1、2.5科学探究：电容器一、练概念1.水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态，现将电容器两板间的距离增大，则( )A.电容变大，质点向上运动B.电容变大，质点向下运动C.电容变小，质点保持静止D.电容变小，质点向下运动2.一个电容器的规格是“10 F 50 V”，则( )A.这个电容器的电容总等于10 FB.这个电容器的最大电容为10 F，带电荷量较少时，电容小于10 FC.这个电容器上加的电压不能低于50 VD.这个电容器加上50 V电压时，电容才是10 F3.如图所示，平行板电容器两极板带等量异种电荷，右极板与静电计金属球相连，左极板和静电计金属外壳
2、相连。若电容器的电容为C，两极板的电势差为U，两板间的电场强度为E，静电计指针的偏角为，保持右极板不动，将左极板向左移动一小段距离的过程中( )A.C增大B.U减小C.减小D.E不变4.（多选）下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A.根据可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B.对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比C.对于确定的电容器，无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关二、练能力5.关于下列四幅图的
3、叙述正确的是( )A.图甲为可变电容器，动片旋出时可以使其与定片的距离增大，从而改变电容B.图乙为莱顿瓶，瓶内外锡箔相当于电容器的两个极板，可以用来储存电荷C.图丙中电容器只要与电源相连，电流表的示数始终不为零D.图丁所示是电解电容器，击穿电压为80 V6.测定压力变化的电容式传感器如图所示，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，则( )A.当待测压力增大时电容器的电容将增大B.当待测压力增大时电阻R中有从a流向b的电流C.当待测压力增大时电阻
4、R中没有电流D.待电路稳定后，电容器两端的电压增大7.如图，平行板电容器经开关S与电源连接，D点所在的空间位置不变且始终处于由带电平板所激发的匀强电场中，选取B板的电势为零，关于D点电势的变化情况，以下说法正确的是( )A.开关S闭合，将A板上移一小段距离，极板间电场强度变弱，D点电势升高B.开关S闭合，将B板上移一小段距离，极板间电场强度变强，D点电势升高C.开关S先闭合后断开，然后将A板上移一小段距离，场强不变，D点电势升高D.开关S先闭合后断开，然后将B板下移一小段距离，场强不变，D点电势升高8.（多选）如图所示，为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地；P和D为两竖直放置的
5、平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，D板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度后静止。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是( )A.取出两极板间的电介质B.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质C.缩小间的距离D.加大间的距离9.（多选）如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，金属板上部空间有一带正电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。则下列判断正确的是( )A.上极板带负电B.粒子开始向上运动C.粒子刚开始运动的
6、加速度大小为D.粒子刚开始运动的加速度大小为10.如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴( )A. 仍然保持静止B. 竖直向下运动C. 向左下方运动D. 向右下方运动11.目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电
7、容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据，根据文中信息，下列说法正确的是( )A. 在峪处形成的电容器电容较大B. 充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小C. 在峪处形成的电容器放电较快D. 潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响12.某实验小组利用如图所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。将开关S打到1，电容器将_（填“充电”或“放电”），此过程中自由电子_（填“能”或“不能”）穿过电容器间的电介质；再将开关S打到2，电容器将_（填“充电”或“放电”），通过电流表的电流方向_（填“向左”或“向右”）。13.某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图
8、为该实验电路图，其中电源电压为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。（1）下列说法正确的是_。A.电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板B.电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大C.电容器放电的过程中，电容器两极板间的场强不断变小D.电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量（2）根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_C。（结果保留三位有效数字）（3）该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量，该电容器的电容为_F。（结果保留
9、两位有效数字）答案以及解析1.答案：D解析：带正电的质点处于静止状态，则。根据平行板电容器电容的决定式可得，两板间距增大，电容减小；由于电容器与电池相连，电容器两板间电压U不变，两板间距d增大，电容器两板间电场强度E减小，质点所受电场力减小，质点向下运动，故D项正确，A、B、C三项错误。2.答案：A解析：电容器的电容与电容器板间电压及所带电荷量无关，加电压或不加电压、带电荷量多或少时，电容都是10 F，故A正确，BD错误。50 V是电容器的额定电压，表示这个电容器的工作电压不能高于50 V，故C错误。3.答案：D解析：当将左极板向左移动一小段距离时，极板间距d增大，由可知，电容C减小，故A错误
10、；电荷量Q恒定，根据，即可判定两极板间的电压增大，故B错误；两极板间电势差增大，则增大，故C错误；根据，正对面积S不变，则电场强度也不变，故D正确。故选D。4.答案：BCD解析：为比值定义式，电容表征电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定，与两极板间的电压、所带的电荷量无关，故A错误，D正确；对于确定的电容器，C一定，由知，Q与U成正比，故B正确；电容器所带的电荷量与电压的比值等于电容，电容与电荷量、电压无关，所以无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变，故C正确。5.答案：B解析：题图甲所示的电容器为可变电容器，动片旋出时与定片的距离不变
11、，通过减小极板间的正对面积，从而改变电容，故选项A错误；题图乙构成一个简易的电容器，能够储存电荷，故选项B正确；题图丙中电容器充电过程中，电流表的示数不为零，电路稳定时电流表的示数为零，故选项C错误；题图丁是电解电容器，额定电压为80 V，小于击穿电压，故选项D错误。6.答案：A解析：压力增大时，电容器两极板间的距离减小，由电容器的公式可知电容器电容增大，A正确；电路稳定后，相当于电容器直接与电源相连，因此电容器两端电压不变，D错误；电容器的电容增大，由可知电容器电荷量增加，电容器充电，因此电阻R中电流方向为b流向a，BC错误。7.答案：D解析：开关S闭合，将A板上移一小段距离，则两极板间的距
12、离增大，又由于电容器与电源相连，两极板间的电势差恒定，所以根据公式可知两极板间的电场强度变弱，D到下极板（零电势）的距离不变，可知D点电势降低，A错误。开关S闭合，将B板上移一小段距离，则两极板间的距离减小，又由于电容器与电源相连，两极板间的电势差恒定，可知两极板间的电场强度变强，D到上极板的距离不变，间电势差增大，而A板电势恒定，所以D点电势降低，B错误。开关S先闭合后断开，则两极板所带的电荷量恒定不变，根据、可得，两极板间的电场强度和两极板间的距离无关，故改变两极板间的距离，电场强度恒定不变，若将A板上移一小段距离，D到下极板的距离不变，间的电势差恒定，故D点电势恒定；若将B板下移一小段距
13、离，间的距离增大，可知间的电势差增大，故D点电势增大，故C错误，D正确。8.答案：AD解析：由知，取出两极板间的电介质，则减小，C减小，Q不变，U变大，间的E变大，变大，故A正确。换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质，则变大，C变大，Q不变，U减小，间的E减小，变小，故B错误。减小间的距离，d减小，C变大，Q不变，U减小，间的E减小，变小，故C错误。加大间的距离，d变大，C变小，Q不变，U变大，间的E变大，变大，故D正确。9.答案：AC解析：金属板抽出前，带正电粒子P静止在电容器中，粒子受重力和电场力，处于平衡状态，可知上极板带负电，故A正确；抽出金属板后，极板间距增大，电压不变，可知电场
14、强度减小，则粒子所受电场力减小，那么粒子向下运动，故B错误；开始时粒子受力平衡，有，把金属板从电容器中快速抽出后，根据牛顿第二定律，有，联立解得，故C正确，D错误。10.答案：D解析：由于水平金属板分别与电源两极相连，两极板之间的电势差不变，将B板右端向下移动一小段距离，极板之间的电场强度将减小，油滴所受电场力减小，且电场力方向斜向右上方，则油滴所受的合外力斜向右下方，所以该油滴向右下方运动，选项D正确。11.答案：C解析：A.根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪（凹下部分）距离d大，构成的电容器电容小，A错误；BC.由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定
15、，根据，可知，极板与指纹峪（凹的部分，d大，电容小）构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短，放电较快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长、B错误、C正确；D.湿的手指头与传感器之间有水填充，改变了原来所匹配的电容器的电容，所以会影响指纹识别和指纹解锁，D错误。故选：C。12.答案：充电；不能；放电；向左解析：将开关S打到1，电容器将充电，上极板带正电；充电过程中，自由电子不会穿过介质，而是在电场力的作用下沿导线定向移动，使极板带电。再将开关S打到2，电容器放电，通过电流表的电流方向向左。13.答案：（1）CD（2）（3）解析：（1）电容器充电的过程中，负电荷由电源的负极移动到电容器的负极板，选项A错误；电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，选项B错误；电容器放电的过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，则两极板间的场强不断变小，选项C正确；电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量，选项D正确。故选C、D。（2）因电荷量，根据图像的含义，可知图线与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子所表示的电荷量为所以释放的电荷量是（3）电容器的电容为7
