知識(shí)精講
知識(shí)點(diǎn)01 識(shí)別電容器 電容器的充放電1．電容器的組成：兩個(gè)互相靠近、彼此絕緣的導(dǎo)體，導(dǎo)體間可以填充絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))．
2．充電、放電：使電容器兩個(gè)極板分別帶上等量異種電荷，這個(gè)過程叫充電．使電容器兩極板上的電荷中和，電容器不再帶電，這個(gè)過程叫放電．
3．從能量的角度區(qū)分充電與放電：充電是從電源獲得能量?jī)?chǔ)存在電容器中，放電是把電容器中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．
4．電容器的電量：其中一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值．
【即學(xué)即練1】
1．關(guān)于電容器，下列說法不正確的是（ ）
A．電容描述電容器容納電荷的本領(lǐng)
B．電容器充電時(shí)，與電源正極相連的極板帶正電
C．電容器帶電時(shí)，兩個(gè)極板只有一個(gè)板上有電荷
D．世界上最早的電容器叫萊頓瓶
【即學(xué)即練2】
2．下列電容器相關(guān)知識(shí)描述正確的是（ ）
A．圖甲為電容器充電示意圖，充完電后電容器上極板帶正電，兩極板間的電壓U等于電源的電動(dòng)勢(shì)E
B．圖乙為電容器放電示意圖，放電過程中電流大小保持不變
C．圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號(hào)，圖丁為可變電容器及其符號(hào)，兩種電容使用時(shí)都嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極
D．圖戊中的電容器上有“5.5V 1.0F”字樣，其中的5.5V是電容器的擊穿電壓值
知識(shí)點(diǎn)02 電容器的電容
1．定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電壓U之比．
2．定義式：C＝eq \f(Q,U).
3．單位：電容的國(guó)際單位是法拉，符號(hào)為F，常用的單位還有微法和皮法，1 F＝106 μF＝
1012 pF.
物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量．
【知識(shí)拓展1】電容器 電容
1．電容器的充電過程，電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能；電容器的放電過程，電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．
2．電容器的充、放電過程中，電路中有充電、放電電流，電路穩(wěn)定時(shí)，電路中沒有電流．
3．C＝eq \f(Q,U)是電容的定義式，由此也可得出：C＝eq \f(ΔQ,ΔU).
4．電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量Q以及電勢(shì)差U均無關(guān)．
【即學(xué)即練3】
3．下列關(guān)于電容器和電容的說法中，不正確的是（ ）
A．根據(jù)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比
B．對(duì)于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比
C．無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變
D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板間的電壓無關(guān)
【即學(xué)即練4】
4．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，一帶電油滴位于容器中的 P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。在其他條件不變的情況下，現(xiàn)將平行板電容器的兩極非常緩慢地錯(cuò)開一些，那么在錯(cuò)開的過程中（ ）
A．電容器的電容 C增大
B．電容器的電荷量 Q增大
C．油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從 N流向 M
D．油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從 N 流向 M
知識(shí)點(diǎn)03 決定電容的因素
1．平行板電容器的電容C跟兩極板的正對(duì)面積S成正比，與兩極板間的距離d成反比，并與兩極板間插入的電介質(zhì)有關(guān)．
2．平行板電容器
電容的決定式：C＝eq \f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，k為靜電力常量．當(dāng)兩極板間是真空時(shí)，C0＝eq \f(S,4πkd).
【知識(shí)拓展2】C＝eq \f(Q,U)與C＝eq \f(εrS,4πkd)的比較
(1)C＝eq \f(Q,U)是電容的定義式，對(duì)某一電容器來說，Q∝U 但C＝eq \f(Q,U)不變，反映電容器容納電荷本領(lǐng)的大小；
(2)C＝eq \f(εrS,4πkd)是平行板電容器電容的決定式，C∝εr，C∝S，
C∝eq \f(1,d)，反映了影響電容大小的因素．
【知識(shí)拓展3】平行板電容器的兩類典型問題
(1)開關(guān)S保持閉合，兩極板間的電勢(shì)差U恒定，
Q＝CU＝eq \f(εrSU,4πkd)∝eq \f(εrS,d)，
E＝eq \f(U,d)∝eq \f(1,d).
(2)充電后斷開S，電荷量Q恒定，
U＝eq \f(Q,C)＝eq \f(4πkdQ,εrS)∝eq \f(d,εrS)，
E＝eq \f(U,d)＝eq \f(4πkQ,εrS)∝eq \f(1,εrS).
【即學(xué)即練5】
5．公式：①，②，③，④，⑤，⑥，⑦。關(guān)于以上公式下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．①③④適用任何靜電場(chǎng)，②適用點(diǎn)電荷電場(chǎng)，⑤只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)定量計(jì)算
B．E由F和q決定，由Ep和q決定，UAB由WAB和q決定
C．⑥適用于任何電容器，⑦是平行板電容器的決定式
D．Ep由和q決定，WAB和q有關(guān)
【即學(xué)即練6】
6．在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料過程中，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控材料的厚度，生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示的傳感器，其中甲、乙為平行板電容器的上、下兩個(gè)固定極板，分別接在恒壓直流電源的兩極上。當(dāng)通過極板間的材料厚度減小時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．有負(fù)電荷從a向b流過靈敏電流計(jì)G
B．甲、乙兩板間材料內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
C．乙板上的電荷量變小
D．甲、乙平行板構(gòu)成的電容器的電容增大
能力拓展
考法01 電容器的電容
【典例1】
1．下列說法中，正確的是：（ ）
A．由E=知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與F成正比
B．由公式可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)φ與q成反比
C．由Uab=ED可知，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任意兩點(diǎn)a、b間的距離越大，則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也一定越大
D．公式C=，其中電容器的電容C與電容器兩極板間電勢(shì)差U無關(guān)
考法02 決定電容的因素
【典例2】
2．一位同學(xué)用底面半徑為的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測(cè)定瓶?jī)?nèi)溶液深度的變化。如圖所示，瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶?jī)?nèi)導(dǎo)電溶液構(gòu)成電容器的兩極，它們通過探針和導(dǎo)線與電源、電流計(jì)、開關(guān)相連，中間層的塑料為絕緣電介質(zhì)，其厚度為，相對(duì)介電常數(shù)為。若發(fā)現(xiàn)在某一小段時(shí)間內(nèi)有大小為的電流從下向上流過電流計(jì)，電源電壓恒定為，則下列說法正確的是（ ）
A．瓶?jī)?nèi)液面升高了B．瓶?jī)?nèi)液面升高了
C．瓶?jī)?nèi)液面降低了D．瓶?jī)?nèi)液面降低了
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1．下列說法正確的是（ ）
A．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)
B．運(yùn)動(dòng)的物體不受靜摩擦力作用
C．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力一定指向圓心
D．電容器的電容隨著帶電量的增加而增大
2．科學(xué)家在物理學(xué)的研究過程中應(yīng)用了很多科學(xué)的思想方法，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．法拉第首先提出用電場(chǎng)線描繪抽象的電場(chǎng)，這是一種形象化的研究方法
B．庫(kù)侖得出庫(kù)侖定律并用扭秤實(shí)驗(yàn)最早測(cè)出了元電荷的數(shù)值
C．用點(diǎn)電荷來代替實(shí)際帶電的電荷是采用了理想化物理模型的方法
D．場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式和電容表達(dá)式都是利用比值法得到的定義式
3．一平行板電容器的電容，當(dāng)兩極板間電勢(shì)差為20V時(shí)，所帶電荷量為（ ）
A．B．C．D．
4．工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板，上下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上（電源電壓小于材料的擊穿電壓）。當(dāng)流水線上通過的產(chǎn)品厚度減小時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．A、B平行板電容器的電容增大
B．A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小
C．A、B兩板上的電荷量變大
D．有電流從a向b流過靈敏電流計(jì)
5．某電容器兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí)，該電容器的電容（ ）
A．不變B．變?yōu)樵瓉淼?br>C．變?yōu)樵瓉淼?倍D．變?yōu)樵瓉淼?倍
6．如圖所示，平行板電容器上極板帶正電荷，且與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的正點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角，若保持上極板不動(dòng)，將下極板向上移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（ ）
A．θ增大，E增大B．θ減小，E減小
C．θ增大，Ep增大D．θ減小，Ep減小
題組B 能力提升練
1．“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是（ ）
A．靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器所帶電量的多少
B．若將A板向左移動(dòng)一段距離，靜電計(jì)指針偏角減小
C．若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)減小
D．若平板正對(duì)面積減小時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小
2．微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。如圖，M極板固定，當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí)，N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的“前后”方向運(yùn)動(dòng)。圖中R為定值電阻。下列對(duì)傳感器描述正確的是（ ）
A．靜止時(shí)，電流表示數(shù)為零，電容器兩極板不帶電
B．由靜止突然向前加速時(shí)，電容器的電容增大
C．由靜止突然向前加速時(shí)，電流由b向a流過電流表
D．保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R以恒定功率發(fā)熱
3．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對(duì)著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的（ ）
A．距離變化B．正對(duì)面積變化
C．介質(zhì)變化D．電壓變化
4．如圖所示，由M、N兩塊相互?？拷钠叫薪饘侔褰M成的平行板電容器，極板N與靜電計(jì)的金屬球相連接。極板M與靜電計(jì)的外殼均接地。給電容器充電，靜電計(jì)指針張開一定角度。實(shí)驗(yàn)過程中電容器所帶電荷量不變。下面操作能使靜電計(jì)指針張角變大的是（ ）
A．在M、N之間插入有機(jī)玻璃板B．把接地的兩根導(dǎo)線直接相連
C．將M板向上平移D．將M板沿水平方向向右移動(dòng)
5．電容器是電學(xué)中常見的能存儲(chǔ)電荷的電子元件。某同學(xué)用圖甲所示的電路探究電容器的充、放電規(guī)律。圖中R是高阻值電阻，先使開關(guān)S與1端相連，然后把開關(guān)S擲向2端。與電流傳感器相連接的計(jì)算機(jī)，記錄了這一過程中電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖乙所示。
（1）要研究電容器放電過程的規(guī)律，開關(guān)S應(yīng)接在______端（選填“1”或“2”）；
（2）根據(jù)計(jì)算機(jī)所記錄的I-t曲線
①在形成電流曲線1的過程中，電容器兩極板間電壓逐漸______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
②在形成電流曲線2的過程中，電容器的電容______（選填“變大”、“ 變小”或“不變”）。
6．如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中，電容器左側(cè)極板和靜電計(jì)外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連。
（1）用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸______極板（選填左側(cè)或右側(cè)）使電容器帶電。
①上移其中一極板，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角______（選填變大，變小或不變）；
②將極扳間距離減小時(shí)，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角______（選填變大，變小或不變）；
③兩板間插入電介質(zhì)時(shí)，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角______（選填變大，變小或不變）。
（2）由以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論是______。
（3）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)中使用靜電計(jì)的說法中正確的有______。
A．使用靜電計(jì)的目的是觀察電容器電壓的變化情況
B．使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電量的變化情況
C．靜電計(jì)可以用電壓表替代
D．靜電計(jì)可以用電流表替代
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．如圖所示，水平放置的平行板電容器上極板帶正電，所帶電荷量為Q，板間距離為d，上極板與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地在兩極板正中間P點(diǎn)有一個(gè)靜止的帶電油滴，現(xiàn)將電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離下列說法正確的是（ ）
A．油滴帶正電B．P點(diǎn)的電勢(shì)不變
C．油滴向上運(yùn)動(dòng)D．靜電計(jì)指針張角不變
2．為研究電容器在不同狀況下的充電特性，某興趣小組采用如圖甲所示電路，分別用不同的電阻與某一電容器串聯(lián)進(jìn)行充電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)得到三次充電中電容器的電荷量q與時(shí)間t變化的圖像分別如乙圖中①②③所示，且第一次充電時(shí)電容器兩端的電壓u隨電荷量q變化的圖像如圖像丙所示，用C表示電容器的電容，R表示與電容器串聯(lián)的電阻阻值，E表示電源的電動(dòng)勢(shì)（內(nèi)阻可忽略），則下列說法正確的是（ ）
A．第二次充電時(shí)電容器兩端的電壓U隨電荷量q變化的圖線比丙圖中圖線更陡
B．①②兩條曲線表示最終q不同是由于R不同而引起的
C．第二次充電過程中t1時(shí)刻比t2時(shí)刻電流大
D．②③兩條曲線形狀不同因?yàn)镽不同引起的，R3大于R2
3．某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖中所示電路圖連接電路。先使開關(guān)S接1，電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)。屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖乙所示。他想進(jìn)一步研究滑動(dòng)變阻器的阻值變化對(duì)曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動(dòng)一段距離，再重復(fù)以上操作，又得到一條I-t曲線。已知電源兩端的電壓保持不變，關(guān)于新的I-t曲線，下列說法中正確的是（ ）
A．曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)
B．曲線與橫軸交點(diǎn)的位置將向左移動(dòng)
C．曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將增大
D．曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將減小
4．兩個(gè)完全相同的電容器A和B如圖所示連接，它們的極板均水平放置。當(dāng)它們都帶有一定電荷量并處于靜電平衡時(shí)，電容器A中的帶電粒子恰好靜止?，F(xiàn)僅將電容器B兩板間距縮小，測(cè)得A中帶電粒子的加速度大小為，則變化前后B兩板間的距離之比為（ ）
A．2：1B．3：1C．4：3D．9：4
5．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B接在電壓為60 V的恒定電源上，兩極板間距為3 cm，電容器帶電荷量為6×10-8 C，A極板接地。求∶
（1）平行板電容器的電容；
（2）平行板電容器兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（3）距B極板為2 cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)；
（4）將一個(gè)電荷量為q=8×10-9 C的正點(diǎn)電荷從B極板移到A極板靜電力所做的功。
6．如圖所示是一對(duì)彼此絕緣、相距d=5cm的平行金屬帶電極板M、N，N板接地，M板帶電量的絕對(duì)值為Q=6×10-6C。在兩極板MN間A點(diǎn)有一帶電量為q=4×10-6C的帶電液滴，其質(zhì)量m=4×10-4kg，恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。則：
(1)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為多少？
(2)平行金屬板MN所構(gòu)成的電容器的電容C等于多少？
(3)若A點(diǎn)到N板的距離為2cm，則q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？
第06講 電容器與電容
目標(biāo)導(dǎo)航
知識(shí)精講
知識(shí)點(diǎn)01 識(shí)別電容器 電容器的充放電
1．電容器的組成：兩個(gè)互相靠近、彼此絕緣的導(dǎo)體，導(dǎo)體間可以填充絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))．
2．充電、放電：使電容器兩個(gè)極板分別帶上等量異種電荷，這個(gè)過程叫充電．使電容器兩極板上的電荷中和，電容器不再帶電，這個(gè)過程叫放電．
3．從能量的角度區(qū)分充電與放電：充電是從電源獲得能量?jī)?chǔ)存在電容器中，放電是把電容器中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．
4．電容器的電量：其中一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值．
【即學(xué)即練1】
1．關(guān)于電容器，下列說法不正確的是（ ）
A．電容描述電容器容納電荷的本領(lǐng)
B．電容器充電時(shí)，與電源正極相連的極板帶正電
C．電容器帶電時(shí)，兩個(gè)極板只有一個(gè)板上有電荷
D．世界上最早的電容器叫萊頓瓶
【答案】C
【詳解】
A．電容表征電容器容納電荷的本領(lǐng)大小，由電容器本身的特性決定，A正確，不符合題意；
B．電容器充電時(shí)，與電源正極相連的極板帶正電；B正確，不符合題意；
C．電容器帶電時(shí)，兩個(gè)極板帶等量異號(hào)電荷，C錯(cuò)誤，符合題意；
D．萊頓瓶是世界上最早的電容器，D正確，不符合題意；
故選C。
【即學(xué)即練2】
2．下列電容器相關(guān)知識(shí)描述正確的是（ ）
A．圖甲為電容器充電示意圖，充完電后電容器上極板帶正電，兩極板間的電壓U等于電源的電動(dòng)勢(shì)E
B．圖乙為電容器放電示意圖，放電過程中電流大小保持不變
C．圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號(hào)，圖丁為可變電容器及其符號(hào)，兩種電容使用時(shí)都嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極
D．圖戊中的電容器上有“5.5V 1.0F”字樣，其中的5.5V是電容器的擊穿電壓值
【答案】A
【詳解】
A．圖甲為電容器充電過程，充完電后電容器上極板與電源的正極相連，同時(shí)兩極板間的電壓 U 等于電源的電 動(dòng)勢(shì) E，故A正確；
B．圖乙為電容器放電過程，放電過程中電流將逐漸減小，故B錯(cuò)誤；
C．圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號(hào)，圖丁為可變電容器及其符號(hào)，前者電容器使用時(shí)嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極，后者沒有，故C錯(cuò)誤；
D．圖戊中的電容器上有“”字樣，5.5V是最大電壓或額定電壓，不是擊穿電壓，擊穿電壓大于5.5V，故D錯(cuò)誤。
故選A。
知識(shí)點(diǎn)02 電容器的電容
1．定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電壓U之比．
2．定義式：C＝eq \f(Q,U).
3．單位：電容的國(guó)際單位是法拉，符號(hào)為F，常用的單位還有微法和皮法，1 F＝106 μF＝
1012 pF.
物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量．
【知識(shí)拓展1】電容器 電容
1．電容器的充電過程，電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能；電容器的放電過程，電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．
2．電容器的充、放電過程中，電路中有充電、放電電流，電路穩(wěn)定時(shí)，電路中沒有電流．
3．C＝eq \f(Q,U)是電容的定義式，由此也可得出：C＝eq \f(ΔQ,ΔU).
4．電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量Q以及電勢(shì)差U均無關(guān)．
【即學(xué)即練3】
3．下列關(guān)于電容器和電容的說法中，不正確的是（ ）
A．根據(jù)可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比
B．對(duì)于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比
C．無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變
D．電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板間的電壓無關(guān)
【答案】A
【詳解】
AC．電容器的定義式
采用的是比值法定義的，則知C與Q、U無關(guān)，無論電容器的電壓如何變化（小于擊穿電壓且不為零），它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變，A錯(cuò)誤C正確；
B．根據(jù)
可知，于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比，B正確；
D．電容的物理意義是表征電容器容納電荷本領(lǐng)的大小，由電容器本身決定，與加在兩板上的電壓無關(guān)，D正確。
本題選擇錯(cuò)誤的，故選A。
【即學(xué)即練4】
4．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，一帶電油滴位于容器中的 P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。在其他條件不變的情況下，現(xiàn)將平行板電容器的兩極非常緩慢地錯(cuò)開一些，那么在錯(cuò)開的過程中（ ）
A．電容器的電容 C增大
B．電容器的電荷量 Q增大
C．油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從 N流向 M
D．油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從 N 流向 M
【答案】D
【詳解】
A．將電容器兩極緩慢地錯(cuò)開一些，兩極正對(duì)面積減小，由電容的決定式得知，電容C減小，A錯(cuò)誤；
B．由Q=CU，由于電容器電容減小，因兩極板間電壓U不變，那么電容器的電量Q會(huì)減小，B錯(cuò)誤；
CD．將平行板電容器的兩極緩慢地錯(cuò)開一些，由于電容器兩板間電壓不變，由得知，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴所受的電場(chǎng)力不變，則油滴將靜止不動(dòng)；再由知，電容器帶的電量減小，電容器處于放電狀態(tài)，電路中產(chǎn)生由N到M方向的電流，則電流計(jì)中有從N流向M的電流，C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
知識(shí)點(diǎn)03 決定電容的因素
1．平行板電容器的電容C跟兩極板的正對(duì)面積S成正比，與兩極板間的距離d成反比，并與兩極板間插入的電介質(zhì)有關(guān)．
2．平行板電容器
電容的決定式：C＝eq \f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，k為靜電力常量．當(dāng)兩極板間是真空時(shí)，C0＝eq \f(S,4πkd).
【知識(shí)拓展2】C＝eq \f(Q,U)與C＝eq \f(εrS,4πkd)的比較
(1)C＝eq \f(Q,U)是電容的定義式，對(duì)某一電容器來說，Q∝U 但C＝eq \f(Q,U)不變，反映電容器容納電荷本領(lǐng)的大小；
(2)C＝eq \f(εrS,4πkd)是平行板電容器電容的決定式，C∝εr，C∝S，
C∝eq \f(1,d)，反映了影響電容大小的因素．
【知識(shí)拓展3】平行板電容器的兩類典型問題
(1)開關(guān)S保持閉合，兩極板間的電勢(shì)差U恒定，
Q＝CU＝eq \f(εrSU,4πkd)∝eq \f(εrS,d)，
E＝eq \f(U,d)∝eq \f(1,d).
(2)充電后斷開S，電荷量Q恒定，
U＝eq \f(Q,C)＝eq \f(4πkdQ,εrS)∝eq \f(d,εrS)，
E＝eq \f(U,d)＝eq \f(4πkQ,εrS)∝eq \f(1,εrS).
【即學(xué)即練5】
5．公式：①，②，③，④，⑤，⑥，⑦。關(guān)于以上公式下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．①③④適用任何靜電場(chǎng)，②適用點(diǎn)電荷電場(chǎng)，⑤只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)定量計(jì)算
B．E由F和q決定，由Ep和q決定，UAB由WAB和q決定
C．⑥適用于任何電容器，⑦是平行板電容器的決定式
D．Ep由和q決定，WAB和q有關(guān)
【答案】B
【詳解】
A．①③④適用任何靜電場(chǎng)，②適用點(diǎn)電荷電場(chǎng)，⑤只適用勻強(qiáng)電場(chǎng)定量計(jì)算，A正確；
B．，，這三個(gè)公式都是比值定義，場(chǎng)強(qiáng)的大小，電勢(shì)的高低以及電場(chǎng)中AB之間的電勢(shì)差是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，B錯(cuò)誤。
C．是電容器的定義式，適用于任何電容器；而是平行板電容器的決定式，C正確；
D．電勢(shì)能Ep由和q共同決定的，電場(chǎng)力做功WAB與AB間電勢(shì)差以及電荷量q都有關(guān)，D正確。
故錯(cuò)誤的選B。
【即學(xué)即練6】
6．在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料過程中，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控材料的厚度，生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示的傳感器，其中甲、乙為平行板電容器的上、下兩個(gè)固定極板，分別接在恒壓直流電源的兩極上。當(dāng)通過極板間的材料厚度減小時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．有負(fù)電荷從a向b流過靈敏電流計(jì)G
B．甲、乙兩板間材料內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
C．乙板上的電荷量變小
D．甲、乙平行板構(gòu)成的電容器的電容增大
【答案】C
【詳解】
ACD．根據(jù)電容器電容決定式，有
可知當(dāng)產(chǎn)品厚度減小時(shí)，導(dǎo)致減小，電容器的電容減小。根據(jù)電容器電容定義式，有
可知極板帶電荷量減小時(shí)，有放電電流從a向b流過靈敏電流計(jì)G，即有負(fù)電荷從b向a流過靈敏電流計(jì)G。故AD錯(cuò)誤，C正確；
B．根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式，有
因兩板間電勢(shì)差不變，板間距離不變，所以兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變。故B錯(cuò)誤；
故選C。
能力拓展
考法01 電容器的電容
【典例1】
1．下列說法中，正確的是：（ ）
A．由E=知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與F成正比
B．由公式可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)φ與q成反比
C．由Uab=ED可知，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任意兩點(diǎn)a、b間的距離越大，則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也一定越大
D．公式C=，其中電容器的電容C與電容器兩極板間電勢(shì)差U無關(guān)
【答案】D
【詳解】
A．公式
是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式， 采用比值法定義，E與F、q無關(guān)，由電場(chǎng)本身決定，A錯(cuò)誤；
B．公式
是電勢(shì)的定義式，采用比值法定義， 與Ep、q無關(guān)，由電場(chǎng)本身決定，B錯(cuò)誤；
C．由
可知，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任意兩點(diǎn)a、b間沿電場(chǎng)方向的距離越大，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差才一定越大，C錯(cuò)誤；
D．公式
C=
是定義式，電容C與電容器帶電量Q和兩極板間電勢(shì)差U無關(guān)，由電容器本身決定，D正確。
故選D。
考法02 決定電容的因素
【典例2】
2．一位同學(xué)用底面半徑為的圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測(cè)定瓶?jī)?nèi)溶液深度的變化。如圖所示，瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶?jī)?nèi)導(dǎo)電溶液構(gòu)成電容器的兩極，它們通過探針和導(dǎo)線與電源、電流計(jì)、開關(guān)相連，中間層的塑料為絕緣電介質(zhì)，其厚度為，相對(duì)介電常數(shù)為。若發(fā)現(xiàn)在某一小段時(shí)間內(nèi)有大小為的電流從下向上流過電流計(jì)，電源電壓恒定為，則下列說法正確的是（ ）
A．瓶?jī)?nèi)液面升高了B．瓶?jī)?nèi)液面升高了
C．瓶?jī)?nèi)液面降低了D．瓶?jī)?nèi)液面降低了
【答案】C
【詳解】
由圖可知，液體與瓶的外壁涂的導(dǎo)電涂層構(gòu)成了電容器，由題目圖可知，兩板間距離不變；液面高度變化時(shí)只有正對(duì)面積發(fā)生變化；由可知，當(dāng)液面升高時(shí)，正對(duì)面積S增大，則電容增大，當(dāng)液面降低時(shí)，正對(duì)面積S減小，則電容減小，由于電流從下向上流過電流計(jì)，可知該時(shí)間內(nèi)電容器上的電荷量減小，由于電勢(shì)差不變，那么電容的電量減?。黄?jī)?nèi)液面降低，t時(shí)間內(nèi)減少的電量
由可得
液面的高度為h時(shí)的正對(duì)面積
聯(lián)立解得
故選C。
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1．下列說法正確的是（ ）
A．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)
B．運(yùn)動(dòng)的物體不受靜摩擦力作用
C．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力一定指向圓心
D．電容器的電容隨著帶電量的增加而增大
【答案】A
【詳解】
A．平拋運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定不變的，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A正確；
B．運(yùn)動(dòng)的物體同樣也會(huì)受靜摩擦力作用，例如隨水平加速運(yùn)動(dòng)的傳送帶一起運(yùn)動(dòng)的物體，B錯(cuò)誤；
C．只有當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力才一定指向圓心，C錯(cuò)誤；
D．電容器的電容是由電容器本身決定的，與其所帶電量無關(guān)，D錯(cuò)誤。
故選A。
2．科學(xué)家在物理學(xué)的研究過程中應(yīng)用了很多科學(xué)的思想方法，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．法拉第首先提出用電場(chǎng)線描繪抽象的電場(chǎng)，這是一種形象化的研究方法
B．庫(kù)侖得出庫(kù)侖定律并用扭秤實(shí)驗(yàn)最早測(cè)出了元電荷的數(shù)值
C．用點(diǎn)電荷來代替實(shí)際帶電的電荷是采用了理想化物理模型的方法
D．場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式和電容表達(dá)式都是利用比值法得到的定義式
【答案】B
【詳解】
A．法拉第首先提出用電場(chǎng)線描繪抽象的電場(chǎng)，這是一種形象化的研究方法，故A正確；
B．庫(kù)侖用扭秤實(shí)驗(yàn)得出庫(kù)侖定律，密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)最早測(cè)出了元電荷e的數(shù)值，故B錯(cuò)誤；
C．用點(diǎn)電荷來代替實(shí)際帶電體是采用了理想化物理模型的方法，故C正確；
D．電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式
電容表達(dá)式
都是利用比值法得到的定義式，故D正確；
本題選擇不正確的，故選B。
3．一平行板電容器的電容，當(dāng)兩極板間電勢(shì)差為20V時(shí)，所帶電荷量為（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【詳解】
由
代入數(shù)據(jù)可得
故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選C。
4．工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板，上下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上（電源電壓小于材料的擊穿電壓）。當(dāng)流水線上通過的產(chǎn)品厚度減小時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．A、B平行板電容器的電容增大
B．A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小
C．A、B兩板上的電荷量變大
D．有電流從a向b流過靈敏電流計(jì)
【答案】D
【詳解】
ACD．電容器始終與恒壓電源相連，其兩極板間的電勢(shì)差U不變，根據(jù)
C＝
可知，當(dāng)產(chǎn)品厚度減小，導(dǎo)致εr減小時(shí)，電容器的電容C減小，再根據(jù)
Q＝CU
可知極板帶電荷量Q減小，有放電電流從a向b流過靈敏電流計(jì)，AC錯(cuò)誤，D正確；
B．因兩板之間的電勢(shì)差不變，板間距不變，所以兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度
不變，B錯(cuò)誤。
故選D。
5．某電容器兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí)，該電容器的電容（ ）
A．不變B．變?yōu)樵瓉淼?br>C．變?yōu)樵瓉淼?倍D．變?yōu)樵瓉淼?倍
【答案】A
【詳解】
根據(jù)電容器的決定式
可知電容的大小僅僅與兩極板的正對(duì)面積，兩極板間的距離以及介電常數(shù)有關(guān)，與極板的帶電量多少以及兩極板電壓高低無關(guān)，因此電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí)，電容器的電容不變。
故選A。
6．如圖所示，平行板電容器上極板帶正電荷，且與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的正點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角，若保持上極板不動(dòng)，將下極板向上移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（ ）
A．θ增大，E增大B．θ減小，E減小
C．θ增大，Ep增大D．θ減小，Ep減小
【答案】D
【詳解】
電容器與電源斷開，故其帶電量Q不變；保持上極板不動(dòng)，將下極板向上移動(dòng)時(shí)，兩板間的距離減小，根據(jù)
可知，電容C增大，根據(jù)
可知，板間電壓U減小，故靜電計(jì)指針偏角θ減?。粌砂彘g的電場(chǎng)強(qiáng)度
知電場(chǎng)強(qiáng)度與板間距無關(guān)，因此電場(chǎng)強(qiáng)度E不變；設(shè)P與下極板距離為L(zhǎng)，則P點(diǎn)的電勢(shì)
φp=EL
則點(diǎn)電荷的電勢(shì)能為
Ep=ELq
根據(jù)平衡條件知，點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力方向向下，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，因此點(diǎn)電荷帶負(fù)電，L減小，點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Ep減小。
故選D。
題組B 能力提升練
1．“探究影響平行板電容器電容大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，忽略漏電產(chǎn)生的影響，下列判斷正確的是（ ）
A．靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器所帶電量的多少
B．若將A板向左移動(dòng)一段距離，靜電計(jì)指針偏角減小
C．若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)減小
D．若平板正對(duì)面積減小時(shí)，靜電計(jì)指針偏角減小
【答案】C
【詳解】
A．電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小顯示了平行板電容器兩極板的電勢(shì)差的變化，所以A錯(cuò)誤；
B．由電容的決定公式
若將A板向左移動(dòng)一段距離，則兩極板間的距離增大，電容減小，根據(jù)電容的定義公式
兩板所帶的電荷量保持不變時(shí)，電容減小，則兩極板間的電勢(shì)差增大，所以電計(jì)指針偏角增大，則B錯(cuò)誤；
C．由電容的決定公式
若在平行板間插入介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，則電容增大，根據(jù)電容的定義公式
兩板所帶的電荷量保持不變時(shí)，則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，所以C正確；
D．由電容的決定公式
若平板正對(duì)面積減小時(shí)，電容減小，根據(jù)電容的定義公式
兩板所帶的電荷量保持不變時(shí)，電容減小，則兩極板間的電勢(shì)差增大，所以電計(jì)指針偏角增大，則D錯(cuò)誤；
故選C。
2．微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。如圖，M極板固定，當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí)，N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的“前后”方向運(yùn)動(dòng)。圖中R為定值電阻。下列對(duì)傳感器描述正確的是（ ）
A．靜止時(shí)，電流表示數(shù)為零，電容器兩極板不帶電
B．由靜止突然向前加速時(shí)，電容器的電容增大
C．由靜止突然向前加速時(shí)，電流由b向a流過電流表
D．保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R以恒定功率發(fā)熱
【答案】C
【詳解】
A．靜止時(shí)，N板不動(dòng)，電容器的電容不變，則電容器電量不變，則電流表示數(shù)為零，電容器兩極板帶電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
BC．由靜止突然向前加速時(shí)，N板向后運(yùn)動(dòng)，則板間距變大，根據(jù)
可知，電容器的電容減小，電容器帶電量減小，則電容器放電，則電流由b向a流過電流表，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；
D．保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度恒定不變，則N板的位置在某位置不動(dòng)，電容器電量不變，電路中無電流，則電阻R發(fā)熱功率為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
3．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對(duì)著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的（ ）
A．距離變化B．正對(duì)面積變化
C．介質(zhì)變化D．電壓變化
【答案】A
【詳解】
由題意，對(duì)著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，則金屬層和金屬板間距離改變，即電容器兩極板間距離改變，導(dǎo)致電容變化，BCD錯(cuò)誤，A正確。
故選A。
4．如圖所示，由M、N兩塊相互。靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計(jì)的金屬球相連接。極板M與靜電計(jì)的外殼均接地。給電容器充電，靜電計(jì)指針張開一定角度。實(shí)驗(yàn)過程中電容器所帶電荷量不變。下面操作能使靜電計(jì)指針張角變大的是（ ）
A．在M、N之間插入有機(jī)玻璃板B．把接地的兩根導(dǎo)線直接相連
C．將M板向上平移D．將M板沿水平方向向右移動(dòng)
【答案】C
【詳解】
A．在M、N之間插入有機(jī)玻璃板，根據(jù)
可知，C變大，由于Q一定，根據(jù)
Q=CU
可知，U減小，則靜電計(jì)指針張角變小，A錯(cuò)誤；
B．把接地的兩根導(dǎo)線直接相連對(duì)電容器兩板電壓無影響，張角不變，B錯(cuò)誤；
C．將M板向上平移，根據(jù)
可知，S變小，則C變小，由于Q一定，根據(jù)
Q=CU
可知，U變大，則靜電計(jì)指針張角變大，C正確；
D．將M板沿水平方向向右移動(dòng)，根據(jù)
可知，d變小，則C變大，由于Q一定，根據(jù)
Q=CU
可知，U變小，則靜電計(jì)指針張角變小，D錯(cuò)誤。
故選C。
5．電容器是電學(xué)中常見的能存儲(chǔ)電荷的電子元件。某同學(xué)用圖甲所示的電路探究電容器的充、放電規(guī)律。圖中R是高阻值電阻，先使開關(guān)S與1端相連，然后把開關(guān)S擲向2端。與電流傳感器相連接的計(jì)算機(jī)，記錄了這一過程中電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖乙所示。
（1）要研究電容器放電過程的規(guī)律，開關(guān)S應(yīng)接在______端（選填“1”或“2”）；
（2）根據(jù)計(jì)算機(jī)所記錄的I-t曲線
①在形成電流曲線1的過程中，電容器兩極板間電壓逐漸______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
②在形成電流曲線2的過程中，電容器的電容______（選填“變大”、“ 變小”或“不變”）。
【答案】2 變大 不變
【詳解】
(1)[1] 研究電容器放電過程的規(guī)律，應(yīng)斷開電源，開關(guān)S應(yīng)接在2端。
(2) ①[2] 在形成電流曲線1的過程中，電容器電量逐漸增大，根據(jù)可得，電容器兩極板間電壓逐漸增大。
②[3] 在形成電流曲線2的過程中，根據(jù)可知，電容器電容不變。
6．如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中，電容器左側(cè)極板和靜電計(jì)外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連。
（1）用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸______極板（選填左側(cè)或右側(cè)）使電容器帶電。
①上移其中一極板，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角______（選填變大，變小或不變）；
②將極扳間距離減小時(shí)，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角______（選填變大，變小或不變）；
③兩板間插入電介質(zhì)時(shí)，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角______（選填變大，變小或不變）。
（2）由以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論是______。
（3）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)中使用靜電計(jì)的說法中正確的有______。
A．使用靜電計(jì)的目的是觀察電容器電壓的變化情況
B．使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電量的變化情況
C．靜電計(jì)可以用電壓表替代
D．靜電計(jì)可以用電流表替代
【答案】右側(cè) 變大 變小 變小 平行板電容器的電容與兩板正對(duì)面積、兩板距離和兩板間介質(zhì)有關(guān) A
【詳解】
(1)[1] 用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸右側(cè)極板，可使電容器帶電，因?yàn)槿襞c左側(cè)極板接觸，由于左側(cè)極板接地而使電荷被“中和”，從而不能使電容器帶電；
①[2] 根據(jù)電容的決定式知，上移其中一極板，則正對(duì)面積減小，電容減小，根據(jù)電容的定義式知，電荷量不變，則電勢(shì)差增大，指針偏角變大；
②[3] 根據(jù)電容的決定式知，將極板間距離減小時(shí)，電容增大，根據(jù)電容的定義式知，電荷量不變，則電勢(shì)差減小，指針偏角變?。?br>③[4] 根據(jù)電容的決定式知，兩板間插入電介質(zhì)時(shí)，電容增大，根據(jù)電容的定義式知，電荷量不變，則電勢(shì)差減小，指針偏角變?。?br>(2)[5]由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，平行板電容器的電容與兩板正對(duì)面積、兩板距離和兩板間介質(zhì)有關(guān)；
(3)[6] AB．靜電計(jì)可測(cè)量電勢(shì)差，根據(jù)指針張角的大小，觀察電容器電壓的變化情況，無法判斷電量的變化情況，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD．靜電計(jì)與電壓表、電流表的原理不同，不能替代，電流表、電壓表線圈中必須有電流通過時(shí)，指針才偏轉(zhuǎn)，故CD錯(cuò)誤。
故選A。
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．如圖所示，水平放置的平行板電容器上極板帶正電，所帶電荷量為Q，板間距離為d，上極板與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地在兩極板正中間P點(diǎn)有一個(gè)靜止的帶電油滴，現(xiàn)將電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離下列說法正確的是（ ）
A．油滴帶正電B．P點(diǎn)的電勢(shì)不變
C．油滴向上運(yùn)動(dòng)D．靜電計(jì)指針張角不變
【答案】B
【詳解】
A根據(jù)受力平衡可知，油滴的電場(chǎng)力方向向上，極板間電場(chǎng)向下，電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反，故油滴帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；
BCD根據(jù)
聯(lián)立得出
可知電場(chǎng)強(qiáng)調(diào)要與極板間的距離無關(guān)，所以場(chǎng)強(qiáng)不變，所以油滴的電場(chǎng)力不變，不會(huì)運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)與下極板間的距離不變，由
知P點(diǎn)的電勢(shì)不變，由
知故若將電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則電勢(shì)差變小，靜電力張角變小，故B正確，CD錯(cuò)誤。
故選B。
2．為研究電容器在不同狀況下的充電特性，某興趣小組采用如圖甲所示電路，分別用不同的電阻與某一電容器串聯(lián)進(jìn)行充電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)得到三次充電中電容器的電荷量q與時(shí)間t變化的圖像分別如乙圖中①②③所示，且第一次充電時(shí)電容器兩端的電壓u隨電荷量q變化的圖像如圖像丙所示，用C表示電容器的電容，R表示與電容器串聯(lián)的電阻阻值，E表示電源的電動(dòng)勢(shì)（內(nèi)阻可忽略），則下列說法正確的是（ ）
A．第二次充電時(shí)電容器兩端的電壓U隨電荷量q變化的圖線比丙圖中圖線更陡
B．①②兩條曲線表示最終q不同是由于R不同而引起的
C．第二次充電過程中t1時(shí)刻比t2時(shí)刻電流大
D．②③兩條曲線形狀不同因?yàn)镽不同引起的，R3大于R2
【答案】C
【詳解】
A．因?yàn)槿纬潆娪猛粋€(gè)電容器，所以由電容的定義式可知，同一個(gè)電容器所帶電荷量與兩板間的電勢(shì)差成正比，故第二次充電時(shí)電容器兩端的電壓U隨電荷量q變化的圖線斜率與丙圖中圖線斜率相同，故A錯(cuò)誤；
B．在電容器充滿電荷量時(shí)，視為斷路，電壓為電源電壓，所以①②兩條曲線表示最終q不同是由于電源電動(dòng)勢(shì)不同而引起的，故B錯(cuò)誤；
C．由電容器電荷量q隨時(shí)間t變化的圖像可知，圖線的斜率表示充電電流，斜率越大，充電電流越大，所以第二次充電時(shí)t1時(shí)刻的電流大于t2時(shí)刻的電流，故C正確；
D．②③兩條曲線形狀不同因?yàn)镽不同引起的，從圖中可以看到同一時(shí)刻，圖線③的斜率大于圖線②的斜率，故R3小于R2，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3．某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖中所示電路圖連接電路。先使開關(guān)S接1，電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)。屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖乙所示。他想進(jìn)一步研究滑動(dòng)變阻器的阻值變化對(duì)曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動(dòng)一段距離，再重復(fù)以上操作，又得到一條I-t曲線。已知電源兩端的電壓保持不變，關(guān)于新的I-t曲線，下列說法中正確的是（ ）
A．曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)
B．曲線與橫軸交點(diǎn)的位置將向左移動(dòng)
C．曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將增大
D．曲線與坐標(biāo)軸所圍面積將減小
【答案】A
【詳解】
A．將滑片P向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，由閉合電路歐姆定律知，將開關(guān)擲向2時(shí)電容器開始放電的電流減小，則曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)，故A正確；
BCD． I-t圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示電容器放電的電荷量，而電容器的帶電量：Q=CU；因?yàn)镃和U都不變，故Q沒有變化，所以曲線與坐標(biāo)軸所圍面積不變，由于曲線與縱軸交點(diǎn)的位置將向下移動(dòng)，所以曲線與橫軸交點(diǎn)的位置將向右移動(dòng)，故BCD錯(cuò)誤。
故選A。
4．兩個(gè)完全相同的電容器A和B如圖所示連接，它們的極板均水平放置。當(dāng)它們都帶有一定電荷量并處于靜電平衡時(shí)，電容器A中的帶電粒子恰好靜止。現(xiàn)僅將電容器B兩板間距縮小，測(cè)得A中帶電粒子的加速度大小為，則變化前后B兩板間的距離之比為（ ）
A．2：1B．3：1C．4：3D．9：4
【答案】A
【詳解】
兩電容器兩極板間電勢(shì)差始終相等，并且兩電容器極板間的電荷量總和總是保持不變，設(shè)開始時(shí)兩電容器兩極板間電勢(shì)差為U，兩電容器極板間的電荷量為Q，則有
對(duì)A電容器有電容器A中的帶電粒子恰好靜止時(shí)有
A中帶電粒子的加速度大小為，方向向上時(shí)有

A中帶電粒子的加速度大小為，方向向下時(shí)有
聯(lián)立解得
或
由于A的電容的決定公式可知，不變，則有
則電容器A極板的電荷量為
或
兩電容器極板間的電荷量總和為
由于兩電容器極板間的電荷量總和總是保持不變，則有
或
由于兩電容器兩極板間電勢(shì)差始終相等，則有
或
根據(jù)電容的定義公式有
可知B電容器變化后的電容為
或
根據(jù)B的電容的決定公式可知，電容C與兩板間的距離d成反比，則有
或
所以A正確；BCD錯(cuò)誤；
故選A。
5．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B接在電壓為60 V的恒定電源上，兩極板間距為3 cm，電容器帶電荷量為6×10-8 C，A極板接地。求∶
（1）平行板電容器的電容；
（2）平行板電容器兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（3）距B極板為2 cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)；
（4）將一個(gè)電荷量為q=8×10-9 C的正點(diǎn)電荷從B極板移到A極板靜電力所做的功。
【答案】（1）1×10-9 F；（2）2×103 V/m；（3）-20 V；（4）-4.8×10-7 J
【詳解】
（1）平行板電容器的電容為
C= F=1×10-9 F
（2）兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度為
E= V/m=2×103 V/m
（3）C點(diǎn)處的電勢(shì)為，則有
-=Ed=2×103×1×10-2 V=20 V
=-20 V
（4）靜電力所做的功為
W=-qU=-8×10-9×60 J=-4.8×10-7 J
6．如圖所示是一對(duì)彼此絕緣、相距d=5cm的平行金屬帶電極板M、N，N板接地，M板帶電量的絕對(duì)值為Q=6×10-6C。在兩極板MN間A點(diǎn)有一帶電量為q=4×10-6C的帶電液滴，其質(zhì)量m=4×10-4kg，恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。則：
(1)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為多少？
(2)平行金屬板MN所構(gòu)成的電容器的電容C等于多少？
(3)若A點(diǎn)到N板的距離為2cm，則q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？
【答案】(1)103N/C；(2)1.2×10-7F；(3)-8×10-5J
【詳解】
(1)由平衡條件
得
(2)兩板間的電勢(shì)差
電容器的電容
(3)AN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是
N點(diǎn)的電勢(shì)為零，所以A點(diǎn)的電勢(shì)是
則q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為
課程標(biāo)準(zhǔn)
課標(biāo)解讀
1.知道什么是電容器及常見的電容器；
2.理解電容器電容的概念及定義式，并會(huì)應(yīng)用定義式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算．
3.結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)有關(guān)知識(shí)，研究平行板電容器極板間電場(chǎng)及電場(chǎng)源.
1.知道什么是電容器及電容器的主要構(gòu)造.
2.理解電容的概念及其定義式.
3.了解電容器充電和放電現(xiàn)象及能量轉(zhuǎn)換.
4.通過探究得出影響平行板電容器電容的因素，會(huì)應(yīng)用平行板電容器的電容公式分析有關(guān)問題．
課程標(biāo)準(zhǔn)
課標(biāo)解讀
1.知道什么是電容器及常見的電容器；
2.理解電容器電容的概念及定義式，并會(huì)應(yīng)用定義式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算．
3.結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)有關(guān)知識(shí)，研究平行板電容器極板間電場(chǎng)及電場(chǎng)源.
1.知道什么是電容器及電容器的主要構(gòu)造.
2.理解電容的概念及其定義式.
3.了解電容器充電和放電現(xiàn)象及能量轉(zhuǎn)換.
4.通過探究得出影響平行板電容器電容的因素，會(huì)應(yīng)用平行板電容器的電容公式分析有關(guān)問題．

相關(guān)試卷

粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第六章 電磁現(xiàn)象與電磁波第一節(jié) 磁現(xiàn)象與磁場(chǎng)課時(shí)訓(xùn)練：

這是一份粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第六章 電磁現(xiàn)象與電磁波第一節(jié) 磁現(xiàn)象與磁場(chǎng)課時(shí)訓(xùn)練，共27頁(yè)。試卷主要包含了磁作用的主要表現(xiàn)，磁場(chǎng)，電流周圍的磁場(chǎng)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第三節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課時(shí)作業(yè)：

這是一份粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第三節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒課時(shí)作業(yè)，共26頁(yè)。試卷主要包含了各種各樣的能量等內(nèi)容，歡迎下載使用。

必修 第三冊(cè)第二節(jié) 能源的利用方式同步訓(xùn)練題：

這是一份必修 第三冊(cè)第二節(jié) 能源的利用方式同步訓(xùn)練題，共16頁(yè)。試卷主要包含了化石能源，新能源，特點(diǎn)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

高中物理粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第一節(jié) 電路中的能量練習(xí)題

高中物理粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第一節(jié) 電路中的能量練習(xí)題
高中物理粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第一節(jié) 常見的電路元器件精練

高中物理粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第一節(jié) 常見的電路元器件精練
物理必修 第三冊(cè)第三節(jié) 靜電的利用與防護(hù)綜合訓(xùn)練題

物理必修 第三冊(cè)第三節(jié) 靜電的利用與防護(hù)綜合訓(xùn)練題
物理第一章 靜電場(chǎng)的描述第二節(jié) 庫(kù)侖定律課時(shí)訓(xùn)練

物理第一章 靜電場(chǎng)的描述第二節(jié) 庫(kù)侖定律課時(shí)訓(xùn)練
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)電子課本

第一節(jié) 電容器與電容

版本： 粵教版 (2019)

年級(jí)： 必修 第三冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部