2022-2023学年粤教版高中物理课时评价作业（六）电容器与电容

课时评价作业（六）

电容器与电容

A级合格达标

1.如图是一个电解电容器，由标注的参数可知（）

FENJK

AY

'000MF450*

~40-*85^

A.电容器的击穿电压为450V

B.当电容器的电压低于450V时，电容器无法工作

C.给电容器加90V电压时，电容器的电容为200好

D.电容器允许容纳的最大电荷量为0.45C

解析：由标注的参数值可知，450V指的是工作的额定电压，不是击穿电压，低于450V的

时候，电容器也可以工作，故A、B错误；电容器的电容值由其内部构造所决定，与其工作

电压无关，故C错误；由C=，可得，Q=UC=45OVX1000X10-6F=O.45C,故D正确.

答案：D

2.如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另

一个极板同时接地，静电计指针的偏转角度反映电容器两极板间的电势差.实验中极板上的

电荷量保持不变，设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为也

下列关于实验现象的描述正确的是（）

A.保持S不变，增大",则。不变

B.保持S不变,减小d,则。变小

C.保持d不变，减小S,则。变小

D.保持S、d不变，在两板间插入电介质，则。变大

解析：根据C=V4可知，保持S不变，增大d,则C变小，根据。=°可知，U变大，则，

471kdC

变大；同理可知保持S不变，减小乩则C变大，U变小，则。变小，故A错误，B正确.

根据c=-^••可知，保持d不变，减小S,则C变小，根据U=2可知，U变大，则6变大，

471kdC

故C项错误.根据c=-^-可知，保持S、d不变，在两极板间插入电介质，则C变大；极板

4nkd

上的电荷量。不变，据。=此知，两板间的电势差减小，静电计指针偏角。减小，故D项错

误.故选B.

答案：B

3.电容器是一种能储存电荷的电学元件.两个彼此绝缘又相距很近的导体，就构成一个简单的

电容器.电容器储存电荷的特性可以用电容C来表征.在电容器充电过程中，F列说法正确的

是（）

A.电容器所带的电荷量逐渐减小

B.电容器所带的电荷量逐渐增大

C.电容器两极间的电势差保持不变

D.电容器两极间的电势差逐渐减小

解析：电容器在充电过程中，电荷量逐渐增大，故B正确，A错误；根据可知，两极

板的电压逐渐增大，故C、D错误.故选B.

答案：B

4.如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b,与能在

声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜。通过导线与恒定电源两极相接,若声源

S沿水平方向做有规律的振动，则（）

A.”振动过程中，成板间的电场强度不变

B.a振动过程中，油板所带电量不变

C.a振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流

D.a向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容量最大

解析：由于平行板电容器两极板与电池两极相连接，两极板间的电压U保持不变，根据场

强E=D可知，电场强度随着d变化而变化，选项A错误；。向右的位移最大时，两板间的

d

距离4最小，根据电容的决定式C=-^£可知，电容最大，选项D正确：由。=<7。可知，

471kd

6板所带电荷量随着。的变化而变化，选项B错误；由于0变化，使电容器出现充电、

放电现象，电流计中电流方向不断变化，选项C错误.故选D.

答案：D

5.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构

成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路

中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（）

A.电容器的电容增大

B.电容器带电荷量减少

C.电容器两极板间的场强增大

D.电阻R中的电流方向自右向左

解析：振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由。=送&可知电容器的电容减小，

4nkd

A选项错误；由可知，在。不变的情况下，C减小，则。减小，电容器处于放电状态，

R中电流方向自左向右，B选项正确，D选项错误；依据£=0可知，电容器两极板间的场

d

强减小，C选项错误.故选B.

答案：B

6.（多选）一位同学用底面半径为『的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器，用来测定瓶

内溶液深度的变化，如图所示，瓶的外壁涂有一层导电涂层和瓶内导电溶液构成电容器的两

极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间的一层塑料为绝缘介质，其厚度

为4,相对介电常数为3.设电源提供电压恒定为U,下列说法中正确的是（）

A.若打开阀门时，电流计中的电流方向是自下而上

B.若打开阀门时，电流计中的电流方向是自上而下

C.若关闭阀门，并向圆桶形塑料瓶中加导电溶液时，电流计的电流方向是自上而下

D.若关闭阀门，并向圆桶形塑料瓶中加导电溶液时，电流计的电流方向是自下而上

解析：若打开阀门时，导电溶液流出，则导电溶液与导电涂层之间的正对面积S减小，根据

c=至可知电容器电容c减小，由题图知电容器保持与电源连接，u不变，则根据c=0可

4mu

知电容器上的电荷量。减小，即电容器放电，由于导电涂层与电源正极相连，所以电流计

中的电流方向是自下而上，故A正确，B错误：若关闭阀门，并向圆桶形塑料瓶中加导电

溶液时，则导电溶液与导电涂层之间的正对面积增大，根据C=-^工可知电容器电容C增大，

由题图知电容器保持与电源连接，U不变，则根据C=§可知电容器上的电荷量0增大，即

电容器充电，所以电流计中的电流方向是自上而下，故C正确，D错误.故选AC.

答案：AC

7.（多选）电流传感器可以像电流表一样测量电流，可以捕捉到瞬间的电流变化，相当于一

个理想电流表用如图甲所示的电路来研究电容器的放电过程.实验时将开关S拨到1端，用

直流8V电压给电容器充电，待电路稳定后，将电流传感器打开，再将开关S拨到2端，电

容器通过电阻R放电.以S拨到2端时为/=0时刻，电流传感器测得的电流/随时间t变化

关系图像如图乙所示.根据题意，下列说法正确的是（）

21

接计算机新流'

传感器C9~=F~E,r

图甲观察电容器放电的电路图

//mA]

2f三二二二三三二三三二二三

三二二二二二二二二二二二二

1:二三二二二二二二二二二二

一二二一二二二二二二二二二二二二二二二二

一二二二二二二三三二二二二二二二二二二二二二

I,□□口口「口□口口_

00.12468〃s

图乙一个电容器放电的/“图像

A.由It图像可知，电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为3.2XIO-C

B.由It图像可知，电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为3.2C

C.此电容器的电容约为4.0X10-4F

D.此电容器的电容约为0.4F

解析：电容器所带的电荷量在数值上等于图像与坐标轴所包围的面积.纵坐标的每个小格为

0.2mA,横坐标的每个小格为0.4s,则每个小格所代表的电荷量数值为^=0.2X10-3X0.4C

=8X10-5C,曲线下包含的小正方形为40个（格数为38〜42都正确）；总放电荷量为。=

40X8X10-5C=3.2X10-3C,选项A正确，选项B错误.由电容器的计算公式，可得电容值

C=^=4X10"4F,选项C正确，选项D错误.故选AC.

U

答案：AC

B级等级提升

8.如图所示，直流电源、滑动变阻器及、平行板电容器C与电流计G连接，C的下极板接地,

开始时C不带电.现闭合开关，、S2,稳定后一带电油滴恰能静止在电容器中的尸点，下列

说法正确的是（）

A.保持两开关闭合，R的滑片上滑时，G中电流向上

B.保持两开关闭合，R的滑片下滑时，油滴向上运动

C.断开S2,C的下极板下移时，P点的电势升高

D.断开S2,C的上极板下移时，油滴的电势能减小

解析：保持两开关闭合，R的滑片上滑时，滑动变阻器的阻值变大，电容器两端的电压增大，

电容器处于充电状态，则G中电流向下，所以A错误；保持两开关闭合，R的滑片下滑时，

滑动变阻器的阻值变小，电容器两端的电压减小，电场强度减小，则油滴向下运动，所以B

错误；断开S2,电容器两极板之间电荷量保持不变，根据E=血丝可知，C的下极板下移

£rS

时，两极板间的场强保持不变，根据（fip-0F=UpT=Edpi,夕F=0可知，。的下极板下移时，

产点的电势升高，所以C正确；断开S2,电容器两极板之间电荷量保持不变，根据E=血丝

ErS

可知，。的上极板下移时，两极板间的场强保持不变，根据"一8下=以下=/下，0下=0可

知，。的上极板下移时，P点的电势不变，所以油滴的电势能保持不变，所以D错误：故选

C.

答案：C

9.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为0,板间距离为4,上

极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间尸点有一个

静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动段距离，下列说法正确的是（）

A.油滴带正电B.P点的电势不变

C.油滴向上运动D.静电计指针张角不变

解析：根据受力平衡可知，油滴的电场力方向向上，极板间电场向下，电场力与电场方向相

反，故油滴带负电，故A错误；根据C=，，①

电容的决定式C=/4,②

411kd

F=Eq,④

联立①②③④得出

U=4nkd0

一erS，

E=皿,

£rS

可知电场强度与极板间的距离无关，所以场强不变，所以油滴的电场力不变，不会运动，P

点与下极板间的距离不变，由Upo=（pp=Edp,,知P点、的电势不变,由。=幽也知，若将电

£tS

容器的上极板竖直向下移动段距离，则电势差变小，静电计指针张角变小，故B正确，C、

D错误.故选B.

答案：B

10.竖直放置的平行板电容器，两极板”、N所带电荷量分别为+。和一。，如图所示.带电

小球（电量为+q，质量为“），用绝缘丝线悬挂在两金属板之间，平衡时丝线与M板夹角

为。极板M固定不动，将极板N沿竖直方向上移一些，并保持两板间距不变，且不与带电

小球接触，则（）

+q

MN

A.电容器的电容C变大

B.丝线与极板M之间的夹角不变

C.电容器两板间电压变大

D.若将丝线剪断，小球在电场中将会做类平抛运动

解析：平行板电容器电容的决定式为C=",将极板N沿竖直方向上移一些，并保持两板

4nkd

间距不变，则S变小，所以C变小，故A错误；电容的定义式为C=习，由于C变小，而0

不变，所以U变大，故C正确；两极板间电场强度为E=U,由于U变大，而d不变，所

d

以E变大，对小球根据平衡条件以及力的合成与分解可得tan9=边，所以6变大，故B错

mg

误；若将丝线剪断，小球所受合外力恒定，将做初速度为零的匀加速直线运动，故D错误.

故选C.

答案：c

11.电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变

化图像.某同学利用电流传感器设计了图甲所示的电路来观察电容器充、放电过程.当他将开

关S接1时，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻7?放电，电流传感器

将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示.

（1）电容器充电完毕后，上极板带（选填“正电荷”或“负电荷”）.

⑵电容器放电时，通过电阻R的电流方向是（选填“由。到6”或“由6至la"）.

（3）已知图形与时间轴围成的面积表示电荷量，根据图像估算出电容器全部放电过程中释

放的电荷量为C,若该同学使用的电源电动势为6V,该电容器电容为

F（保留两位有效数字）.

（4）该同学又利用图2所示的电路，探究电路元件对电容器充电过程的影响#表示电阻，

£表示电源（不计内阻），他改变电路中元件的参数对同电容器进行两次充电，得到了两条

对应的《曲线，如图3所示.导致①②两条曲线不同是（选填"E”或"R”）的改

变造成的.

（5）电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用.对给定电容值为C的电容器充电，

无论采用何种充电方式，其两极间的电势差。随电荷量夕的变化图像都相同.请在图1中画

出Uq图像.类比直线运动中由IM图像求位移的方法，当两极间电压为U时，电容器所储存

的电能a=.

解析：（1）由题图可知，开关S接1时，电容器上极板与电源正极相连，充电完成后，上

极板带正电荷.(2)电容器放电时，电容器充当电源，由于上极板带正电，通过电阻R的电

流方向是由6到a.(3)根据。=〃可知图形与时间轴围成的面积表示电荷量，根据横轴与

纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为8X1O-5C,由大于半格算一个，小于半格舍去，因

此图像所包含的格子个数为38,所以释放的电荷量为q=8X10rCX3