為仇如圖所示，那

么（）

A.保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A板稍向8板靠近，則6增大

B.保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A板稍向上移，則。減小

C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，將A板稍向2板靠近，則6不變

D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，將A板稍向上移，則6減小

【參考答案］AC

【名師解析】保持開(kāi)關(guān)S閉合，電容器兩極板間的電勢(shì)差不變，A板向2板靠近，極板間距離減小，

根據(jù)E=號(hào)知，電場(chǎng)強(qiáng)度E增大，小球所受的電場(chǎng)力變大，。增大，故A正確；保持開(kāi)關(guān)S閉合，僅將4板

沿極板方向上移少許，電容器兩極板間的電勢(shì)差不變，板間距離也不變，則板間場(chǎng)強(qiáng)不變，小球所受的電

場(chǎng)力不變，。不變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,電容器所帶的電荷量不變，根據(jù)E=%、C*。=孺聯(lián)

立得，E=曙,則d變化，E不變,電場(chǎng)力不變，6不變，故C正確，D錯(cuò)誤。

GfkJ

13.如圖所示，兩平行金屬板豎直放置且B板接地，其間有用絕緣細(xì)線懸掛的帶電小球，當(dāng)給兩金屬板充

電。后，懸線與豎直方向夾角為。=?因電離作用，兩金屬板的電荷量緩慢減小（小球電荷量假設(shè)不變），

以致懸線與豎直方向間的夾角逐漸減小，則在夾角減少到裝的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.細(xì)線拉力逐漸增大

B.細(xì)線拉力大小不變

C.電容器兩極板減小的電荷量為多

D.電容器兩極板減小的電荷量為與

【參考答案］D

【名師解析】小球受到重力加g、細(xì)線的拉力吊和水平向右的電場(chǎng)力產(chǎn)的作用而處于動(dòng)態(tài)

平衡（如圖所示），由無(wú)=梟可知，。減小，后也減小，A、B錯(cuò)誤；令兩極板間距離為4,電

容器的電容為C,由圖知tan0\$=照/令減小的電荷量為A。，同理可得tan仇=

，rigifci：x_zu

q（2肅）,聯(lián)立解得AQ=1。，c錯(cuò)誤，D正確。

ifLtdJ

14.如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，電容為C,開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，電容器與一直流電源相連，極

板間電壓為。，兩極板間距為力電容器儲(chǔ)存的能量E=；CL/2。一電荷量為一4的帶電油滴，以初動(dòng)能及。

從平行板電容器的兩個(gè)極板中央水平射入（極板足夠長(zhǎng)），帶電油滴恰能沿圖中所示水平虛線勻速通過(guò)電容

A.保持開(kāi)關(guān)閉合，僅將上極板下移帶電油滴仍能沿水平線運(yùn)動(dòng)

4

B.保持開(kāi)關(guān)閉合，僅將上極板下移4,帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時(shí)的動(dòng)能為％0+吆

4k012

C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，僅將上極板上移g,帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時(shí)的動(dòng)能為巳。+—

46

D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，僅將上極板上移若不考慮電容器極板的重力勢(shì)能變化，外力對(duì)極板做功至少為工緲2

48

【參考答案】BD

【名師解析】

保持開(kāi)關(guān)閉合，開(kāi)始時(shí)帶電油滴沿直線勻速通過(guò)電容器，貝U：^-=mg

d

保持開(kāi)關(guān)閉合，僅將上極板下移《，則向上的電場(chǎng)力大于重力，故帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；到

4

達(dá)上極板時(shí)動(dòng)能為則根據(jù)動(dòng)能定理：粵-mgJd=Ek-Ek。,以上兩個(gè)方程式聯(lián)立可以得到到達(dá)

~d4

14）

上極板的動(dòng)能為：Ek=Ek。畏，故選項(xiàng)B正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電量不變，當(dāng)兩極板間距離發(fā)生變化的時(shí)候,

場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)力不變，故粒子仍沿直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，僅將上極板上移則兩板

4

之間距離為2d,則。=旦，c1=,則整理可以得到：c.=±c,根據(jù)c=2和。=義，整理

44ikd,,55UTJ

4兀k——d口

4

可以得到：U=-U＞則上移之后電容器儲(chǔ)存的能量為：E=-CU'2=-CU^所以增加的能量為：

428

\E=E-E=-CU2--CU2=-CU2'故外力對(duì)極板做功至少為故選項(xiàng)D正確。

8288

考點(diǎn)：電容器、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【名師點(diǎn)睛】本題考查了帶電微粒在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，得出合力的方向以及極板間距離變化后電場(chǎng)力和重

力的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵。

15.如圖所示，A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計(jì).開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角

度.下列操作可使指針張開(kāi)角度增大一些的是（）

A.保持開(kāi)關(guān)S閉合，將R上的滑片向右移動(dòng)

B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板分開(kāi)一些

C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板的正對(duì)面積減小一些

D.保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開(kāi)一些

【參考答案】BC

【名師解析】保持開(kāi)關(guān)s閉合，電容器兩極板的電勢(shì)差不變，等于電源電動(dòng)勢(shì)，靜電計(jì)指針張開(kāi)的角度不

變，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，