人教版物理必修3同步练习: 10.4 电容器的电容(能力提升...

更新时间：2024-04-02 浏览次数：11 类型：同步测试

一、选择题

1. (2024高三下·湖北月考) 如图所示为某汽车上的电容式传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧右端与电容器均固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并与计算机的信号采集器串联。下列关于该传感器的说法正确的是（）

A . 电介质插入极板间越深，电容器的电容越小 B . 电介质插入极板间越深，电容器所带电荷量越小 C . 在汽车向右做匀速直线运动过程中，电路中无电流 D . 在汽车向右做匀加速直线运动过程中，电路中有恒定电流

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2. (2024高二下·雅安开学考) 目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO（纳米铟锡金属氧化物），夹层ITO涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指（肉）触摸电容触摸屏时，手指（肉）和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置。寒冷的冬天，人们也可以用触屏手套进行触控操作。下列说法正确的是（　　）

A . 为了安全，触屏手套指尖处应该采用绝缘材料 B . 使用绝缘笔压电容触摸屏不能进行触控操作 C . 手指按压屏的力变大，手指（肉）和工作面形成的电容器电容变小 D . 手指与屏的接触面积变大，手指（肉）和工作面形成的电容器电容变小

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3. (2024高二下·仁寿开学考) 图为研究影响平行板电容器电容大小的因素的实验装置，实验前电容器已经充电，则下列描述符合事实的是（）

A . 只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 B . 只将电容器a板左移，静电计指针的张角变小 C . 只将电容器a板向上平移，静电计指针的张角变大 D . 只人为增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容减小

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4. (2024高二下·华蓥开学考) 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，静电计的指针偏角增大

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5. (2023高二上·揭东期末) 如图所示，用电池对电容器充电，电容器两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现只增大电容器两极板的间距，则在这个过程中（）

A . 电容器放电 B . 电荷q将向上加速运动 C . 电荷q依然保持静止 D . 电容器充电

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6. (2023高二上·宝安期末) 根据如图 $\text{[math]}$ 连接电路，单刀双掷开关接通 $\text{[math]}$ ，待电流稳定后把开关改接 $\text{[math]}$ ，此后的电流传感器记录 $\text{[math]}$ 图像如图 $\text{[math]}$ 所示，减小电阻 $\text{[math]}$ ，重复实验，绘制的图像正确的是（）

A . B .
C . D .

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7. (2020高二上·河南月考) 有一个孤立的平行板电容器，两个极板带有等量的正、负电荷。在保持所带电量不变的情况下，仅改变两极板间的距离 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 极板间的距离 $\text{[math]}$ 加倍，极板间的场强 $\text{[math]}$ 变为原来的 $\text{[math]}$ B . 极板间的距离 $\text{[math]}$ 加倍，极板间的场强 $\text{[math]}$ 变为原来的2倍 C . 极板间的距离 $\text{[math]}$ 减半，极板间的场强 $\text{[math]}$ 变为原来的4倍 D . 极板间的距离 $\text{[math]}$ 减半，极板间的场强 $\text{[math]}$ 没有发生变化

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8. (2023高二上·河源月考) 如图，平行板电容器通过导线与滑动变阻器R、直流电源相连，电容器上、下极板分别是M板、N板.P是静止在极板中间的带电油滴，下列说法正确的是（）

A . 油滴带正电荷 B . M板水平右移一点，油滴P将保持静止 C . M板下移一点，油滴P将向下移动 D . 将滑动变阻器滑片向左运动，油滴P将向上运动

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9. (2023高二上·江门期末) 如图所示为某一平行板电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40V降低到36V，对电容器来说正确的是（　　）

A . 是充电过程 B . 该电容器两板间电场强度增大 C . 该电容器的电容为 $\text{[math]}$ D . 该电容器的电量变化量为0.20C

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10. (2024高三下·广东月考) 如图所示，平行板电容器两极板间距为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 板带正电， $\text{[math]}$ 板接地，两板间一点 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 板的距离为 $\text{[math]}$ ，电容器的电容为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 点的电场强度为 $\text{[math]}$ ，取大地电势为零，则

A . $\text{[math]}$ 板带电量为 $\text{[math]}$
B . $\text{[math]}$ 点的电势为 $\text{[math]}$
C . A、 $\text{[math]}$ 两板间的电压为 $\text{[math]}$
D . 将 $\text{[math]}$ 板向上平移一小段距离， $\text{[math]}$ 点的电势将降低

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11. (2024高二下·信宜开学考) 如图，平行板电容器两极板间有一负电荷 $\text{[math]}$ 电量很小 $\text{[math]}$ 固定在 $\text{[math]}$ 点。 $\text{[math]}$ 表示两极板间的场强， $\text{[math]}$ 表示负电荷在 $\text{[math]}$ 点的电势能。若将负极板向上移动少许。则（）

A . $\text{[math]}$ 变小， $\text{[math]}$ 变小 B . $\text{[math]}$ 变大， $\text{[math]}$ 变小 C . $\text{[math]}$ 变小， $\text{[math]}$ 变大 D . $\text{[math]}$ 变大， $\text{[math]}$ 变大

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12. (2024高三上·赤峰模拟) 可变电容器通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合，极板间靠近下极板有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应。下列说法正确的是（）

A . 闭合开关S，若只将上极板转过30°，则电容器电容增大 B . 闭合开关S，若只将上极板转过30°，则电容器所带电荷量不变 C . 断开开关S，只将板间距变为原来的2倍，则带电粒子P会向下运动 D . 断开开关S，只将板间距变为原来的 $\text{[math]}$ ，则带电粒子P所在处的电势不变

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13. (2024高三上·嘉兴模拟) 如图所示，将静电计与电容器（图中未画出）相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化。带电静电计的金属指针和圆形金属外壳的空间内存在电场，分别用实线和虚线表示电场线和等势面，该空间内有 $\text{[math]}$ 两点，则（　　）

A . 静电计两根金属指针带异种电荷 B . 图中实线表示电场线，虚线表示等势面 C . 图中 $\text{[math]}$ 点电势一定高于 $\text{[math]}$ 点电势 D . 当静电计两指针张角减小时，表明电容器在放电

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14. (2024高二上·沈阳期末) 电源、开关S、定值电阻R₁、R₂、光敏电阻R₃和电容器连接成的电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，无光照射光敏电阻R₃时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R₃时，光敏电阻的阻值变小，则（　　）

A . 液滴向下运动 B . 液滴向上运动 C . 电容器所带电荷量减少 D . M点电势变低

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二、多项选择题

15. (2024高二下·绵阳开学考) 如图所示，D是一只理想二极管，平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压， $\text{[math]}$ 表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动，将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是（　　）

A . U不变 B . Q不变 C . $\text{[math]}$ 不变 D . 电荷仍保持静止

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16. (2024高二上·天河期末) 如图所示，一平行板电容器与电源E和电流表相连接，接通开关S，电源即给电容器充电，下列说法中正确的是（）

A . 保持S接通，使两极板的面积错开一些（仍平行），则两极板间的电场强度减小 B . 保持S接通，减小两极板间的距离，则电流表中有从左到右的电流流过 C . 断开S，增大两极板间的距离，则两极板间的电压减小 D . 断开S，在两极板间插入一块电介质板，则两极板间的电势差减小

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17. (2023高三上·河北期末) 电容式传感器以其优越的性能在汽车中有着广泛的应用，某物理兴趣小组研究一电容传感器的性能，图甲为用传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E为电动势恒定的电源（内阻忽略不计），R为阻值可调的电阻，C为电容器，将单刀双挪开关S分别拨到a、b ，得到充、放电过程电路中的电流I与时间t的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是（）

A . 开关接a时，电容器充电，上极板带正电，且电荷量逐渐增大 B . 开关接a后的短暂过程中，有电子从下极板穿过虚线到达上极板 C . 仅增大电阻R的阻值，电流图线与t轴在 $\text{[math]}$ 时间内所围图形的面积将变大 D . 仅将电容器上下极板水平错开些，电流图线与t轴在 $\text{[math]}$ 时间内所围图形的面积将变小

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18. (2024高三上·浑源月考) 目前大多数医院进行输液治疗时都采用传统的人工监护方式，为减轻医务人员负担，有不少输液传感器投入使用。某电容输液传感器测量装置示意图如图甲所示，测量电路如图乙所示，A、B间接入恒定电压 $\text{[math]}$ ，自动控制开关S置于1时电容器充电、置于2时电容器放电。电容器在S的作用下周期性充放电，系统监测每次充电过程中电容器两端电压随时间的变化曲线，可自动判定输液管中是否有药液。在输液管中有药液和无药液的两次电容器充电过程中，电容器两端电压随时间的变化曲线如图丙所示，已知有药液时测量电路中的电容值更大，则（）

A . 曲线1为有药液时的充电曲线 B . 曲线2为有药液时的充电曲线 C . 曲线1对应的情况下电容器充满电后所带的电荷量较大 D . 曲线2对应的情况下电容器充满电后所带的电荷量较大

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19. (2023高三上·广州月考) 如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图，极板 $\text{[math]}$ 固定、极板 $\text{[math]}$ 可动．人起步时，若 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两极板距离增大，则
（）

A . 电容器的电容减小 B . 两极板间的场强变小 C . 电容器的带电量变大 D . 电流由 $\text{[math]}$ 经电流表流向 $\text{[math]}$

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20. (2023高二上·福田期末) 如图所示为某手机内部加速度传感器的俯视图，M、N为电容器的两极板，M板固定在手机上，N板通过两个完全相同的水平弹簧与手机相连，电容器充电后与电源断开。手机静止时，M、N间距离为d₀ ，弹簧为原长状态，电压传感器示数为 $\text{[math]}$ 。不计摩擦，若手机在水平面内运动的加速度如图中所示，则（）

A . M、N间距离将小于d₀ ，电容器的电容变大 B . M、N间距离将大于d₀ ，电容器的电容变小 C . M、N板间的电场强度变小 D . 电压传感器的示数大于U₀

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21. (2024高二上·清远期末) 运动步数的测量是通过手机内电容式传感器实现的。其原理如图所示， $\text{[math]}$ 为定值电阻， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为电容器两极板，极板 $\text{[math]}$ 固定，极板 $\text{[math]}$ 与两轻弹簧连接，极板 $\text{[math]}$ 可动。人行走时，若 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两极板距离变小，则（）

A . 电容器的电容增大 B . 两极板间的电场强度变小 C . 电容器的带电量减小 D . 电流由 $\text{[math]}$ 经电流表流向 $\text{[math]}$

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22. (2024高三上·太原期末) 如图所示，平行板电容器两极板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与直流电源 $\text{[math]}$ 、理想二极管连接，电源负极接地。初始时电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴在电容器中的 $\text{[math]}$ 点恰好能处于静止状态。下列说法正确的是（）

A . 将极板 $\text{[math]}$ 向下平移后，油滴在 $\text{[math]}$ 点的电势能 $\text{[math]}$ 增大 B . 将极板 $\text{[math]}$ 向下平移后，油滴在 $\text{[math]}$ 点的电势能 $\text{[math]}$ 增大 C . 将极板 $\text{[math]}$ 向下平移后，带电油滴静止不动 D . 将极板 $\text{[math]}$ 向左平移一小段距离后， $\text{[math]}$ 点的电势升高

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23. (2020高二上·望谟期末) 如图所示，充电后与电源断开的平行板电容器水平放置，电容器之间有一带正电的油滴处于静止状态。下列操作中能使该油滴始终保持静止状态的是（　　）

A . 将上板向左平移一小段距离 B . 将下板向左平移一小段距离 C . 将上板向下平移一小段距离 D . 将下板向下平移一小段距离

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24. (2022高二上·重庆市期末) 平行板电容器 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 水平放置，如图所示连接在电路中，电源内阻不计， $\text{[math]}$ 平行板的正对面积小于 $\text{[math]}$ 平行板的正对面积，两板间的距离相等， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 两板间一点， $\text{[math]}$ 下板接地，则下列判断正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 两板间电场强度小于 $\text{[math]}$ 两板间电场强度 B . $\text{[math]}$ 的带电量小于 $\text{[math]}$ 的带电量 C . 将一陶瓷板插入 $\text{[math]}$ 板间， $\text{[math]}$ 的带电量增加 D . 将一陶瓷板插入 $\text{[math]}$ 板间过程中， $\text{[math]}$ 点电势升高

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三、非选择题

25. (2024高二上·潮州期末) 如图所示为观察电容器的充、放电现象的实验电路图。当把开关 $\text{[math]}$ 拨到 $\text{[math]}$ 后电容器 $\text{[math]}$ 选填“充电”或“放电” $\text{[math]}$ ，再将开关 $\text{[math]}$ 拨到 $\text{[math]}$ 后，流经 $\text{[math]}$ 的电流方向是 $\text{[math]}$ 选填“从左往右”或“从右往左” $\text{[math]}$ 。

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26. (2024高二上·本溪期末) 如图所示为研究决定平行板电容器电容因素的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，N板固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，M板和静电计的金属壳都通过导线接地（取大地的电势为零），M板上装有绝缘手柄，可以执手柄控制M板的位置。给电容器充上一定的电荷量，静电计指针张开一定角度。若仅将两极板间的距离增大，则静电计指针的偏角将（选填“变大”“不变”或“变小”）；若仅将M沿平行板向上（或向下）移动一段距离以减小两极板间的正对面积，则静电计指针的偏角将（选填“变大”“不变”或“变小”）；若在两极板间插入云母片，且保持其他条件不变，则静电计指针的偏角将（选填“变大”“不变”或“变小”）；若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，则静电计指针偏角将（选填“变大”“不变”或“变小”），稳定后金属板P内部各点的电场强度大小（选填“为零”或“不为零”），金属板P内部各点的电势（选填“为零”或“不为零”）。

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27. (2023高二上·怀仁期中) 如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。实验时，给平行板电容器充电后，可观察到静电计指针偏转一定角度。当增大两极板间距离时，可观察到静电计指针的偏角变大，说明两极板间的变大（选填“电势差”或“电荷量”），这时电容（选填“增大”或“减小”）。

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28. (2023高二上·佛山月考) 某同学利用如图所示的装置来研究平行板电容器电容的影响因素。
1. （1）对该装置理解正确的是（）
  
  A . 操作过程中，可认为A、B两板间的电压始终不变 B . 操作过程中，可认为A、B两板间的场强始终不变 C . 操作过程中，可认为A、B两板间的带电量始终不变 D . 操作过程中，可认为电容器的电容始终不变
2. （2）当手持绝缘柄将A板向左平移时，静电计指针张角将；将A板向上平移时，静电计指针张角将。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
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29. (2023高二上·静海月考) 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中已充电的电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。
1. （1）当板间距离增大时（如图①），我们会看到静电计指针的偏角，由此可知电容器的电容；（填“增大”、“减小”或“不变”）
2. （2）当正对面积减小时（如图②），我们会看到静电计指针的偏角，由此可知电容器的电容；（填“增大”、“减小”或“不变”）
3. （3）当两板间插入电介质时（如图③），我们会看到静电计指针的偏角，由此可知电容器的电容；（填“增大”、“减小”或“不变”）
4. （4）本实验过程使用的实验方法是
  A．等效替代法 B．控制变量法 C．转换法 D．比较法
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30. (2023高二上·广州月考) 如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为 $\text{[math]}$ ， A极板接地。求：
1. （1）平行板电容器的电容；
2. （2）平行板电容器两板之间的电场强度；
3. （3）距B板为2cm的C点处的电势。
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