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文档简介
电容器的动态分析-2026高考物理
电容器的劭态合新
目录
第一部分题型专练
【题型01】电容器电势差不变
【题型02】电容器电荷量不变
【题型03】电容器与静电计组合的动态分析
【题型04】电容器的串并联问题
第二部分重难集训
题型专练
【题型1电容器电势差不变】
1.(2025・河南•模拟预测)为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完,有人发明了一种利用电
容器原理实现的输液报警装置,电容器。的两极板夹在输液管两根h实物图和电路原理如图所示。闭合
产犬,当药液液面降低时,两极板之间介质由液体改变为气体,蜂鸣器3就会因通过特定方向的电流而
发出声音,电路中电表均为理想电表.根据以上说明,下列选项分析正确的是()
A.液面下降后,电容器两端电压变小B.液面下降后,电容器所带电量增大
C.液面下降时蜂鸣器电流由b流向。D.输液管较粗时,电容器容值会变大
2.(2025・河北•一•模)传感器广泛应用在我们的生产生活中,常用的计算机键盘就是一种传感器,每个键内
剖电路如图中所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器,两
金属片间有空气间隙。如图乙,在按键的过程中,下列说法正确的是()
A.计算机键盘使用的是光传感器B.电容器的电容和电荷量Q均减小
C.图甲中电流从“流向ND.电容器极板间的电场强度变大
3.(2025・陕西咸阳•二模)如图甲为一可变电容器,图乙为两个完全相同的半圆形平行金属板接在电路中,
尸始时两金属板正对,保持开关S闭合,将上侧金属板转过60°,同时将两板之间的距离增大到原来的
日,则调整前、后()
乙
A.两极板间的电压之比为2:3B.两极板间的电场强度之比为3:2
C.电容器的电容之比为3:2D.电容器的电量之比为2:3
4.(2025・湖北武汉•模拟预测)如图(a),把滑动变阻器R的滑片移动到某合适位置,先将开关S拨至U1,闭
合开关S2,足够长时间后,将开关Si拨到2,平行板电容器所带电荷量q随时间£变化的关系图像如图
0)中的曲线①。把滑动变阻器R的滑片往某个方向滑动,重复上述实验得到图(b)中的曲线②。下列
说法正确的是()
A.电容器放电过程,电路中电流一直增大
B.实验中滑动变阻器的滑片是向右滑动的
C.若在电容器中插入橡胶板,电容器所带电荷量的最大值会减小
D.断开开关,增大两极板间的距离,则板间的电场强度减小
5.(2026•广东惠州・二模)某种不导电溶液的相对介电常数品与浓度q的关系曲线如图(。)所示,将平行板
电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压也源、电阻A等连接成如图(b)所示的电路。闭合开关S
后,若增加溶液浓度,则()
图(b)
A.电容器的电容增大B.电容器所带电荷量减少
C.电容器两极板之间的电压减小D.浓度增加过程中,流过电阻△的电流方向向左
...........»
6.(多选)(2025•河北保定•一模)如图所示,A八N为导线与平行板电容器的连接点,平行板电容器水平放
置,下极板接地,电源两端电压恒定,一油滴恰能静止于平行板的中间尸点。若将两极板分别绕过M、N
两点的轴在纸面内顺时针转过相同的角度,如图中虚线所示。下列说法正确的是()
M
•P
N
A.尸点的电势不变B.油滴将水平向右做匀加速直线运动
C.油滴在极板间运动过程中电势能增加D.油滴在极板间运动过程中重力势能增加
【题型2电容器电荷量不变】
7.(2025・天津南开•一模)电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统,传感器的核心部件为山一块固定
极板和一块可前后移动的极板组成的平行板电容器,可移动极板的移动距离与汽车的加速度大小成正
比。已知电容器所带电荷量始终保持不变,当汽车速度减小时,由于惯性导致极板之间的相对位
置发生变化,电容器M、N两极板之间的电压减小,当电压减小到某一值时,安全气囊弹出。则减速过程
该电容器()
A.电容减小B.M、N两极板间的距离减小
C.极板间的电场强度增大D.M板为可移动极板
8.(2025♦广东揭阳•二模)如图是“自电容”传感器的工作原理示意图。感应电极上带有一定量的正电荷,当
手指靠近感应电极时,测量感应电极与手指间的电容变化,可以实现对手指靠近过程的检测。对于手指
靠近的过程,下列说法正确的是()
A.手指尖端感应出正电荷B.感应电极的电势比手的电势低
C.感应电极与手之间的场强逐渐增大D.感应电极与手之间的场强保持不变
9.(2025・湖北•模拟预测)在真空中有一平行板电容器,两极板正对面积为S,两极板间距为小电容器充电
结束后带电荷量为Q,断开与电源的连接,忽略电容器极板边缘效应,设两极板之间是匀强电场,则下列
说法正确的是()
A.两极板间引力大小为2kg
d-
B.两极板间引力大小为电挈
C.若将两极板间距增大Ad,则外力克服电场力做功2婴Ad
D.若将两极板间距增大Ad,则外力克服电场力做功kgAd
10.(多选)(2025•天津河西•一模)如图所示,水平放置的平行板电容器充电后断开电源,上极板力带负电,下
极板6接地,在两极板间的P点固定一个负电荷。现将电容器的上极板A竖直向上移动一小段距离d,
移动之后尸点的电势为夕P、负电荷在尸点具有的电势能为号,、极板A与尸点之间的电势差为心外两极
板之间电场强度的大小为以下四个图像中,图线形状正确的是()
+----------------------------B
【题型3电容器与静电计组合的动态分析】
11.(多选)(2025•山西•模拟预测)平行板电容器、静电计、理想二极管(正向电阻为0,反向电阻无穷大)与内
阻不计的电源连接成如图所示的电路。电容器的左极板固定,右极板为可动极板,极板中某点P的电势
为W。设静电计的张角为G,若将右极板向左移动少许后。下列说法中正确的是()
A.电容器的电容C减小B.两板间的场强E不变
C.静电计的张角J变小D.P点的电势p减小
12.(2025•宁夏银川・模拟预测)在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向
右移动时,通过相关参量的变化可以将力定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关
接2。则下列说法正确的是()
A.开关接1时,/增大,平行板电容器的电荷量增大
B.开关接1时,①减小,电路中的电流沿顺时针方向
C.开关接2时•,c减小,静电计的指针偏角增大
D.开关接2时,z增大,平行板间的电场强度不变
13.(多选)(2025•福建福州•三模)如图所示,平行板电容器两极板水平放置,上极板带正电,与静电计相连。
静电计外壳与下极板接地。一带电微粒以•初速度平行于极板射入,怡能沿直线穿过电容器。带电静
电计的内部空间分布电场,等势面分布如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是()
A.微粒带负电
!B.P点和Q点电势相同
:C.将上极板向上平移,静电计指针张角增大
Q................
D.将上极板向上平移,将带电微粒从同一位置平行于极板射入,电势能可能增大
【题型4电容器的串并联问题】
14.(2025•江西新余•模拟预测)两平行板电容器甲、乙按如图所示方式连接。保持滑动变阻器的滑片位置不
变,把电容器乙的右侧极板向右移动一小段距离。设电容器干、乙的电容分别为G、C2,所带电荷量分别
为6、《2,两极间电压分别为,、5,与移动前相比,下列说法正确的是()
A.G不变,。2增大B.%增大,q.2减小C.,减小增大D.%、q2之和保持不变
15.(2025・湖北•一模)电容式加速度传感器具有体积小、重量轻、精度高、可靠性好等优点,在航空、汽车、医
疗设备等领域均有广泛的应用,其结构如图所示。基座内部可以看成由上下两个电容分别为G、G的
电容器组成,当基座具有沿箭头方向的加速度时,质量块将相对基座产生位移而使电容器的电容发生变
化。已知上、下极板间电压恒定,则()
A.当基座做匀速直线运动时,G减小,。2增加
B.当质量块向上极板靠近时・,G减小,增加
C.可根据两电容器的电压变化来判断基座的加速度
D.可根据两电容器的电量变化来判断基座的加速度
16.(多选)(2025•黑龙江•二模)如图所示的电路中,电容器甲、乙通过导线连接,闭合开关S一段时间后,电
容器乙两极板间的带电液滴恰好静止。现将开关S断开,随后将电容器甲的下极板向上平移少许,下列
说法正确的是()
甲
⑥
A.电容器甲的电容减小B.电容器乙两极板间的电压减小
C.液滴将向上运动D.流过灵敏电流计的电流方向向右
重难集训
17.(2025•黑龙江哈尔滨•二模)某同学设计了一种基于平行板电容器的湿度传感器,用于检测环境湿度变
化。其原理如图所示,电容器下极板固定,上极板通过吸湿材料与支架连接,可随湿度变化上下移动。
闭合开关,已知当环境湿度增加时,吸湿材料体积膨胀,反之体积缩小,从而改变极板间距。已知电源电
利势为E,内阻为rWO,滑动变阻器最大阻值为A,灵敏电流计G可检测微小电流。下列说法正确的是
()
A.环境湿度升高时•,极板间电场强度不变
B.滑动变阻器滑片向下滑动时,电流计中将通过从。到b的电流
C.保持滑动变阻器接入电路阻值不变,若流经电流计电流方向为从a到b,说明环境湿度升高
D.断开开关后,电流计上会有从b到。的短暂电流
18.A1、N可以视作平行板电容器的两个极板,将平行板电容器与电键K,电阻区和电源连接成如图所示的
电路,N板接地。电源的右接线柱连电源的正极,河板在图中位置时与N板正好对齐。则下列
说法正确的是()
R
A.电键K闭合一段时问后,将M板由“2”位置移至“1”位置过程中,电阻A中有向左流动的电流
B.电键K闭合一段时间后,将M板由“2”位置移至“3”位置过程中,电阻A中有向右流动的电流
C.电键K断开一段时间后,M板由“2”位置移至“1”位置,M板电势将升高
D.电键K断开一段时间后,M板由“2”位置移至“1”位置,M板电势将降低
19.(2025•江苏南京•模拟预测)如图所示,两块彼此绝缘的金属极力、6水平平行放置并与一个电源相连,其
中石板接地。开关S闭合后,在A、8两板间。点处有一个质量为加、电荷量为q的油滴恰好处于静止
状态。下列说法正确的是()
A
•C
1B
A.若将S断开,再将A板向左移动一小段位移,油滴向下运动
B.若将S断开,再将3板向下平移一小段位移,油滴的电势能变小
C保持S闭合,再将/板向上平移一小段位移,C点电势升高
D.保持S闭合,再将6板向左移动一小段位移,电容器带电量增大
20.(2025・广西南宁•模拟预测)如图所示,电路中。为二极管,耳为滑动变阻器,H为磁敏电阻,磁敏电阻
的阻值随所处空间磁场的增强而增大,水平放置在真空中的平行板电容器上板接地,极板间的P点固定
有带电量很小的负电荷,下列说法正确的是()
A.仅将凡的滑片向下移动,电容器极板间的电压减小
B.仅将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻,电容器极板间的电压减小
C.仅将电容器的下板稍向上移,2点处负电荷的电势能增大
D.仅将电容器的下板稍向左移,电容器极板间的电场强度不变
21.(多选)(2025•广东惠州•模拟预测)可拉伸电容器在智能穿戴等柔性电子产品中应用广泛,其核心结构由
可变形电极和离子凝胶电介质组成,如图所示。当电容器拉伸时,极板面积S和电介质的厚度d均发生
变化。其体积U=Sd保持不变。充电后与电源断开的电容器。在缓慢左右绝缘拉伸过程中,下列判断
正确的是()
可变形电极电介质
A.电容器的电荷量不变B.电容器两电极间电压不变
C.电容器的电容与d成正比D.电容器中的电场强度与d成正比,
22.(多选)(2025•四川•模拟预测)一物理兴趣小组的同学将两个相同电容器的上极板用导线相连,下极板均:
接地,如图甲所示。另一组同学在两个电容器上极板间接入一理想二极管,如图乙所示。让两组电容器:
.............G
的上极板分别带电后,两组同学观察到两电容器中间相同的带负电油滴均处于静止状态。下列说法正
确的是()
A.若将图甲中6极板稍向上平移,”将向上动,N将向下动
B.若将图甲中,极板稍向上平移,河和N均不动
C.若将图乙中R极板稍向上平移,。和Q均不动
D.若将图乙中E极板稍向上平移,Q处电势将减小
23.(多选)(2025・湖南•模拟预测)如图1所示,面积均为S的正对平行金属板A、石构成电容器,充电后与电
源断开.八板带F电荷Q.板间距为小现将厚度为限面积为S的铜板置于4、QiF中间,铜板卜表面用
Q表示,下表面用b表示,如图2所示。设空气的相对介电常数£,=1,静电力常量为k,则下列说法正确
的是()
A.图1中板间电场强度大小"=生警
B.1、2两图中板间电压之比为:
h
C.图2中铜板内部场强处处为0
D.铜板下表面b的感应电荷在铜板中心处产生的场强大小为名挈
24.(多选)(2025•重庆永川♦模拟预测)手机导航要依靠手机中内置的加速度传感器,如图所示为手机内电容
式加速度传感器的原理图,”和N为平行板电容器两极板,。、。、£、N板均与手机固定,M板两端与
两轻弹簧连接,当手机的加速度变化时,M板只能按图中标识的“前后”方向运动,图中R为定值电阻。
下列判断正确的是()
R
M
前
左一卜右
后
A.匀速运动时・,N板带正电荷,电流表中无电流流过
B.匀速运动时,N板带正电荷,电流由b向。流过电流表
C.向前加速时,若加速度增大,电流由b向。流过电流表
D.保持向前的匀加速运动时,之间的电场强度变大
............即
♦M餐妁劭忠g•布
目录
第一部分题型专练
【题型01】电容叁电势毫不变
【题型02】电容片电荷量不变
【题型03】电容片与A电计组合的动态分析
【题型04】电容号的串并取问题
第二部分重难集训
题型专练
【题型1电容器电势差不变】
1.(2025・河南•模拟预测)为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完,有人发明了一种利用电
容器原理实现的输液报警装置,电容器。的两极板夹在输液管两根h实物图和电路原理如图所示。闭合
产犬,当药液液面降低时,两极板之间介质由液体改变为气体,蜂鸣器方就会因通过特定方向的电流而
发出声音,电路中电表均为理想电表.根据以上说明,下列选项分析正确的是()
自
甲
A.液面下降后,电容器两端电压变小B.液面下降后,电容器所带电量增大
C.液面下降时蜂鸣器电流由b流向。D.输液管较粗时,电容器容值会变大
【答案】C
【详解】4.开关闭合稳定时,电容器两端电压等于电源电动势,即液面下降稳定后,电容器两端电压不
变,A错误:
B.根据电容0=盖
液面下降,极板之间的介电常数金减小,则电容减小,极板之间电压不变,结合。=多
贝]电容器所带电量减少,6错误;
C.根据图示可知,电容器右侧极板带负电,结合上述,液面下降时,极板所带电荷量减少,即右侧极板失
去电子,电子从a向b运动,则蜂鸣器电流由b流向Q,。正确:
D.结合上述可知,输液管较粗时,极板之间间距增大,则也笈器的也容变小,。错误。
故选C。
2.(2025・河北•一模)传感器广泛应用在我们的生产生活中,常用的计算机键盘就是一种传感器,每个键内
部电路如图中所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器,两
金属片间有空气间隙。如图乙,在按键的过程中,下列说法正确的是()
A.计算机键盘使用的是光传感器B.电容器的电容和电荷量Q均减小
C.图甲中电流从M流向ND.电容器极板间的电场强度变大
【答案】。
【详解】人.根据题意可知,计算机键盘使用的是电容传感器,故/错误:
BCD.在按键的过程中,电容器两板间距d减小,则由。二4二
4成d
可知,电容器的电容C增大,两板电压。一定,根据Q=CU
可知也容器的电量Q增加,电容器充电,则图中电流从N流向电容器极板间的电场强度上=与增
a
大,故错误、。正确。
故选。。
3.(2025・陕西咸阳•二模)如图甲为一可变电容器,图乙为两个完全相同的半圆形平行金属板接在电路中,
开始时两金属板正对,保持开关S闭合,将上侧金属板转过60°,同时将两板之间的距离增大到原来的
(则调整前、后()
乙
A.两极板间的电压之比为2:3B.两极板间的电场强度之比为3:2
C.电容器的电容之比为3:2D.电容器的电量之比为2:3
【答案】B
【详解】幺.保持开关S闭合,电容器两端的电压保持不变,则两极板间的电压之比为1:1,故若错误;
B.对电容器,两极板的电场强度为石=二
a
故EI:E2=心:&=3:2
B正确;
C.根据电容器电容的决定式
4KKa
又S「S2=1q=3:2,内必=2:3;
O
联立解得CiG=Sxd2:S2d{=9:4
故。错误::
D.电,容器的也量为(2=。。
一一一一.......…一..…B
可得Q/Q2=G:C2=9:4
狡。错误。
故选6。
4.(2025•湖北武汉•模拟预测)如图(a),把滑动变阻器R的滑片移动到某合适位置,先将开关S拨到1,闭
合开关S2,足够长时间后,将开关Si拨到2,平行板电容器所带电荷量q随时间1变化的关系图像如图
位)中的曲线①。把滑动变阻器R的滑片往某个方向滑动,重复上述实验得到图(b)中的曲线②。下列
说法正确的是()
A.电容器放电过程,电路中电流一直增大
B.实验中滑动变阻器的滑片是向右滑动的
C.若在电容器中插入橡胶板,电容器所带电荷量的最大值会减小
D.断开开关,增大两极板间的距离,则板间的电场强度减小
【答案】B
【知识点】电容器的充放电与储能、电容器的动态分析(U不变)
【详解】8.电容器放电过程,电容器两端电压不断减小,放电电流不断减小直至为零,力错误;
B.曲线②下降的更慢,图线的斜率小,而q—土图线的斜率反映电流的大小,则说明第二次电阻更大,滑
动变阻器往右移动,B正确;
C.在电容器中插入橡胶板,根据电容器电容公式。=守7,电介质的介电常数&增大,电容器的电容
。增大,由q=CU,两端电压U为也源电压不变,则q变大,。错误;
D.开关断开,电容器的所带电荷量不变,增大两极板的距离d,由。=守7知,电容器的电容。减小,
4fc7ra
板间的电场强度E=曰=£■=坐?不变,。错误。
aCdeb
故选B。
5.(2026・广东惠州・二模)某种不导电溶液的相对介电常数金与浓度G”的关系曲线如图(。)所示,将平行板
电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压电源、电阻A等连接成如图(b)所示的电路。闭合开关S
后,若增加溶液浓度,则()
5t8^1
图(b)
A.电容器的电容增大B.电容器所带电荷量减少
C.电容器两极板之间的电压减小D.浓度增加过程中,流过电阻R的电流方向向左
【答案】B
【详解】4.由图(Q)知,浓度增大时金减小,电容公式。=舁7,故电容C减小,故4错娱;
B.由Q=CU,两极板电压U不变,C减小则Q减少,故B正确;
C.平行板电容器与恒压电源连接,两极板电压U不变,故C错误;
D.Q减小,电容器放电,电流从电容器正极板流出,流过电阻△的电流方向向右,故。错误。
故选6。
6.(多选)(2025.河北保定.一模)如图所示,A/、N为导线与平夕亍板电容器的连接点,平行板电容器水平放
置,下极板接地,电源两端电压恒定,一油滴恰能静止于平行板的中间尸点。若将两极板分别绕过M、N
两点的轴在纸面内顺时针转过相同的角度,如图中虚线所示,下列说法正确的是()
、、、
•P
、、、
N
A.P点的电势不变B.油滴将水平向右做匀加速直线运动
C.油滴在极板间运动过程中电势能增加D.油滴在极板间运动过程中重力势能增加
【答案】4?
【详解】力.由于电容器始终与电源相连,两极板的电势差仍为U,又由于尸点仍处于板的中间,由于电
容器始终与电源相连,两极板的电势差仍为U,故电势
可见「点的电势不变,4正确:
B.设原来两极板间距为d,两极板的电势差为U,带电油滴处于静止状态,则mg=q§
a
当两极板分别绕过四、N两点的轴在纸面内顺时针转过相同的角度夕后,两极板间距变为d'=dcos。
由于电容器始终与电源相连,两极板的电势差仍为U,故此时极板间的也场强度£;'=/」
dcosU
电场力在竖直方向的分力F=qEfcos3=q与=mg
a
所以带电油滴的合力方向恰好水平向右,故油滴沿水平方向句右做初速度为零的匀加速直线运动,3正
确;
C'.油滴向右运动过程中电场力做正功,油滴的电势能不断减少,。错误;
O.油滴沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动,竖直高度不发生变化,故重力势能不变,。
错误。
故选43。
【题型2电容器电荷量不变】
7.(2025・天津南开•一模)电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统,传感器的核心部件为由一块固定
极板和一块可前后移动的极板组成的平行板电容器,可移动极板的移动距离与汽车的加速度大小成正
比。已知电容器所带电荷量始终保持不变,当汽车速度减小时,由于惯性导致极板M、N之间的相对位
置发生变化,电容器M、N两极板之间的电压减小,当电压减小到某一值时,安全气囊弹出。则减速过程
该电容器()
A.电容减小B.A/、N两极板间的距离减小
C.极板间的电场强度增大D.M板为可移动极板
【答案】Z?
【详解】A.因为电荷量。不变,电压U减小,根据C=等
可知电容增大,故4错误;
B.因为C增大,根据。=告今
4Md
则M、N两极板间的距离d减小,故8正确;
C.极板间电场强度后=?
a
又因为。=冬,。=鼻
UAjckd.
联立解得石=竺?
可知电场强度不变,故。错误;
D.当汽车速度减小时,可移动极板因为惯性速度没来的及变化相对汽车向前运动,两极板间的
距离减小,则N板为可移动极板,故。错误。
故选B。
8.(2025•广.东揭阳•二模)如图是“自电容”传感器的工作原理示意图。感应电极上带有一定量的正电荷,当
手指靠近感应电极时,测量感应电极与手指间的电容变化,可以实现对手指靠近过程的检测。对于手指
靠近的过程,下列说法正确的是()
q..................
或,1%也处迪姓坐逢量必此
A.手指尖端感应出正电荷B.感应电极的电势比手的电势低
C.感应电极与手之间的场强逐渐增大D.感应电极与手之间的场强保持不变
恪蒙】C
【详解】人.感应电极带正电,由静电感应知,手指尖端感应出负电荷,故人错误;
B.电场线从正电荷指向负电荷,“沿电场线方向电势逐渐降低”知,感应电极的电势比手的电势高,故
E错误;
CD.将门锁与手之间看作一个电容器,由和后=与
4成dUd
可得电场强度£=上缪
由于随着手与感应电极靠近,门锁近手端电荷密度越来越大,即。越来越大,则感应电极与手之间的场
强逐渐增大,故C正确,。错误。
故选C。
9.(2025・湖北•模拟预测)在真空中有一平行板电容器,两极板正对面积为S,两极板间距为d,电容器充电
结束后带电荷量为Q,断开与电源的连接,忽略电容器极板边缘效应,设两极板之间是匀强电场,则下列
说法正确的是()
A.两极板间引力大小为2k・
B.两极板间引力大小为4'产
C.若将两极板间距增大Ad,则外力克服电场力做功之挈Ad
D.若将两极板间距增大Ad,则外力克服电场力做功kgAd
d-
【答案】C
【详解】4B.平行板电容器的电容=冬
4成dU
平行板电容器充电结束后内部为匀强电场,电场强度£;=§■=&嘤
aS
这里电.场强度E为正极板和负极板分别产生的电场强度的矢量和,因为正、负极板在电容器内部产生的
电场强度大小相等、方向相同,所以正负极板产生的电场强度后+=后_=导=工嘤
则两极板间引力大小为口二七一・(2=七+・。=2考上,
bI
故46错误;
CD.电容器充电结束后极板间电场强度与间距无关,所以将两极板间距增大Ad,则外力克服电场力做
...............................S
~,2兀/叱.
切IV=F'd=---Aad
故。正确,。错误。
故选C。
10.(多选)(2025.天津河西•一模)如图所示,水平放置的平行板电容器充电后断开电源,上极板/带负电,下
极板石接地,在两极板间的P点固定一个负电荷。现将电容器的上极板A竖直向上移动一小段距离小
移动之后P点的电势为WP、负电荷在P点具有的电势能为后、极板A与。点之间的电势差为U”、两极
板之间电场强度的大小为E。以下四个图像中,图线形状正确的是()
【答案】4c
【详解】O.平行板电容器充电后断开电源,所以电容器的电荷量不变,将电容器的上极板4竖直向上移
动一小段距离d,根据。二年工
4冗kd
可知电容变小,根据。=?
只有片=乌
a
解得E=电等
可知场强不变,故。错误;
A.下极板接地,P点与下极板间的电势差保持不变,所以P点的电势不变,故人正确:
B,根据Ep=q@
q为负值,3为正值,所以负电荷在尸点具有的电势能为负值,且不变,故2?错误;
C.根据4「=0人-0户-8尸=一石必整一0尸
教。正确C
故选AC。
【题型3电容器与静电计组合的动态分析】
11.(多选)(2025•山西•模拟预测)平行板电容器、静电计、理想二极管(正向电阻为0,反向电同无穷大)与内
阻不计的电源连接成如图所示的电路。电容器的左极板固定,右极板为可动极板,极板中某点尸的电势
为W。设静电计的张角为。,若将右极板向左移动少许后。下列说法中正确的是()
A.电容器的电容。减小B.两板间的场强后不变
C.静电计的张角。变小D.P点的电势9减小
【答案】6C
【详解】力.右极板向左移动少许后,电容器两极板间距离减小,根据。=畀7可知电容C增大,力错
47M
误;
B.由于二极管反向电阻无穷大,故电容器电荷量(2不变,联立。=冬,。=舁7,。=后4可得后=
u4成d
4MQ
s,S
战场强E不变,6正确;
CD.两极板间电压U=g减小,右极板电势降低,静电计张角。变小,。点到左极板的间距不变,根据
U=Ed可知,P点也势0不变,。正确,。错误。
故选BC。
12.(2025•宁夏银川・模拟预测)在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体4相连,当电介质向左或向
右移动时,通过相关参量的变化可以将4定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关
接2。则下列说法正确的是()
A.开关接1时,,增大,平行板电容器的电荷量增大:
B.开关接1时,c减小,电路中的电流沿顺时针方向:
C.开关接2时,/减小,静电计的指针偏角增大:
.............G
D.开关接2时,出增大,平行板间的电场强度不变
【答案】笈
【详解】开关接1时,平行板电容器两极板间电压U恒定,⑦增大,则相对介电常数酊减小,根据。=
畀7可知,电容。减小,根据可知,平行板电容器的电荷量Q减小,故人错误;
471kdU
B.由上述分析可知,开关接1时,/减小,则平行板电容器的电荷量Q增大,电源为电容器充电,电路中
的电流沿顺时针方向,故6正确;
CD.开关接2时,平行板电容器的电荷量Q不变,①减小,则电容。增大,根据。=等可知,电容器两
极板间的电压U减小,静电计的指针偏角减小,又根据后=与可知,c增大,则平行板间的电场强度增
d
大,故CD错误。
故选6。
13.(多选)(2025•福建福州•三模)如图所示,平行板电容器两极板水平放置,上极板带正电,与静电计相连。
静电计外壳与下极板接地。一带电微粒以一初速度平行于极板射入,恰能沿直线穿过电容器。带电静
电计的内部空间分布电场,等势面分布如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是()
A.微粒带负电
B.。点和Q点电势相同
C.将上极板向上平移,静电计指针张角增大
D.将上极板向上平移,将带电微粒从同一位置平行于极板射入,电势能可能增大
【答案】47
【详解】带电微粒受力平衡,则其带负电,故4正确;
B.由图可知,P点电,势比Q点高,故B错误;
C.上极板向上平移时,由,且可知平行极板的电容。减小,则板间也压U增大,即静也计指针张
角增大,故C正确;
D.由。=书,则
4位dCsrS
则场强E=^=曳挈不变,粒子仍然能沿原来的直线运动,但所在位置的电势也不变,则带电微粒的
asrS
电势能不变,故。错误。
故选力C。
【题型4电容器的串并联问题】
14.(2025•江西新余•模拟预测)两平行板电容器甲、乙按如图所示方式连接。保持滑动变阻器的滑片位置不
变,把电容器乙的右侧极板向右移动一小段距离。设电容器甲、乙的电容分别为G、C2,所带电荷量分别
为3、g,两极间电压分别为与移动前相比,下列说法正确的是()
A.G不变,增大B.4增大,q,2减小C.U减小,U增大D.6、6之和保持不变
【答案】C
【详解】A.电容器的带电方式为感应起电,所以两电容器所带电荷量始终相等,有6=小。滑动变阻器
的滑片位置不变,则两电容器的电压之和不变,有5+U为定值。电容器乙的右极板向右移动,使G减
小,而G不变,故力错误;
BD.根据黑+黑为定值,G减小,G不变,得6、q-i均减小,故BD错误:
C.由于3减小,c不变,则口:=舞减小,所以5增大,故C正确。
故选。。
15.(2025・湖北•一模)电容式加速度传感器具有体积小、重量轻、精度高、可靠性好等优点,在航空、汽车、医
疗设备等领域均有广泛的应用,其结构如图所示。基座内部可以看成由上下两个电容分别为G、C2的
电容器组成,当基座具有沿箭头方向的加速度时,质量块将相对基座产生位移而使电容器的电容发生变
化。已知上、下极板间电压恒定,则()
基座C2下极板
A.当基座做匀速直线运动时,G减小,增加
B.当质量块向上极板靠近时,G减小,G增加
C.可根据两电容器的电压变化来判断基座的加速度
D.可根据两电容器的电量变化来判断基座的加速度
【答案】C
【详解】4匀速运动时,质量块相对于上下极板间的距离均不变,根据。=若7可知,G、C2大小均不
4,RKd।
变,故A错误;
B.当质量块向上极板靠近时,知G板间距减小,。2板间距增大,根据C=若y可知,G增大,。2减
471kd;
小,故8错误;
...............0
CD.可知两电容器也压之和不变,即
U\+U?=U
由。=等,°=嘉,可知
rr_4欣d]Qi]4成心Q2
&+必=d
Qi=Q2
用以两电容器带电量相等且不变,而各自电压均随加速度而发生变化,故C正确,。错误。
故选C。
16.(多选)(2025•黑龙江•二模)如图所示的电路中,电容器甲、乙通过导线连接,闭合开关S一段时间后,电
容器乙两极板间的带电液滴恰好静止。现将开关S断开,随后将电容器甲的下极板向上平移少许,下列
说法正确的是()
A.电容器甲的电容减小B.电容器乙两极板间的电压减小
C.液滴将向上运动D.流过灵敏电流计的电流方向向右
【答案】8。
【详解】4.电容器甲的下极板向上平移少许,则d减小,根据电容的决定式。=若7可知电容器甲的
47M
电容增大,故A错误:
BC.设闭合开关S,电路稳定时两电容器的电压均为U,则甲电容器的电荷量为Q1=C甲U
乙电容器的电荷量为Q2=C乙U
则两电容器的总电荷量为Q=QI+Q2=(C「+CL)U
开关断开后,两电容器的总电荷量保持不变,可知两电容器板板间的电压均减小,根据E=与可知电容
a
器乙中的电场强度后乙=与减小,电场力减小,小于重力,则液滴将向下运动,故B正确,。错误;
a
D.由于电容器乙的电容不变,极板间的电压减小,则电容器乙的电荷量减小,电容器乙放电,又由于上
极板带正电,则流过灵敏电流计的电流方向向右,故。正确。
故选80。
重难集训
17.(2025•黑龙江哈尔滨•二模)某同学设计了一种基于平行板电容器的湿度传感器,用于检测环境湿度变
化。其原理如图所示,电容器下极板固定,上极板通过吸湿材料与支架连接,可随湿度变化上下移动。
闭合开关,已知当环境湿度增加时,吸湿材料体积膨胀,反之体积缩小,从而改变极板间距。已知电源电
现势为E,内阻为厂工0,滑动变阻器最大阻值为儿灵敏电流计G可检测微小电流。下列说法正确的是
)
A.环境湿度升高时,
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