1.8 电 容 器 电 容 基 础 巩 固 2021—2022 学 年 高 中 物 理 教 科 版 （2019）必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．有一电学元件，上面标有“450V，250μF”字样，它是（　　） A．电源 B．电阻器 2．下列四种电学元件中，属于电容器的是（ C．电容器 D．电动机 ） A． B． C． D． 3．传感器是把非电学物理量（如位移、压力、流量、声强等）转换成电学量的一种元件．如图所示为一 种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中 a 、 b 构成一个电容器， b 是固定不动的金属板， a 是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源 S 发出频率恒定的声波使 a 振动，则 a 在振动过程中（ ） A． a 、 b 板之间的电场强度不变 B． a 、 b 板所带的电荷量不变 C．向右位移最大时，电容器的电容量最大 D．电路中始终有方向不变的电流 4．下图为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验，给电容器充电后与电源断开，即保持电量 Q 不变， 那么若保持板间距离 D 不变，正对面积 S 变小，则（ ） A．电容 C 变小， 两板电势差 U 变小 B．电容 C 变小， 两板电势差 U 变大 C．电容 C 变大，两板电势差 U 变小 D．电容 C 变大，两板电势差 U 变大 5．要使平行板电容器的的电容增加的是：（　） A．两极板正对面积增大； B．两极板间距增大； C．改用介电常数较小的电介质； D．以上说法都不对． 6．如图所示，a、b 为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关 S 后，静电计的指针张开一个较小的角 度，能使角度增大的办法是（ ） A．使 a、b 板的距离增大一些 B．使 a、b 板的正对面积减小一些 C．断开 S，使 a 板向左平移一些 D．断开 S，使 a、b 板的正对面积增大一些 7．对于一个电容器，下列说法正确的是（ ） A．电容器两板间电压越大，电容越大． B．电容器两板间电压减小到原来的一半，它的电容就增加到原来的 2 倍． C．电容器所带电量增加 1 倍，两板间电压增加 4 倍． D．平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关 8．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，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指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。对于电容触摸屏，下列 说法正确的是（　　） A．电容触摸屏触摸时，不需要压力即能产生位置信号 B．使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作 C．手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小 D．手指与屏的接触面积变化时，电容不变 9．如图所示，平行板电容器的两极板 A、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合 S， 电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为  ，则下列说法正确的是（　　） A．保持 S 闭合，将 A 板向 B 板靠近，则  变小 B．断开 S，将 A 板向 B 板靠近，则  不变 C．保持 S 闭合，悬线烧断，则小球在电场中将作自由落体运动 D．断开 S，悬线烧断，则小球在电场中将作变加速曲线运动 10．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，这时电容器的带电量为 Q，P 是电容器内一点，电容 器的上板与大地相连，下列说法正确的是 A．若将电容器的上板左移一点，则两板间场强减小 B．若将电容器的下板上移一点，则两板间电势差减小 C．若将电容器的下板上移一点，则 P 点的电势升高 D．若将电容器的下板上移一点，则两板间电势差增大 11．比值定义法，就是用两个物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比值法适用于物质属性或特征、 物体运动特征的定义，但定义的物理量又不随定义所用的物理量的大小取舍而改变。以下选项中物理量全 部采用比值定义法定义的是（　　） A． C． F q a Q E v C 、 t U和 a F Q F E C q和 U m、  B． D． C R S L q R I 、 和 4 kd S t W U U AB  AB q I 、 I  nqvS 和 12．如图为某一物理量 y 随另一物理量 x 变化的函数图象，关于该图象与坐标轴所围面积 ( 图中阴影部分 ) 的物理意义，下列说法正确的是 ( 　　 ) A．若图象表示加速度随时间的变化，则面积等于质点在相应时间内的位移 B．若图象表示力随位置的变化，则面积等于该力在相应位移内所做的功 C．若图象表示电容器充电电流随时间的变化，则面积等于相应时间内电容器储存的电能 D．若图象表示电势随位置的变化，则面积等于电场 x0 位置处的电场强度 13．如图所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个带电体 P 正好处于静止状态，则下列推断 正确的是（ ） A．S 保持闭合，将 A 板向左平移一小段距离，P 仍保持静止 B．S 保持闭合，将 A 板向右平移一小段距离，P 将会向上运动 C．S 断开后，将 A 板向上平移一小段距离，P 将会向上运动 D．S 断开后，将 A 板向上平移一小段距离，P 将会向下运动 14．如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为 S，两极板的间距为 d，电容器所带电荷 量为 Q，电容为 C，静电计指针的偏转角为 φ，平行板中间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角 为 θ，下列说法正确的是（　　） A．若增大 d，则 φ 减小，θ 减小 B．若增大 Q，则 φ 减小，θ 不变 C．在两板间插入云母片时，则 φ 减小，θ 不变 D．将 A 板向上提一些时，φ 增大，θ 增大 15．图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤，其内部电路简化图如图乙所示，称重时，人站在体重 秤面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是（　　） A．上层膜片下移过程中，电流表有 a 到 b 的电流 B．电容器的电容减小，上下极板间的电压减小 C．电容器的电容增大，所带电荷量增大 D．上层膜片稳定后，平行板电容器上下极板均不带电荷 二、填空题（共 4 题） 16．如图所示，A、B 是平行板电容器的两个极板，B 板接地，A 板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定 点 P，若将 B 板固定，A 板下移一些，则 P 点的电场强度___________（选填“变大”“变小”或者“不变”），P 点电势___________（选填“升高”“降低”或者“不变”）。 17．如图所示为电容器 C 与电压 U 的电源连接成的电路．当电键 K 与 1 接通，电容器 A 板带_____电，B 板带_____电，这一过程称电容器的_____．电路稳定后，两板间的电势差为_____．当 K 与 2 接通，流过 导体 acb 的电流方向为_____，这就是电容器的_____ 过程． 18．用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设两极板正对面积为 ,极板间的距 离为 ,静电计指针偏角为 .实验中,极板所带电荷量不变： (1)保持 不变,增大 ,则 __________( 变大，变小，不变 ) （2）保持 ，S 不变，在两极板之间插入陶瓷电介质，则 ____________( 变大，变小，不变 ) (3)保持 S 不变,减小 d,则两极板之间的电场强度 E__________( 变大，变小，不变 ) 19．在“用传感器观察电容器的放电过程”的实验中，所用的器材有∶8V 直流电源 E、电容器 C、单刀双掷 开关 S、定值电阻 R、电流传感器、计算机。实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，把开关 S 掷向 1 端电源向电容器充电完毕后，再把开关 S 掷向 2 端，电容器通过电阻 R 放电，传感器将电流信息传 入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 图像如图乙所示。 （1）请按照图甲所示的电路在图丙中完成实物图连线。（______） （2）电路中的定值电阻 R=____________kΩ（保留 2 位有效数字）；若其他器材不变，换用阻值更大的 定值电阻 R 做该实验，则电容器的放电时间____________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 （3）电容器 C 的电容约为____________μF（保留 2 位有效数字）。 三、综合题（共 4 题） 20．你用过触摸屏吗?触摸屏由于坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等诸多优点得到大众的认 同,在手机、电脑等消费电子产品中日益普及.目前技术比较成熟的触摸屏分为电阻式、电容式、红外式和 声波控制触摸屏等,如图所示,电容式触摸屏的基本原理是什么呢? 21．如图所示，平行板电容器的两个极板 A、B 分别接在电压为 30 V 的恒压电源上，两极板间距为 3 cm，电容器带电荷量为 6×10－8 C，A 极板接地．求： （1）平行板电容器的电容； （2）平行板电容器两板之间的电场强度； （3）若在距 B 板 2 cm 的 M 点放一电子，求其电势能．（电子的电荷量 e＝－1.6×10－19 C） 22．如图所示，平行板电容器的两个极板 A、B 接在电压为 60 V 的恒定电源上，两极板间距为 3 cm，电 容器带电荷量为 6×10-8 C，A 极板接地。求∶ （1）平行板电容器的电容； （2）距 B 极板为 2 cm 的 C 点处的电势； （3）将一个电荷量为 q=8×10-9 C 的正点电荷从 B 极板移到 A 极板静电力所做的功。 23．在“用电流和电压传感器研究电容器的放电”实验中，某同学按照图所示连接电路。实验时，先将开关 S 掷向 1，一段时间后，将开关掷向 2，传感器将信息传入计算机屏幕上，显示出电流或电压随时间变化 的图线。 （1）由图可知，传感器 1 应为________（选填选项前的字母） A．电流传感器 B．电压传感器 （2）用 q 表示电容器上极板所带的电荷量，UR 表示滑动变阻器两端的电压，UC 表示电容器两端的电压， I 表示电路中的电流，关于电容器在整个放电过程中的图像变化正确的有________。 A． B． C． D． （3）若已知电源电动势 E，但其内阻和电阻箱阻值均未知，根据已知条件和传感器显示的图像中的数据 信息，下列判断正确的是_