1、1专题 01 电容器及其两类变化1 （多选）如图所示，两面积较大、正对着的平行极板 A、 B 水平放置，极板上带有等量 异种电荷。其中 A 板用绝缘线悬挂， B 板固定且接地， P 点为两板的中间位置。下列结论正确的是A若在两板间加上某种绝缘介质， A、 B 两板所带电荷量会增大B A、 B 两板电荷分别在 P 点产生电场的场强大小相等，方向相同C若将 A 板竖直向上平移一小段距离，两板间的电场强度将增大D若将 A 板竖直向下平移一小段距离，原 P 点位置的电势将不变【答案】BD 2如图，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
2、金属板，其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上极板带正电 B粒子开始向上运动C粒子运动的加速度大小为 g dd lD粒子 运动的加速度大小为 gld2【答案】D联立解得： a g。综上可知，D 正确。 ld5如图，2015 年 4 月，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久将成为二三线城市的主要公交用车，如图所示。这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器” 。这种电容器安全性高，可反复充放电 100 万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大（达到 9 5
3、00 F） ，能够在 10 s 内完成充电。下列说法正确的是A充电时电源的正极应接“超级电容器”的负极B该“超级电容器”的电 容随电压的增大而增大C该“超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能 D该“超级电容器”能储存电荷【答案】D6在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。现保持 B 板不动，适当移动 A 板，发现静电计指针张角减小，则 A 板可能是A右移 B左移 C上移 D下移【答案】A37如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。S 闭合时，该微粒恰好能保持静止在以下两种情况下：保持 S 闭合，充电后将 S 断开。下列说法能实现使该带电微粒
4、向上运动打到上极板的是A情况下，可以通过上移极板 M 实现B情况下，可以通过上移极板 N 实现C情况下，可以通过上移极板 M 实现D情况下，可以通过上移极板 N 实现【答案】B【解析】保持 S 闭合的分析：因为第种情况下两板间电压 U 不变，所以电场强度 E U/d，只有 d 减小， E 增大，电场力增大，带电微粒才向上运动打到上极板 M 上，故可以通过下移极板 M 或者上移极板 N来实现，选项 A 错，B 正确；充电后将 S 断开的分析：因为第种情 况下两极板带电荷量 Q 不变，根据Q CU， C 及 E 可得， E ，可以看出 E 与两板间距离 d 无关，所以无论怎样移动 M、 N 两极
5、rS4 kd Ud 4 kQ rS板改变两板间的距离，场强 E、电场力 F 都不变，带电微粒都处于静止状态，选项 C、D 错误，B 正确。8若把第 7 题中的四个选项分别改为如下情况，则正确的是A情况下可以通过紧贴 N 板迅速插入一块金属板（其厚度小于板间距离一半）实现B情况下可以通过紧贴 N 板迅速插入一块陶瓷片（其厚度小于板间距离一半）实现C情况下可以通过紧贴 N 板迅速插入一块金属板（其厚度小于板间距离一半）实现D情况下可以通过紧贴 N 板迅速插入一块陶瓷片（其厚度小于板间距离一半）实现【答案】A4【解析】情况下两板间电压不变，插入金属板相当于 d 减小，由 E 知 E 增大，电场力增大
6、，带电Ud粒子向上运动打到上极板 M 上，故 A 正确；情况下两板间电压不变，虽插入陶瓷片电容，但由于 d 不变，所以 E 不变，电场力不变，故 B 错误；情况下两板带电量 Q 不变，根据 Q CU。 C 及 E 得 E rS4 kd Ud，可以看出 E与两板间距离 d 无关，故 C 错 增大， E 减小，电场力减小，微粒向下运动，故 D 错4 kQ S误。 9在一块半导体基板上陈列了 10 万颗金属颗粒，每一颗粒充当电容器的一极，外表面绝缘，手指贴在其上构成电容器的另一极，这就组成了指纹传感器.当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹深浅不同，对应的峪和嵴与颗粒间形成一个个电容大小不同的电
7、容器，则A指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小B指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远 ，电容大C对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指靠近时，各金属电极所带电荷量增大D对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态【答案】C10 （多选）如图所示电路中， A、 B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关 S 合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大A使 A、 B 两板靠近一些B使 A、 B 两极正对面积错开一些C断开 S 后，使 B 板向右平移拉开一些D断开 S 后，使 A、 B 两板正对面积错开一些【
8、答案】CD511如图所示，把 一个平行板电容器接在电压 U10V 的电源上，现进行下列四步操作：闭合 S；在两板中央插入厚为 的金属板；断开 S；抽出金属板。则此时电容器两板间的电势差为d2A0 B10V C5V D20V【答案】D【解析】每一步操作造成的影响如下：闭合 S，电源对电容器充电， 直至电压为 U。设电容为 C，则带电荷量 Q1 CU插入厚为 的金属板，相当于极板间距减小了 ，此时电容器带电量 Q2 C U2 Q1断d2 d2开 S， A、 B 两极板的电荷量保持不变，即 Q3 Q22 Q1抽出金属板，电容器的电容仍为 C，而电荷量为2Q1，所以两板间电势差为 2 U20V。故正确
9、答案选 D。2Q1C12 （多选）如下图所示，平行板电容器与电动势为 E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则A平行板电容器的电容将变小B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能将减少D若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力6不变【答案】ACD13 （多选）如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法中，正确的有A该仪器中电
10、容器的电极分别是芯柱和导电液体B芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C如果指示器显示电容增大，则容器中液面升高D如果指示器显示电容减小，则容器中液面升高【答案】AC14 （多选）如图所示的电路中， AB 是两金属板构成的平行板电容器，先将电键 K 闭合，等电路稳 定后再将 K 断开，然后将 B 板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点 P 与 A 板的距离不变，则下列说法正确的是7A电容器的电容变小 B电容器内部电场强度大小变大C电容器内部电场强度大小不变D P 点电势升高【答案】CD【解析】根据 C ，当 B 板向下平移一小段距离，间距 d 增大，其它条件不变，则导致电容变小， S4
11、kd故 A 正确；根据 E 与 C 相结合可得 E ，由于电量不变，场强大小不变，故 B 错误 C 正确；Ud S4 kd 4 kQ SB 板接地，场强不变，所以 P 点与地间的电势差增大，即 P 点电势升高，故 D 正确。15 （多选）如图所示，一平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止状态，则当发生下列哪些变化时，可使液滴向上运动 A保持 S 闭合，将电容器下极板稍稍上移B保持 S 闭合，将电容器上极板稍稍向左平移C将 S 断开，将电容器下极板稍稍下移 D将 S 断开，将电容器上极板稍稍向左平移【答案】AD【解析】保持 S 闭合，两板电压不变，将电容器的下极板稍稍上移， d
12、 变小，电势差不变，则电场强度变大，电 场力变大，液滴将向上运动，故 A 正确；将电容器的上极板稍稍向左平移， d 不变，电势差不变，则电场强度不变，电场力不变，带电液滴处于静止状态，故 B 错误；将 S 断开， Q 不变，减小 d，根据 E ， U ， C ，则 E 与 d 无关，则 E 不变，带电液滴不动，故 C 错误；将 S 断开， Q 不Ud QC rS4 kd 4 kQ rS变，将电容器上极板稍稍向左平移，面积 S 减小，根据 E 可知， E 变大，则电场力变大，液滴向上4 kQ rS运动，故 D 正确。16 （多选）如图，一对面积较大的平行板电容器水平放置，带等量异种电荷， B 板
13、固定且接地， A 板8用绝缘线悬挂， P 为两板中点。下列结论正确的是A若在两板间充满电介质， P 点电势将升高B A、 B 两板电荷分别在 P 点产生电场的场强大小相等，方向相同C若将 A 板竖直向下平移一小段距离，电容器储存的电能减小 D若将 A 板竖直向上平移一小段距离，线的拉力将变大【答案】BC17如图所示，一平行板电容器接在 U12V 的直流电源 上，电容 C3.010 10 F，两极板间距离d1.2010 3 m，取 g10m/s 2，求：（1）该电容器所带电荷量。（2）若板间有一带电微粒，其质量为 m2.010 3 kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量为多少？带何种电荷？
14、【答案】 （1）3.610 9 C （2）2.010 6 C，微粒带负电荷918如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于 O 点。先给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为+ Q 和 Q，此时悬线与竖直方向的夹角为/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到 /3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。【答案】2 Q【解析】设电容器电容为 C，第一次充电后两极板之间的电压为 U QC两极板之间电场的场强为 E 式中 d 为两极板间的距离。Ud按题意，当小球偏转角 1 时，小球处于平衡位置。设小球质量为 m，所带电荷量为 q，则有 6FTcos 1 mg FTsin 1 qE 式中 FT为此时悬线的张力。联立式得 tan 1 qQmgCd设第二次充电使正极板上增加的电荷量为 Q，此时小球偏转角 2 ，则 tan 2 3 q Q QmgCd
