人教版 (2019)必修 第三冊4 電容器的電容教學(xué)設(shè)計

這是一份人教版 (2019)必修 第三冊4 電容器的電容教學(xué)設(shè)計，共57頁。教案主要包含了電容器，電容，平行板電容器，常用電容器，實驗等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、電容器
1．電容器：儲存電荷和電能的裝置．任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個電容器．
2．電容器的充放電
(1)充電：把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連，兩個極板分別帶上等量的異種電荷的過程，充電過程中，由電源獲得的能量儲存在電容器中．
(2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和的過程，放電過程中，電容器把儲存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量．
二、電容
1．定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值．
2．定義式：C＝eq \f(Q,U).
3．單位：電容的國際單位是法拉，符號為F，常用的單位還有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF.
4．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，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1 V時電容器需要帶的電荷量．
5．擊穿電壓與額定電壓
(1)擊穿電壓：電介質(zhì)不被擊穿時加在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，電容器就會損壞．
(2)額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低．
三、平行板電容器
1．結(jié)構(gòu)：由兩個平行且彼此絕緣的金屬板構(gòu)成．
2．電容的決定因素：電容C與兩極板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)εr成正比，跟極板的正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比．
3．電容的決定式：C＝eq \f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，k為靜電力常量．當(dāng)兩極板間是真空時，C＝eq \f(S,4πkd).
四、常用電容器
1．分類：分為固定電容器和可變電容器兩類．
2．固定電容器有：聚苯乙烯電容器、電解電容器等．
3．可變電容器由兩組鋁片組成，固定的一組叫定片，可動的一組叫動片．轉(zhuǎn)動動片，兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨著變化．
五、實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
1．實驗原理
(1)電容器的充電過程
如下圖所示，當(dāng)開關(guān)S接1時，電容器接通電源，在電場力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過電源向負(fù)極板移動，正極板因失去電子而帶正電，負(fù)極板因獲得電子而帶負(fù)電．正、負(fù)極板帶等量的正、負(fù)電荷．電荷在移動的過程中形成電流．在充電開始時電流比較大(填“大”或“小”)，以后隨著極板上電荷的增多，電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，當(dāng)電容器兩極板間電壓等于電源電壓時電荷停止移動，電流I＝0 .
(2)電容器的放電過程
如下圖所示，當(dāng)開關(guān)S接2時，相當(dāng)于將電容器的兩極板直接用導(dǎo)線連接起來，電容器正、負(fù)極板上電荷發(fā)生中和．在電子移動過程中，形成電流，放電開始電流較大(填“大”或“小”)，隨著兩極板上的電荷量逐漸減小，電路中的電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，兩極板間的電壓也逐漸減小到零．
2．實驗器材：6 V的直流電源、 單刀雙擲開關(guān) 、平行板電容器、電流表、電壓表、 小燈泡、導(dǎo)線若干.
3．實驗步驟
(1)按圖連接好電路．
(2)把單刀雙擲開關(guān)S打在上面，使觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2連通，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中．
(3)將單刀雙擲開關(guān)S打在下面，使觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)2連通，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中．
(4)記錄好實驗結(jié)果，關(guān)閉電源．
4．實驗記錄和分析
5.注意事項
(1)電流表要選用小量程的靈敏電流計．
(2)要選擇大容量的電容器．
(3)實驗要在干燥的環(huán)境中進(jìn)行．
(4)在做放電實驗時，在電路中串聯(lián)一個電阻，以免燒壞電流表．
技巧點(diǎn)撥
一、電容器 電容
1．電容器的充電過程，電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場能；電容器的放電過程，電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．
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，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以及電勢差U均無關(guān)．
二、平行板電容器
1．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?。?br>(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．
2．平行板電容器動態(tài)問題的分析方法
抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式：
C＝eq \f(Q,U)、E＝eq \f(U,d)和C＝eq \f(εrS,4πkd)
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).
三、靜電計的使用
靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上改造而成的，靜電計由相互絕緣的兩部分組成，靜電計與電容器的兩極板分別連接在一起，則電容器兩極板間的電勢差就等于靜電計上所指示的電勢差U，U的大小可從靜電計的刻度讀出，可見，靜電計指針偏角的變化表征了電容器兩極板間電勢差的變化．
例題精練
1．（2021?浙江模擬）如圖所示，一個平行板電容器上極板與電源正極相連，下極板與電源負(fù)極相連并接地，P為兩極板間的一點(diǎn)，下列操作能使P點(diǎn)電勢升高的是（ ）
A．開關(guān)一直閉合，上極板上升一小段距離
B．開關(guān)一直閉合，上極板下降一小段距離
C．開關(guān)閉合后斷開，上極板上升一小段距離
D．開關(guān)閉合后斷開，上極板下降一小段距離
【分析】開關(guān)閉合，電容器極板間電壓不變，A極板上移板間距變化，據(jù)E＝判斷場強(qiáng)確定粒子的狀態(tài)，φ＝U＝Ed判斷P點(diǎn)電勢的變化；
開關(guān)斷開，電容器電荷量不變，據(jù)E＝判斷場強(qiáng)變化，據(jù)U＝Ed判斷電勢差和P點(diǎn)的電勢的變化。
【解答】解：AB、若開關(guān)閉合，則兩板間的電壓不變，若上極板上長，則板間電場減弱，P到下極板的距離不變，電勢降低，反之，若上板下降，電勢升高，故A錯誤，B正確；
CD、若開關(guān)閉合后斷開，則兩板間的電場強(qiáng)度E＝，Q不變，則電場強(qiáng)度E不變，而φP＝Up地＝EdP，E和dP均不變，所以P的電勢不變，故C、D均錯誤。
故選：B。
【點(diǎn)評】本題平行板電容器的動態(tài)分析，掌握如何判定電容器的電容變化，注意電容器始終接在電源上，電壓不變，斷開電源時，電量不變是解題的隱含條件。
2．（2021春?蘇州期末）如圖為某電容式話筒的原理示意圖，圖中電壓U不變，R為定值電阻，薄片P和Q為兩相互絕緣的金屬極板．當(dāng)對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動，在P、Q間距增大過程中（ ）
A．有向下的電流流過R
B．P板電荷量增大
C．P、Q兩板構(gòu)成電容器的電容增大
D．P、Q兩板間的場強(qiáng)不變
【分析】在P、Q間距增大過程中，電容發(fā)生變化，而電容直接與電源相連，電容兩端間的電壓不變，從而可判斷出電量的變化、電場強(qiáng)度的變化及電流的流向。
【解答】解：電容式話筒與電源串聯(lián)，電壓U保持不變；
在P、Q間距增大過程中，根據(jù)電容決定式C＝ 可知電容減小，
又根據(jù)電容定義式C＝ 得知電容器所帶電量減小，則P極板上電荷量減小，電容器放電，放電電流通過R的方向由M到N，即有向下的電流流過R，
根據(jù)場強(qiáng)E＝可知P、Q兩極板間的場強(qiáng)變小，
綜上所述，故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵掌握電容的決定式C＝、電容的定義式C＝ 和場強(qiáng)公式E＝，要熟悉各個物理量之間的關(guān)系，抓住不變量進(jìn)行分析。
隨堂練習(xí)
1．（2021?廣東模擬）一位同學(xué)用圓桶形塑料瓶制作了一種電容式傳感器，用來測定瓶內(nèi)溶液深度的變化，如圖所示，瓶的外壁涂有一層導(dǎo)電涂層和瓶內(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、開關(guān)相連，中間層的塑料為絕緣電介質(zhì)。若發(fā)現(xiàn)某一小段時間內(nèi)有電流從下向上流過電流計，則下列說法中正確的是（ ）
A．該電容器的電容在變大B．該電容器的電壓在變大
C．該電容器的電量在變大D．塑料瓶內(nèi)液面在降低
【分析】由圖明確電容器的構(gòu)造，再由平行板電容器的決定式以及電量與電流的關(guān)系公式進(jìn)行分析即可。
【解答】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，由圖可知，兩板間距離不變；液面高度變化時只有正對面積發(fā)生變化；則由可知，當(dāng)液面升高時，正對面積S增大，則電容增大，當(dāng)液面降低時，正對面積S減小，則電容減小。
由于電流從下向上流過電流計，可知該時間內(nèi)電容器上的電荷量減小，依據(jù)C＝，由于電勢差不變，而電容的電量減小，則電容減小，故瓶內(nèi)液面降低。
故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評】本題考查平行板電容器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，注意由題意找出我們常見的模型，根據(jù)電容的定義式和決定式進(jìn)行分析。
2．（2021?海淀區(qū)校級模擬）如圖所示，兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計相連，極板M與靜電計的外殼均接地。用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U。在兩板相距一定距離d時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，保持電容所帶電量Q不變，下面的操作中將使靜電計指針張角變大的是（ ）
A．僅將M板向上平移
B．僅將M板向右平移
C．僅在M、N之間插入云母板
D．僅在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸
【分析】電容器充電后斷開電源保持帶電量不變，根據(jù)平行板電容器的決定式可求得C的變化，再由電容的定義式可求知指針張角的變化，注意指針張角變大時，極板之間的電壓增大．
【解答】解：A、向M板向上平移時，極板間的正對面積減小，則由C＝ 可知，電容器的電容C減小，
則由C＝可知，因電荷量Q不變，則U增大，指針張角變大，故A正確；
B、將M板向右移動，則減小了極板間的距離，由決定式可得，電容C增大，同理可知指針張角變小，故B錯誤；
C、在MN之間插入云母板時，介電常數(shù)增大，則由電容器的決定式可知電容C增大，則可知U減小，故指針張角減小，故C錯誤；
D、M、N之間插入金屬板且不和M、N接觸時，相當(dāng)減小了板間距離，則d減小，電容C增大，由A的分析可知，U減小，故指針張角減小，故D錯誤；
故選：A。
【點(diǎn)評】本題考查電容器的動態(tài)分析，注意要先明確哪些量發(fā)生了變化，同時要求我們能熟練應(yīng)用平行板電容器電容的決定式及電容的定義式進(jìn)行分析．
3．（2021?山東模擬）如圖所示的傳感器可以監(jiān)控生產(chǎn)流水線材料的厚度，其中甲、乙為平行板電容器的上、下兩個固定極板，分別接在電源的兩極上。當(dāng)通過極板間的材料厚度增大時，極板間的介電常數(shù)增大，下列說法正確的是（ ）
A．當(dāng)通過極板間的材料厚度減小時，電流從a流向b
B．極板間的材料厚度變化時，極板間電場強(qiáng)度不變
C．當(dāng)通過極板間的材料厚度增大時，極板上的電荷量變小
D．當(dāng)通過極板間的材料厚度增大時，極板間的電壓增大
【分析】明確電容器兩端電勢差不變，板間距不變則由電場強(qiáng)度E＝可知，場強(qiáng)的變化；再根據(jù)電容的決定式分析電容的變化，從而明確電量的變化，確定電流方向。
【解答】解：A、電容器兩極板間的電壓始終保持不變，板間的距離也保持不變，根據(jù)E＝可知，極板間電場強(qiáng)度保持不變。根據(jù)C＝可知，當(dāng)厚度減小時，即介電常數(shù)減小，電容器的電容C減小，依據(jù)Q＝CU，極板上的電量Q減小，電源對電容器放電，電流從b流向a，故A錯誤；
B、當(dāng)極板間的材料厚度變化時，即介電常數(shù)變化，根據(jù)E＝可知，極板間電場強(qiáng)度保持不變，故B正確；
CD、電容器兩極板間的電壓U始終保持不變，當(dāng)通過極板間的材料厚度增大時，即介電常數(shù)增大，根據(jù)C＝可知，電容器的電容C增大，依據(jù)Q＝CU，極板上的電量Q增大，故CD錯誤；
故選：B。
【點(diǎn)評】本題考查了電容的定義式、勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系等，要注意明確由于電容器與電源相連，因此電容器兩端的電勢差不變。
綜合練習(xí)
一．選擇題（共20小題）
1．（2021?海淀區(qū)模擬）如圖所示，平行板電容器兩極板通過電阻R與電源正負(fù)極相連。將電容器兩極板間的距離迅速增大，其他條件不變，在此過程中，下列說法正確的是（ ）
A．電容器兩板間電壓變大
B．電容器兩板間電壓瞬時降低后又恢復(fù)原值
C．電容器帶電荷量先增大后減小
D．電容器帶電荷量保持不變
E．電阻中有向下的電流
F．流經(jīng)電阻的電流方向先向上后向下
【分析】平行板電容器兩極板與電源兩極相連，電壓不變，將電容器板間距離增大，電容減小，由C＝分析電容器的電量變化，判斷電路中形成的電流方向．
【解答】解：平行板電容器與電源相連，電容器的電壓不變，增大電容器兩極板距離，電容減小，由C＝分析知，電容器的電量減小，電路中形成放電電流，根據(jù)右極板帶正電，則電阻中有向下的電流，故ABCDF錯誤，E正確；
故選：E。
【點(diǎn)評】本題是電容器動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵要抓住電容器與電源相連，電壓不變，當(dāng)電容器與電源斷開后，則電量不變．
2．（2021春?錫山區(qū)校級期末）如圖所示，兩塊平行放置的金屬板A、B與一電源相連，S閉合后，兩板間有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是（ ）
A．油滴帶負(fù)電荷
B．若將A板向上平移一小段位移，G中有b→a的電流
C．若將A板向上平移一小段位移，油滴仍然靜止
D．若將S斷開，油滴立即做自由落體運(yùn)動
【分析】S閉合后電容器的電壓不變，根據(jù)板間距離的變化，分析場強(qiáng)的變化，即可判斷油滴的運(yùn)動情況，由公式Q＝CU分析電容器的電量變化．S斷開，電容器電量不變，板間場強(qiáng)不變，油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．
【解答】解：A、油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，即重力和電場力平衡，因下極板帶正電，而電場力豎直向上，因此油滴帶正電，故A錯誤；
B、將A板向上平移一小段位移時，板間的距離d增大，根據(jù)C＝，可知，電容C減小，而電壓U不變，由Q＝CU知，金屬板的帶電量將減小，電容器處于放電，因此G中有b→a的電流，故B正確；
C、將A板向上平移一小段位移時，金屬板間的距離d增大，由E＝可知，U不變，則E變小，油滴所受的電場力減小，則油滴將向下加速運(yùn)動，故C錯誤；
D、若將S斷開，電容器帶電量Q不變，板間場強(qiáng)不變，則油滴仍然保持靜止，故D錯誤。
故選：B。
【點(diǎn)評】考查電容器的動態(tài)分析，掌握電容的決定式與定義式的應(yīng)用，關(guān)鍵是明確電鍵閉合時，電容器的電壓不變，然后結(jié)合公式U＝Ed和共點(diǎn)力平衡條件進(jìn)行分析．
3．（2021春?岑溪市期中）如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，電容器下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，下列說法正確的是（ ）
A．帶電油滴將豎直向下運(yùn)動
B．P點(diǎn)的電勢將降低
C．電容器的電容增大，極板帶電荷量不變
D．電容器的電容增大，極板帶電荷量增大
【分析】將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，電容器兩板間電壓U不變，根據(jù)根據(jù)E0＝分析板間場強(qiáng)的變化，判斷電場力變化，確定油滴運(yùn)動情況；由UPO＝E0d1分析P點(diǎn)與下極板間電勢差如何變化，即能分析P點(diǎn)電勢的變化；根據(jù)由C＝和C＝分析電容器的電容及極板帶電荷量情況。
【解答】解：A、將平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，兩板間距離d減小，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)E0＝＝，知極板間場強(qiáng)E0增大，油滴所受的電場力增大，因為初始狀態(tài)油滴所受的電場力與重力等大反向，即電場力豎直向上，則電場力增大后油滴將向上加速運(yùn)動，故A錯誤；
B、場強(qiáng)增大，而P點(diǎn)與下極板間的距離d1不變，則由公式φP﹣0＝UPO＝E0d1可知，P點(diǎn)與下極板間電勢差將增大，而P點(diǎn)的電勢高于下極板的電勢，則知P點(diǎn)的電勢將增大，故B錯誤。
CD、由C＝，可知因d減小，電容C增大，極板間電壓不變，又由C＝得，Q增大，故D正確，C錯誤。
故選：D。
【點(diǎn)評】本題考查了電容器動態(tài)分析問題，考查知識點(diǎn)針對性強(qiáng)，有一定難度，考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。
4．（2021?廣州一模）如圖為電容式話筒的原理圖，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為電容器兩金屬極板。人對著P說話，P振動而Q不動。在P、Q間距離減小的過程中（ ）
A．電容器的電容不變B．通過R的電流為零
C．Q極板的帶電量變大D．R中有從M流向N的電流
【分析】在P、Q間距減小過程中，電容發(fā)生變化，而電容直接與電源相連，電容兩端間的電壓不變，從而可判斷出電量的變化及電流的流向。
【解答】解：電容式話筒與電源串聯(lián)，電壓保持不變；
在P、Q間距減小過程中，P、Q間距d減小，據(jù)C＝可知，電容C增大，
又根據(jù)電容定義式C＝得電容器所帶電量增大，電容器的充電電流通過R的方向由N到M，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
【點(diǎn)評】解決電容器的動態(tài)分析問題，抓住不變量，若電容始終與電源相連，兩端間的電壓不變；若電容器與電源斷開，則電容器所帶的電量不變。
5．（2021春?淮安月考）研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電
B．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小
C．實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大
D．實驗中，只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大
【分析】靜電計指針的張角反映電容器兩端間電勢差的變化，抓住電容器帶電量不變，根據(jù)C＝，判定電容的變化，再依據(jù)U＝判斷電勢差的變化，從而即可求解。
【解答】解：A、由圖可知，由于b板接地，而當(dāng)玻璃棒接觸a極板時，導(dǎo)致a極板帶電，因此能使電容器帶電，故A正確；
B、將b板向上平移，正對面積減小，根據(jù)C＝，電容C減小，根據(jù)U＝，Q不變，則電勢差增大，張角變大，故B錯誤；
C、在極板之間插入有機(jī)玻璃板，根據(jù)C＝，電容C增大，根據(jù)U＝，Q不變，則電勢差減小，張角變小，故C錯誤；
D、在實驗中，只增加極板帶電量，根據(jù)C＝，電容C不變，再根據(jù)U＝，因Q增大，則電勢差U增大，張角變大，而電容C大小與電勢差U高低無關(guān)，故D錯誤。
故選：A。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握電容器的動態(tài)分析，電容器與電源斷開，電量保持不變，電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差不變，同時理解電容器帶電量的含義。
6．（2021?遼寧三模）物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的數(shù)值關(guān)系，也確定了單位間的關(guān)系單位分析是幫助我們檢驗研究結(jié)果正確性的一種方法.下面是同學(xué)們在研究平行板電容器充電后儲存的能量Ec與哪些量有關(guān)的過程中得出的一些結(jié)論，式中C為電容器的電容，U為電容器充電后其兩極板間的電壓，E為兩極板間的電場強(qiáng)度，d為兩極板間的距離，S為兩極板正對面積，?為兩極板間所充介質(zhì)的相對介電常數(shù)（沒有單位），k為靜電力常量.請你分析下面給出的關(guān)于Ec的表達(dá)式可能正確的是（ ）
A．Ec＝E2SdB．Ec＝ESd
C．Ec＝CU3D．Ec＝C2U
【分析】根據(jù)選項的表達(dá)式，分析其中物理量的單位找出等效單位的表達(dá)式，從而即可求解．
【解答】解：AB、因儲存的能量EC的單位是J，根據(jù)W＝qU得1J＝1C?V，
根據(jù)電容C＝，那么Ec＝E2Sd＝CE2d2
根據(jù)U＝Ed，所以E2Sd＝CU2，即單位是1C?V，故A正確，B錯誤；
CD、而C為電容器的電容，根據(jù)C＝得電容的單位可以寫成1C/V，
所以C2U的單位是1C2/V，CU3的單位是1CV2，故CD錯誤。
故選：A。
【點(diǎn)評】對于物理中的公式一定要牢固的掌握住，根據(jù)公式就可以判斷物理量的單位與哪些單位等效．
7．（2021?山東模擬）利用圖示裝置通過靜電計指針偏角的變化情況可以探究有關(guān)平行板電容器問題，開始時，兩金屬板A、B豎直平行且正對，開關(guān)S閉合。下列說法正確的是（ ）
A．若僅將A板緩慢豎直向上平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
B．若S斷開后，僅將A板緩慢豎直向上平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
C．若S斷開后，僅在A、B板間插入玻璃板，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
D．若S斷開后，僅將A板緩慢水平向左平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減小
【分析】靜電計測量電容器板間電勢差，電勢差越大，指針張角越大。根據(jù)電容的決定式和定義式，結(jié)合電容器不接電源，電量Q不變，而電容器接電源，則電壓U不變，從而分析靜電計指針張角的變化。
【解答】解：當(dāng)使電容器帶電后與電源斷開則電荷量Q不變；當(dāng)使電容器與電源接通，則電壓U不變，再由電容的決定式和電容的定義式：C＝＝，分析如下：
A、若僅將A板緩慢豎直向上平移，依據(jù)電容的決定式C＝，可知，當(dāng)正對面積S減小，電容減小，由于電壓U不變，則靜電計指針的偏角不變，故A錯誤；
B、若S斷開后，則電荷量不變，僅將A板緩慢豎直向上平移，依據(jù)電容的決定式C＝，可知，當(dāng)正對面積S減小，電容減小，依據(jù)C＝，則電壓U變大，則靜電計指針的偏角將增大，故B正確；
C、若S斷開后，則電荷量不變，僅在A、B板間插入玻璃板，依據(jù)電容的決定式C＝，可知，當(dāng)電介質(zhì)?增大，電容增大，依據(jù)C＝，則電壓U變小，則靜電計指針的偏角將減小，故C錯誤；
D、若S斷開后，僅將A板緩慢水平向左平移，即兩板間距離d增大，則電容減小，因電荷量不變，依據(jù)C＝，則U增大，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大，故D錯誤；
故選：B。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，處理電容器動態(tài)分析時，關(guān)鍵抓住不變量，與電源斷開，電荷量保持不變，結(jié)合電容的決定式和定義式進(jìn)行分析。
8．（2021?宿州三模）如圖所示，水平放置的平行板電容器，下極板接地，一帶電油滴靜止于P點(diǎn)。現(xiàn)將一與極板相同的不帶電金屬板插入圖中虛線位置，則（ ）
A．油滴帶正電
B．M、N兩極板間電壓保持不變
C．P點(diǎn)的電勢減小
D．油滴在P點(diǎn)的電勢能減小
【分析】平行板電容器不充電也不放電，其電量保持不變，上板充正電，下板充負(fù)電，板間電場方向向下，油滴帶負(fù)電，將與極板相同的不帶電金屬板插入圖中虛線位置，根據(jù)C＝，判定電容的變化，及再由公式C＝分析電壓U的變化，再根據(jù)E＝，進(jìn)而分析板間電場強(qiáng)度變化，由公式U＝Ed分析P與下板間的電勢差變化情況，再分析P點(diǎn)的電勢變化。
【解答】解：A、一帶電油滴靜止于P點(diǎn)，電場力向上，則油滴帶負(fù)電，故A錯誤；
B、現(xiàn)將一與極板相同的不帶電金屬板插入圖中虛線位置，相當(dāng)于減小了板間距，
根據(jù)電容的決定式：C＝，可知，電容C變大，電量Q不變，依據(jù)公式U＝，可知，M、N兩極板間電壓變小，故B錯誤；
C、板間場強(qiáng)：E＝＝不變，而P點(diǎn)與下極板間距減小，根據(jù)UP0＝EdP0＝φP﹣0，則有P點(diǎn)的電勢減小，故C正確；
D、油滴在P點(diǎn)的電勢能EP＝qφ，因油滴帶負(fù)電，則電勢能變大，故D錯誤。
故選：C。
【點(diǎn)評】考查電容的定義式與決定式的內(nèi)容，掌握兩者的區(qū)別，本題較難之處是分析電勢變化，往往根據(jù)電勢差和該點(diǎn)與零電勢點(diǎn)間電勢的高低，分析電勢的變化，這是常用的方法。
9．（2021?昌平區(qū)二模）圖為給電容器充電的實驗電路圖。電源電動勢為E、內(nèi)阻不計；電容器的電容為C，燈泡的電阻為R。將開關(guān)閉合，給電容器充電，用q表示電容器左側(cè)極板上的電荷量、用i表示電路中的電流、用uC表示電容器極板間的電壓、用uR表示燈泡兩端的電壓。下圖中描述充電過程中上述物理量隨時間的變化規(guī)律，正確的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】電容器在充電的過程中，電容器上的電荷量q＝it，i隨時間減小，由此分析AB選項；根據(jù)電容的定義式可知q＝CU分析電容器兩端電壓的變化情況；電容的電壓與燈泡的電壓之和等于電源的電動勢，由此分析燈泡的兩端電壓的變化情況。
【解答】解：B、充電時剛開始的電流很大，隨著時間的延長，電流在變??；由于i﹣t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示充電電荷量，電流減小，則在相同的時間內(nèi)i﹣t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積減小，則i﹣t圖像的斜率減小，當(dāng)充電完畢時電流為零，故B正確；
A、電容器在充電的過程中，電容器上的電荷量q＝it，i是變化的，所以q隨時間并不是線性增大的；因為q﹣t圖像的斜率是電流的大小，即充電過程中，電流是變化的，故A錯誤；
C、根據(jù)電容的定義式可知q＝CU，而電容C不變，所以電容器兩端電壓的變化與其極板上電荷量的變化遵循相似的變化規(guī)律，電荷量是逐漸變大的，故電容器兩端電壓也是逐漸變大的，故C錯誤；
D、因為電容的電壓與燈泡的電壓之和等于電源的電動勢，所以電容器的電壓增大時，燈泡的兩端電壓是逐漸減小的，故D錯誤。
故選：B。
【點(diǎn)評】本題主要是考查電容器充電問題，關(guān)鍵是掌握電容器充電過程中電流、電容器兩端電壓隨時間的變化規(guī)律，能夠根據(jù)電流變化規(guī)律分析圖像。
10．（2021春?安徽月考）如圖所示，極板間距為d、正對面積為S的平行板電容器，N極板與靜電計相連，電容器M極板和靜電計外殼接地。已充完電的平行板電容器兩極板之間的電勢差為U，靜電計指針偏轉(zhuǎn)的角度為α，則（ ）
A．增大d，α變小
B．減小S，α變大
C．若將玻璃板插入兩板之間，α變大
D．減小d，α變大
【分析】電容器充電后斷開電源保持帶電量不變，根據(jù)平行板電容器的決定式可求得電容C的變化，再由電容的定義式可求知指針張角的變化，注意極板之間的電壓增大時靜電計指針張角變大．
【解答】解：AD、依據(jù)電勢差U變大（?。羔槒埥亲兇螅ㄐ。译娙萜魉鶐щ姾闪恳欢?，由公式C＝知，當(dāng)d變大時，C變小，再由C＝得U變大，α變大；當(dāng)d變小時，C變大，再由C＝得U變小，α變小，故AD錯誤；
B、由公式C＝知，正對面積S變小，C也變小，U變大，α變大，故B正確；
C、當(dāng)插入玻璃板時，由公式C＝知，C變大，U變小，α變小，故C錯誤；
故選：B。
【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵要掌握決定電容的三個因素：板間距離、電介質(zhì)、正對面積，以及電容的定義式C＝．
11．（2021春?如皋市期中）“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”的實驗電路圖如圖所示，已知電容器的電容為C，電容器充電后兩極板間的電壓為U，下列說法正確的是（ ）
A．開關(guān)S接1后，電流表、電壓表的示數(shù)均逐漸變大
B．開關(guān)S從1斷開后，電容器的帶電量為2CU
C．開關(guān)S從1斷開后接2時，流過電阻R的電流方向向左
D．放電的過程中，電容器把儲存的能量轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量
【分析】開關(guān)S接1對電容器充電，根據(jù)電容公式得Q＝CU，判斷電壓和電荷量的變化；開關(guān)S從1斷開后接2時，電容器處于放電狀態(tài)，電流從正極板流向負(fù)極板，其儲存的電場能不斷減小。
【解答】解：A、開關(guān)S接1后電源對電容器充電，兩極板的電荷量不斷增加，由電容公式：Q＝CU，兩板間的電壓不斷升高，電壓表的示數(shù)變大，兩板間的電壓與電源的電動勢的之差不斷減小，所以電流不斷減小，電流表示數(shù)不斷減小，故A項錯誤；
B、開關(guān)S從1斷開后，電容器的電壓為U，電容器的帶電量為一個極板帶電量的絕對值，因而Q＝CU，故B項錯誤；
C、充電時，電容器上極板帶正電荷，下極板帶上負(fù)電荷，開關(guān)S從1斷開后接2時，電流從正極板流向負(fù)極板，所以流過電阻R的電流方向向右，故C項錯誤；
D、放電的過程中，由于電容器電荷量不斷極少，電壓不斷降低，電場能不斷減小，通過電流做功把電場能轉(zhuǎn)化為電阻R上產(chǎn)生的電熱，故D項正確；
故選：D。
【點(diǎn)評】本題考查學(xué)生對電容器沖、放電過程的認(rèn)識，理解電路中的電流、電容器的電壓和電場能變化規(guī)律，題目較易，體現(xiàn)了學(xué)科素養(yǎng)中理解能力的考查。
12．（2021春?晉城期中）雷云一般聚集了大量的負(fù)電荷Q，假設(shè)雷云與大地構(gòu)成了一個大電容器，把它視作平行板電器，其電容為C，則下列說法正確的是（ ）
A．雷云與大地之間的電壓為CQ
B．雷云與大地之間的電場線方向向下
C．雷云在赤道上放電時電子受到向東的洛倫茲力
D．若雷云持續(xù)放電時間為t，則放電電流的平均值為
【分析】雷云相當(dāng)于帶負(fù)電荷一個極板，在放電的過程中負(fù)電荷在電場力的作用下導(dǎo)入大地，由于地球周圍分布著磁場，因而負(fù)電荷受到洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式來估算平均電流的大小。
【解答】解：A、根據(jù)電容公式，那么雷云與大地間的電壓為，故A選項錯誤；
B、雷云上的負(fù)電荷在導(dǎo)入大地的過程中，受到向下的電場力，那么電場線的方向應(yīng)該向上，故B項錯誤；
C、雷云在赤道上放電時，電子運(yùn)動方向指向地心，地磁場在赤道上方向水平指向正北，由左手定則判斷出電子受到向西的洛倫茲力。故C項錯誤；
D、設(shè)雷云持續(xù)放電時間為t，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式可以得出放電電流的平均值為，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評】本題以雷云放電過程為背景，涉及到電容、電場線、洛倫茲力和電流強(qiáng)度等概念的考查，體現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)理解能力的考查，基礎(chǔ)題。
13．（2021?丹陽市校級模擬）如圖所示為某同學(xué)利用干電池做電源，觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的電路，下列說法正確的是（ ）
A．開關(guān)S接1時，觀察的是電容器放電現(xiàn)象
B．電容器C放電時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
C．增大電阻R，電容器放電時間會延長
D．放電過程通過電阻R的電量即為電容器充電結(jié)束時所帶電量
【分析】根據(jù)電路結(jié)構(gòu)判斷電容器的正負(fù)極板，將S接通2電容器會對外放電，電路中存在放電電流；依據(jù)電流由正流入，則指針向右偏；依據(jù)閉合電路歐姆定律判定電流與電阻的關(guān)系，再由t＝，即可判定放電時間長短；電容器放電時電壓表也有電流通過的。
【解答】解：AB、將開關(guān)S接通1時，電容器處于充電狀態(tài)，將開關(guān)S撥到2后，電容器放電，通過電流表的放電電流方向向左，依據(jù)電流由正流入，則指針向右偏，因此電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故AB錯誤；
C、依據(jù)閉合電路歐姆定律I＝，當(dāng)增大電阻R，導(dǎo)致電容器的放電電流I變小，因電容器的電量Q一定，則由t＝，可知，放電電流的時間會延長，故C正確；
D、當(dāng)電容器處于放電狀態(tài)時，除電阻中的電流外，電壓表也有電流通過，因此放電過程通過電阻R的電量與電壓表的電量之和才為電容器充電結(jié)束時所帶電量，故D錯誤；
故選：C。
【點(diǎn)評】本題考查電容器的充放電狀態(tài)，理解影響放電時間長短的因素，注意放電時，電壓表與電阻是并聯(lián)的。
14．（2021春?如皋市期中）如圖所示，平行板電容器兩極板帶等量異種電荷，右極板與靜電計金屬球相連，左極板和靜電計金屬外殼相連，下列操作能使靜電計指針張角變小的是（ ）
A．增大兩極板的帶電量B．在兩極板間插入電介質(zhì)
C．將左極板向上平移少許D．將左極板向左平移少許
【分析】改變板間距離、改變正對面積或放入電介質(zhì)，根據(jù)電容的決定式分析電容的變化，電容器的電量不變，再根據(jù)電容的定義式分析板間電壓的變化，判斷靜電計指針的變化．
【解答】解：A、根據(jù)電容的定義式C＝，可知，當(dāng)大兩極板的帶電量Q，必須導(dǎo)致極板間的電勢差U增大，那么靜電計指針張角會變大，故A錯誤；
B、在兩極板間插入電介質(zhì)，根據(jù)電容的決定式C＝ 知，電容C增大，電容器的電量Q不變，再根據(jù)電容的定義式C＝，則板間電壓U減小，靜電計指針張角變小，故B正確；
C、將左極板向上平移少許，即減小A、B板的正對面積，根據(jù)電容的決定式C＝ 分析得知，電容C減小，電容器的電量Q不變，則由C＝得知，板間電壓U增大，靜電計指針張角變大，故C錯誤；
D、將左極板向左平移少許，則增大A、B板間的距離，根據(jù)電容的決定式C＝ 知電容C減小，電容器的電量Q不變，則由定義式C＝知，板間電壓U增大，靜電計指針張角變大，故D錯誤；
故選：B。
【點(diǎn)評】本題是電容器的動態(tài)變化分析問題，在分析不變量的基礎(chǔ)上，由電容的決定式C＝ 和定義式C＝結(jié)合分析．
15．（2021?大連二模）飛機(jī)油箱內(nèi)的油量是估計其續(xù)航時間和確保飛行安全的重要參數(shù)。一種電容式測量飛機(jī)油箱內(nèi)油量的裝置如圖，油箱內(nèi)置圓筒形電容器，電容的變化反映了油面高度的變化。下列說法正確的是（ ）
A．給飛機(jī)供油時油量增加，相當(dāng)于改變了電容器中的電介質(zhì)，電容會增大
B．給飛機(jī)供油時油量增加，相當(dāng)于改變了電容器中的電介質(zhì)，電容會減小
C．飛行過程中油量減少，相當(dāng)于改變了兩極板間的正對面積，電容會減小
D．飛行過程中油量減少，相當(dāng)于改變了兩極板間的正對面積，電容會增加
【分析】內(nèi)外圓筒形成一個電容器，油量的變化相當(dāng)于電介質(zhì)變化，根據(jù)電容的決定式C＝分析電容的變化，從而即可判定．
【解答】解：AB、給飛機(jī)供油時油量增加，即增大電容器的電介質(zhì)，根據(jù)電容的決定式C＝，可知，電容器的電容要增大，故A正確，B錯誤；
CD、飛行過程中油量減少，即減小電容器的電介質(zhì)，因兩極的正對面積仍不變，根據(jù)電容的決定式C＝，可知，電容器的電容要減小，故CD錯誤。
故選：A。
【點(diǎn)評】本題只要掌握電容的決定式C＝，關(guān)鍵依據(jù)電容器來確定，油量的多少與電容器決定式的哪個物理量有關(guān)．
16．（2021?房山區(qū)二模）研究平行板電容器電容與哪些因素有關(guān)的實驗裝置如圖所示。實驗前，用帶正電的玻璃棒與電容器a板接觸，使電容器a板帶正電，下列說法正確的是（ ）
A．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小
B．實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大
C．實驗時無意間手指觸碰了一下b板，不會影響實驗結(jié)果
D．實驗中，只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大
【分析】靜電計指針的張角反應(yīng)電容器兩端間電勢差的變化，抓住電容器帶電量不變，根據(jù)C＝ 判定電容的變化，再依據(jù)U＝，判斷電勢差的變化，從而即可求解。
【解答】解：A、實驗中，只將電容器b板向上平移，根據(jù)C＝ 及U＝，當(dāng)S減小，則C減小，U增大，那么靜電計指針的張角變大，故A錯誤；
B、實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，根據(jù)C＝ 及U＝，當(dāng)ε變大，則C變大，U減小，那么靜電計指針的張角變小，故B錯誤；
C、實驗時無意間手指觸碰了一下b板，不會影響實驗結(jié)果，原因是在手碰之前，b板就是接地的，故C正確；
D、實驗中，只增加極板帶電量，根據(jù)電容定義式C＝，那么極板間電壓也增大，則靜電計指針的張角變大，而電容是不變的，故D錯誤。
故選：C。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握電容器的動態(tài)分析，電容器與電源斷開，電量保持不變，電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差不變，同時理解電容器帶電量的含義。注意C選項在手碰之前就是接地的。
17．（2021春?日照期中）電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，電壓隨壓力變化而變化，壓力越大電壓越大，壓力不變，電壓一定。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中會產(chǎn)生兩個脈沖電流，如圖乙所示，即視為“闖紅燈”，電子眼自動拍照記錄。則紅燈亮?xí)r（ ）
A．車輪停在感應(yīng)線上時電阻R上有恒定電流
B．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先放電后充電
C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流一直增大
D．汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，會被電子眼拍照
【分析】根據(jù)電流和電路圖分析電容器的充放電過程，并根據(jù)工作原理明確汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)是否符合拍照條件。
【解答】解：A、車輪停在感應(yīng)線上時，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；
BC、由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過時電流先增大后減小，然后再反向增大最后減小，因電壓是在受壓時產(chǎn)生的，故說明電容器先充電后放電，故BC錯誤；
D、若汽車前輪越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評】本題考查傳感器的應(yīng)用及電容器的使用，要注意對于未知事物能有效建立物理模型，應(yīng)用所學(xué)過的物理規(guī)律求解。
18．（2021?惠州一模）如圖所示是某示波管的示意圖，如果水平放置的偏轉(zhuǎn)電極上加一個電壓，則電子束將偏轉(zhuǎn)，每單位偏轉(zhuǎn)電極電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離叫做示波管的靈敏度。下面這些措施中對提高示波管的靈敏度有用的是（ ）
A．將電子槍的加速電壓提高
B．提高偏轉(zhuǎn)電極的電壓
C．加大偏轉(zhuǎn)電極極板之間的距離d
D．加長偏轉(zhuǎn)電極的極板L
【分析】電子先經(jīng)加速電場加速，再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)，根據(jù)動能定理和牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)出y，再求出的表達(dá)式，由表達(dá)式分析提高靈敏度的方式．
【解答】解：設(shè)加速電壓為U加，偏轉(zhuǎn)電壓為U偏。
經(jīng)加速電場后的速度為v，則 eU加＝m
電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運(yùn)動，運(yùn)動的時間：t＝
其偏轉(zhuǎn)的位移為，y＝at2
a＝＝
聯(lián)立上三式得y＝
所以示波管的靈敏度＝
可見，要提高示波管靈敏度，必須把偏轉(zhuǎn)極板L做得長一些，或把偏轉(zhuǎn)極板間距離d做得小些，或加速電場的兩極板間的電壓降低一點(diǎn)，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評】本題是信息的給予題，根據(jù)所給的信息，得出示波管的靈敏度的表達(dá)式即可解決本題．
19．（2021春?扶余市月考）如圖所示，平行板電容器通過一滑動變阻器R與直流電源連接，G為一零刻度在表盤中央的靈敏電流計，閉合開關(guān)S后，下列說法正確的是（ ）
A．若只在兩板間插入電介質(zhì)，電容器的兩板間電壓將減小
B．若只在兩板間插入電介質(zhì)，電容器的電容將保持增大
C．若只將滑動變阻器滑片P向上移動，電容器儲存的電荷量將減少
D．若只將電容器下極板向下移動一小段距離，此過程電流計中有從a到b方向的電流
【分析】閉合開關(guān)S后，電容器板間電壓等于滑動變阻器R兩端的電壓，由R兩端的變壓的變化判斷電容器的電壓變化情況，再由電容定義式判斷電荷量的變化；在兩板間插入電介質(zhì)或改變板間距離，根據(jù)電容決定式判斷電容的變化；再由定義式，判斷電量的變化，由電容器的充放電情況分析電流計中電流的方向。
【解答】解：AB、閉合開關(guān)S后，電容器板間電壓等于變阻器下部分電阻的電壓，保持不變，若只在兩板間插入電介質(zhì)，C＝，電容器的電容將增大，故A錯誤，B正確；
C、若只將滑動變阻器滑片P向上移動，電容器極板間電壓增大，則電容器所帶電荷增多，故C錯誤；
D、若只將電容器下極板向下移動一小段距離，板間距離增大，電容減小，而電壓不變，則電容器所帶電量減小，電容器放電。由于上極板帶正電，所以此過程電流計中有從b到a方向的電流，故D錯誤。
故選：B。
【點(diǎn)評】本題電容器動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵是確定電容器的電壓。電路穩(wěn)定時，電容器所帶電路無電流，只有在充電或放電過程中電容器所在電路有電流。
20．（2021?武漢模擬）在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料過程中，為了實時監(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A、B為平行板電容器的上、下兩個固定極板，分別接在恒壓直流電源的兩極上。當(dāng)紙張從平行極板間穿過時，若負(fù)電荷從a向b流過靈敏電流計G，則電流計指針偏向a端；若負(fù)電荷從b向a流過靈敏電流計G，則指針偏向b端。某次紙張從平行極板間穿過時，發(fā)現(xiàn)電流計指針偏向b端，下列說法正確的是（ ）
A．兩極板間紙張厚度減小B．兩極板間紙張厚度不變
C．兩極板間紙張厚度增加D．以上三種情況都有可能
【分析】根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向確定電容器是充電還是放電，根據(jù)電容的定義式確定電容的變化情況，根據(jù)C＝分析電介質(zhì)的變化，從而得到紙張厚度的變化情況。
【解答】解：由于電容與電源相連，故電壓U不變，由于電流計指針偏向b端，說明負(fù)電荷從b向a流過，即電容器放電，
根據(jù)電容的定義式C＝可知，電容減小，
根據(jù)C＝，可知紙張厚度減小，導(dǎo)致相對介電常數(shù)減小，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【點(diǎn)評】本題考查了電容的定義式、平行板電容器的決定式等，要注意明確由于電容器與電源相連，因此電容器兩端的電勢差不變。
二．多選題（共12小題）
21．（2021春?阜陽期末）電容式電話，其原理如圖所示，其話筒可簡化成一電容器。當(dāng)有聲音信號輸入時，聲音形成一種壓力作用于振動膜片上，這樣電容器的板間距就發(fā)生變化，引起電路中其他變化，從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。當(dāng)通話聲音信號輸入時，下列說法正確的是（ ）
A．電容器的電容發(fā)生變化
B．電容器的電荷量不變
C．輸出信號的電壓變化
D．電路中電流始終為零輸出信號
【分析】電容器極板間距離的變化要引起了電容的變化，抓住電容器板間電壓不變，知道電容的變化引起了電量的變化，從而R中有電流，進(jìn)而產(chǎn)生輸出信號。
【解答】解：A、當(dāng)聲音信號輸入時，導(dǎo)致電容器兩極板間的距離變化，依據(jù)電容的決定式C＝，電容變化，故A正確；
BD、由C＝ 可知，因U不變的情況下，C變化，則電容器帶電荷量Q變化，可知電容器發(fā)生充放電，會有變化的電流流過R，故BD錯誤；
C、依據(jù)U＝IR，因通過電阻R的電流I變化，導(dǎo)致輸出信號的電壓變化，故C正確。
故選：AC。
【點(diǎn)評】本題考查了電容器的動態(tài)分析，方法是：從板間距離的變化分析電容的變化，根據(jù)電壓或電量不變判斷電量或電壓的變化，注意分清電容器兩端的電壓與輸出信號兩端電壓的不同。
22．（2021?五華區(qū)校級模擬）如圖所示，處于豎直面內(nèi)的平行板電容器與直流電源連接，下極板接地，將開關(guān)閉合，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴靜止于電容器中的P點(diǎn)，則下列說法正確的是（ ）
A．若將開關(guān)斷開再將上極板豎直向上移動一小段距離，帶電油滴不動
B．若將開關(guān)斷開再將上極板豎直向上移動一小段距離，帶電油滴在P點(diǎn)處的電勢能將降低
C．將上極板豎直向上移動一小段距離，帶電油滴將向上移動
D．將上極板豎直向上移動一小段距離，帶電油滴在P點(diǎn)處的電勢能將增大
【分析】將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，電容器電荷量（或兩板間電壓）不變，根據(jù)E＝及U＝分析板間場強(qiáng)的變化，判斷電場力變化，從而確定油滴運(yùn)動情況。由φ＝U地＝Ed地分析P點(diǎn)與下極板間電勢如何變化，即能分析P點(diǎn)電勢的變化和油滴電勢能的變化。
【解答】解：AB、若將開關(guān)斷開，則電容器所帶電荷量不變，電場強(qiáng)度E＝＝與距離無關(guān)，所以場強(qiáng)E不變，油滴受力不變，仍保持靜止不動，故A正確；
再根據(jù)電勢公式，φP＝UPB＝EdPB，而E及dPB均不變，所以P點(diǎn)電勢不變，所以電勢能也不變，故B錯誤；
CD、若只將上極板上移，電壓不變，電場強(qiáng)度E＝，電場強(qiáng)度E減小，所以帶電油滴受到的重力大于電場力，將向下運(yùn)動，故C錯誤；
再由電勢公式，φP＝UPB＝EdPB，由于E減小，那么P點(diǎn)處電勢降低，但油滴帶負(fù)電，所以油滴的電勢能增加，故D正確。
故選：AD。
【點(diǎn)評】本題要能運(yùn)用E＝分析板間場強(qiáng)的變化，判斷油滴如何運(yùn)動。運(yùn)用推論：正電荷在電勢高處電勢能大，而負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，來判斷電勢能的變化。
23．（2021?武昌區(qū)校級模擬）如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管（正向電阻很小，反向電阻無窮大）串聯(lián)，電源正極接地。閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（ ）
A．若上極板略微下移，帶電油滴仍保持靜止
B．若上極板略微下移，則P點(diǎn)電勢升高
C．若上極板略微左移與下極板錯開，則帶電油滴向下運(yùn)動
D．若上極板略微左移與下極板錯開，則P點(diǎn)電勢降低
【分析】根據(jù)平行板電容器的電容公式、電容的定義式與勻強(qiáng)電場場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系求出極板間的電場強(qiáng)度，根據(jù)題意判斷極板間的電場強(qiáng)度如何變化，然后判斷P點(diǎn)電勢如何變化，判斷油滴如何運(yùn)動。
【解答】解：AB、若上極板略微下移，d變小，由可知，C變大，兩極板間的電壓U等于電源電動勢不變，電容器將充電，電場強(qiáng)度變大，電場力變大，電場力大于重力，油滴所受合力向上，油滴向上運(yùn)動，P點(diǎn)到下極板的距離不變，根據(jù)U＝Ed可知，P與下極板的電勢差增大，所以P點(diǎn)的電勢升高，故A錯誤，B正確；
CD、若上極板略微左移與下極板錯開，S將減小，C變小，假設(shè)U不變，電容器要放電，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，實際為Q保持不變，由可知，電場強(qiáng)度E變大，電場力變大，電場力大于重力，油滴所受合力向上，油滴向上運(yùn)動，P點(diǎn)到上極板的距離不變，根據(jù)U＝Ed可知，P與上極板的電勢差增大，而上極板的電勢恒為0，所以P點(diǎn)的電勢降低，故C錯誤，D正確。
故選：BD。
【點(diǎn)評】本題考查了判斷P點(diǎn)電勢高低、油滴運(yùn)動方向問題，本題難度較大，分析清楚極板間電場強(qiáng)度如何變化是解題的關(guān)鍵；應(yīng)用：，C＝，E＝進(jìn)行分析求解即可，注意明確二極管的單向?qū)щ娦浴?br>24．（2021?寶雞模擬）利用如圖所示的電路分析平行板電容器的動態(tài)變化，已知電源的內(nèi)阻可忽略不計，R為電阻箱，一帶正電的小球固定在電容器之間的O位置。則下列說法正確的是（ ）
A．保持電鍵閉合，M板向下平移少許，小球的電勢能減少
B．保持電鍵閉合，將電阻箱的阻值增大，靜電計的指針偏角不變
C．?dāng)嚅_電鍵，M板向下平移少許，靜電計的指針偏角增大
D．?dāng)嚅_電鍵，M板向左平移少許，小球的電勢能增大
【分析】電容器始終與電源相連，則電容器兩端間的電勢差不變，根據(jù)電容器d的變化判斷電容的變化以及電場強(qiáng)度的變化，從而判斷電荷電勢能；
若開關(guān)斷開，電荷量不變，根據(jù)E＝、C＝結(jié)合C＝，得：E＝，從而判斷場強(qiáng)變化判斷電容器兩極板的電勢差，及電勢能變化即可。
【解答】解：A、保持電鍵閉合，電容器兩端電壓U不變，M板下移板間距d減小，據(jù)E＝知場強(qiáng)變大，因N接地，且由φO＝UON＝EdON知φO變大，據(jù)EO＝qφO，及帶正電的小球，知小球的電勢能EO變大，故A錯誤；
B、保持電鍵閉合，將電阻箱的阻值增大，電容器兩極間的電勢差仍不變，因此靜電計的指針偏角不變，故B正確；
C、電鍵斷開后，電荷量Q不變，根據(jù)E＝、C＝結(jié)合C＝得：E＝，M板向下平移少許時，即板間距d變小，但場強(qiáng)E不變，據(jù)U＝Ed知兩極板的電勢差U變小，則靜電計指針的偏角變小，故C錯誤；
D、電鍵斷開后，電荷量Q不變，根據(jù)E＝、C＝結(jié)合C＝得：E＝，M板向左平移少許時，即正對面積S變小，則場強(qiáng)E變大，因N接地，且由φO＝UON＝EdON知φO變大，據(jù)EO＝qφO，及帶正電的小球，知小球的電勢能EO變大，故D正確。
故選：BD。
【點(diǎn)評】題是電容器的動態(tài)分析問題，關(guān)鍵抓住不變量，當(dāng)電容器與電源始終相連，則電勢差不變，當(dāng)電容器與電源斷開，則電荷量不變，理解電場強(qiáng)度綜合表達(dá)式的推導(dǎo)過程，并掌握電勢能與電荷量、電勢及電性均有關(guān)。
25．（2021?漳州三模）如圖甲，一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，C表示電容器的電容、U表示正負(fù)極板間的電勢差、Q表示電容器所帶的電量、E表示兩板間的場強(qiáng)。正極板保持不動，將負(fù)極板緩慢向左平移一小段距離l0，則圖乙中關(guān)于各物理量與負(fù)極板移動距離x的關(guān)系圖像中正確的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】由題意可知電量不變，由平行板電容器的決定式可知電容的變化；由定義式可得出兩端電勢差的變化；再由U＝Ed可知E的變化，進(jìn)而判斷勢能的變化。
【解答】解：A、當(dāng)負(fù)極板左移時，d增加，由C＝可知，C與x圖象不能為一次函數(shù)圖象，故A錯誤；
B、兩板間的電壓U＝＝，是x的一次增函數(shù)，故B正確；
C、電容器充滿電后與電源斷開，故Q不變，那么Q﹣x 圖象是平行于x軸的直線，故C錯誤；
D、由U＝可知，U＝，則E＝＝，故E與d和x無關(guān)，故D正確。
故選：BD。
【點(diǎn)評】本題考查電容器的動態(tài)分析，由于結(jié)合了圖象內(nèi)容，對學(xué)生的要求更高了一步，要求能根據(jù)公式得出正確的表達(dá)式，再由數(shù)學(xué)規(guī)律進(jìn)行分析求解。
26．（2021?石家莊二模）在如圖所示電路中，定值電阻R1、R2阻值均為R，電源電動勢為E，內(nèi)阻r＝R，平行板電容器的電容為C。初始時，開關(guān)S1閉合，S2斷開，帶電液滴在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。整個裝置處于真空中，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A．若僅減小電容器兩極板的正對面積，則液滴仍保持靜止
B．若僅將電容器上極板上移少許，則P點(diǎn)電勢升高
C．若閉合S2，則電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量比原來增加了CE
D．若閉合S2，電路穩(wěn)定后液滴還在板間運(yùn)動，則其加速度大小為g
【分析】開關(guān)S1閉合，S2斷開，根據(jù)E＝，結(jié)合電容器的極板間電壓U不變，分析電容器板間電場強(qiáng)度的變化情況，判斷液滴受到的電場力變化情況，從而確定液滴的運(yùn)動情況；依據(jù)U＝Ed，分析P點(diǎn)電勢高低；若閉合S2，根據(jù)閉合電路歐姆定律，確定電容器兩極的電壓變化，依據(jù)△Q＝C?△U，即可求解電容器電量的變化；最后依據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合閉合S2前，液滴的平衡條件，即可求解。
【解答】解：A、若僅減小電容器兩極板的正對面積時，而兩極板間的距離不變，電容器板間電壓不變，由E＝可知，板間電場強(qiáng)度不變，液滴受到的電場力不變，則液滴仍保持靜止，故A正確；
B、若僅將電容器上極板上移少許，即兩極板間的距離增大，由E＝可知，板間電場強(qiáng)度變小，那么P點(diǎn)與下極板的電勢差減小，因下極板接地，電勢為零，因此P點(diǎn)電勢降低，故B錯誤；
C、當(dāng)S2斷開時，電容器兩極板間的電壓U＝＝，若閉合S2，那么容器兩極板間的電壓U′＝＝，依據(jù)Q＝CU，可知，電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量比原來增加了△Q＝C?△U＝CE，故C錯誤；
D、當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，帶電液滴在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，依據(jù)平衡條件，則有：mg＝q，當(dāng)閉合S2，電容器極板間的電壓為，此時帶電液滴所受的電場力為：F＝q，根據(jù)牛頓第二定律，mg﹣q＝ma，解得：a＝g，故D正確。
故選：AD。
【點(diǎn)評】本題是電路動態(tài)分析問題，關(guān)鍵要理清電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路的串并聯(lián)知識和閉合電路歐姆定律分析各個部分電路電流和電壓的變化，同時掌握牛頓第二定律的應(yīng)用。
27．（2021?廣東模擬）利用圖示裝置通過靜電計指針偏角的變化情況可以探究有關(guān)平行板電容器問題，開始時，兩金屬板A、B豎直平行且正對，開關(guān)S閉合。下列說法正確的是（ ）
A．若僅將A板緩慢豎直向上平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
B．若S斷開后，僅將A板緩慢豎直向上平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
C．若S斷開后，僅在A、B板間插入玻璃板，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
D．若S斷開后，僅將A板緩慢水平向左平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大
【分析】靜電計測量電容器板間電勢差，電勢差越大，指針張角越大。根據(jù)電容的決定式和定義式，結(jié)合電容器不接電源，電量Q不變，而電容器接電源，則電壓U不變，從而分析靜電計指針張角的變化。
【解答】解：當(dāng)使電容器帶電后與電源斷開則電荷量Q不變；當(dāng)使電容器與電源接通，則電壓U不變，再由電容的決定式和電容的定義式：C＝＝，分析如下：
A、若僅將A板緩慢豎直向上平移，依據(jù)電容的決定式C＝，可知，當(dāng)正對面積S減小，電容C減小，但由于電壓U不變，則靜電計指針的偏角不變，故A錯誤；
B、若S斷開后，則電荷量Q不變，僅將A板緩慢豎直向上平移，依據(jù)電容的決定式C＝，可知，當(dāng)正對面積S減小，電容C減小，依據(jù)C＝，則電壓U變大，則靜電計指針的偏角將增大，故B正確；
C、若S斷開后，則電荷量Q不變，僅在A、B板間插入玻璃板，依據(jù)電容的決定式C＝，可知，當(dāng)電介質(zhì)?增大，電容增大，依據(jù)C＝，則電壓U變小，則靜電計指針的偏角將減小，故C錯誤；
D、若S斷開后，僅將A板緩慢水平向左平移，即兩板間距離d增大，則電容減小，因電荷量不變，依據(jù)C＝，則U增大，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大，故D正確；
故選：BD。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，處理電容器動態(tài)分析時，關(guān)鍵抓住不變量，與電源斷開，電荷量保持不變，結(jié)合電容的決定式和定義式進(jìn)行分析。
28．（2021?遼寧二模）如圖所示，兩個平行板電容器水平放置，A板用導(dǎo)線連接一理想二極管與M板相連，B板和N板都接地。M板和N板中間插有電介質(zhì)，A板和B板正中均有一小孔，兩孔在同一豎直線上，讓A板帶正電，穩(wěn)定后，一帶電粒子從小孔正上方由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)B板處速度恰為零。空氣阻力忽略不計，極板間電場視為勻強(qiáng)電場。若想使帶電粒子從小孔正上方同一位置由靜止開始下落后能穿過B板小孔，下列方法可行的是（ ）
A．A板向下移動一小段距離
B．M板向下移動一小段距離
C．MN板間換相對介電常數(shù)更大的電介質(zhì)
D．N板向右移一小段距離
【分析】電容器MN與平行金屬板AB通過二極管并聯(lián)，根據(jù)左邊或者右邊電容器的電容的變化得出平行金屬板的電荷量的變化，結(jié)合二極管的單向性，判斷AB兩板的電勢差變化，再由動能定理判斷粒子是穿過還是返回。
【解答】解：A、A板下移一段距離時，由公式知道，電容C1變大，由公式，而二極管的單向?qū)щ娦灾?，Q1不能增大也不減小，只有兩板間的電壓U減小，那么帶電粒子到達(dá)B板后電場力做的負(fù)功也將減小，故帶電粒子將穿過B板，故A正確；
B、如果將M板下移，即減小M、N間的距離，根據(jù)，則電容C2增大，由公式，則Q2將增大，A板的電荷可以通過二極管向M流動，隨著C1對C2充電的進(jìn)行，A板放電，Q1減小，則U1也將減小，那么帶電粒子到達(dá)B板后電場力做的負(fù)功也將減小，則帶電粒子將穿過B板，故B正確；
C、如果將MN間換相對介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，根據(jù)知道電容增大，由公式，則此時Q2將增大，Q1減小，所以U1減小，那么帶電粒子到達(dá)B板后電場力做的負(fù)功也將減小，故帶電粒子將穿過B板，故C正確；
D、N板向右移動一段距離，由公式知道，電容C2減小，由公式，而二極管的單向?qū)щ娦灾琎2不能減小，只有U2增大，由于二極管的單向?qū)щ娦?，則Q1的電荷量和電壓U1不變，則電場力做功不變，故帶電粒子將返回，故D錯誤。
故選：ABC。
【點(diǎn)評】本題考查電容器的動態(tài)分析，但將兩個電容器通過二極管連接使用，綜合了電路、電容的知識，綜合性較強(qiáng)；最后通過動能定理判斷帶電粒子的運(yùn)動情況，需要認(rèn)真推敲一下，題目較為新穎，但難度較大，對學(xué)生要求較高。
29．（2021?淮南二模）如圖所示，在水平放置兩平行金屬板M、N之間的P點(diǎn)，有一個帶電荷量為﹣q的點(diǎn)電荷恰好靜止在P點(diǎn)，兩金屬板通過電阻R接到恒壓直流電源上，其中N板接地。保持其它條件不變，僅移動金屬板M，下列判斷正確的是（ ）
A．僅將M板向上移動一小段距離，P點(diǎn)的電勢降低
B．僅將M板向下移動一小段距離，金屬板M帶電量減少
C．僅將M板向右移動一小段距離，該點(diǎn)電荷仍將保持靜止
D．僅將M板向左移動一小段距離，該點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能變小
【分析】電容器和電源相連，兩端的電勢差不變，通過電容的變化，結(jié)合Q＝CU得出電荷量的變化，通過電容器帶電量的變化確定通過R的電流流向；
根據(jù)電容器兩端電勢差不變，結(jié)合電場強(qiáng)度的變化，得出PN間電勢差的變化，從而確定P點(diǎn)電勢的變化，得出P點(diǎn)電勢能的變化。
【解答】解：A、由于電容器兩端的電勢差不變，將M板向上移動一小段距離，即d增大，根據(jù)E＝，則電場強(qiáng)度減小，PN間的電勢差減小，因為N點(diǎn)電勢為零，知P點(diǎn)的電勢降低，故A正確；
B、當(dāng)保持其它條件不變，而將M板向下移動一小段距離，即d減小，根據(jù)C＝ 知，電容C增大，根據(jù)Q＝CU，U不變，則電荷量Q增大，故B錯誤；
C、當(dāng)保持其它條件不變，而將M板向右移動一小段距離，即正對面積S減小，根據(jù)E＝，則電場強(qiáng)度不變，即電荷受到電場力不變，因此仍將保持靜止，故C正確；
D、當(dāng)保持其它條件不變，而將M板向左移動一小段距離，即正對面積S減小，根據(jù)E＝，則電場強(qiáng)度不變，PN間的電勢差不變，因為N點(diǎn)電勢為零，知P點(diǎn)的電勢不變，根據(jù)Ep＝qφ，則P點(diǎn)的電勢能不變，故D錯誤。
故選：AC。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握電容的決定式C＝，知道電容器與電源始終相連，兩端電勢差不變。
30．（2021?路南區(qū)校級模擬）一平行板電容器的A、B兩極板正對水平放置，與電源、滑動變阻器及開關(guān)S連接成如圖所示的電路，極板間距為d，當(dāng)兩極板間的電壓為U時，兩板間有一質(zhì)量和電荷量分別為m、q的帶電粒子靜止在電容器中，則下列說法正確的是（ ）
A．?dāng)嚅_開關(guān)S，將B板豎直下移一小段距離后，帶電粒子將向下運(yùn)動
B．?dāng)嚅_開關(guān)S，將B板水平右移一小段距離后，帶電粒子將向上運(yùn)動
C．閉合開關(guān)S，將滑片P上移使極板間的電壓增大△U，則粒子的加速度為
D．閉合開關(guān)S，將滑片P上移使極板間的電壓增大△U，則粒子的加速度為
【分析】若斷開開關(guān)，則電容器電量不變，當(dāng)B極板豎直向上移動一小段距離時，根據(jù)電場強(qiáng)度綜合表達(dá)式E＝，從而確定小球電場力的變化情況；
當(dāng)極板電壓增大時，依據(jù)牛頓第二定律，即可判定。
【解答】解：A、斷開開關(guān)S，兩極板的帶電荷量不變，根據(jù)電容的定義式C＝，勻強(qiáng)電場強(qiáng)度公式E＝，及電容的決定式C＝，則有：E＝，將B板豎直下移一小段距離后，兩板間距離增大，兩極板間的場強(qiáng)不變，帶電粒子電場力不變，則將仍保持靜止，故A錯誤；
B、斷開開關(guān)S，將B板水平右移一小段距離后，兩板間正對的面積S減小，由上分析，可知，兩極板間的場強(qiáng)增大，帶電粒子受到的電場力變大，則帶電粒子將向上運(yùn)動，故B正確；
CD、閉合開關(guān)S，兩極板間的電壓為U，兩板間有一質(zhì)量和電荷量分別為m、q的帶電粒子靜止在電容器中，則，極板間的電壓增大△U后，根據(jù)牛頓第二定律，有，解得，故C正確，D錯誤。
故選：BC。
【點(diǎn)評】本題考查含平行板電容器電路的動態(tài)分析，培養(yǎng)學(xué)生分析和判斷的能力，掌握電容的定義式與決定式的區(qū)別，注意平行板電容器的電場強(qiáng)度綜合表達(dá)式的推導(dǎo)過程。
31．（2021?郴州模擬）如圖所示，兩塊正對平行金屬板M、N與電池相連，N板接地。閉合開關(guān)S后，在距兩板等距離的點(diǎn)有一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷C恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果要使點(diǎn)電荷C能夠向上運(yùn)動，則可采取的方法是（ ）
A．將R1的阻值增大
B．將R2的阻值減小
C．將M板向上平移一段距離
D．將N板向上平移一段距離
【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律，結(jié)合電路圖，可知平行金屬板電容器電壓，即為電阻R1的電壓，再根據(jù)公式E＝，確定電場強(qiáng)度大小，從而確定電場力大小，即可判定。
【解答】解：A、由電路圖可知，電容器雖與電阻R2串聯(lián)，當(dāng)電容器處于穩(wěn)定狀態(tài)時，電阻R2相當(dāng)于導(dǎo)線，則平行板電容器的電壓等于電阻R1的電流，當(dāng)R1的阻值增大時，依據(jù)閉合電路歐姆定律I＝，可知，電路中電流減小，因此內(nèi)電壓減小，那么外電壓增大，因電阻R0的電壓減小，則電阻R1的電壓增大，那么電容器的電壓U增大，根據(jù)公式E＝可知，板間電場強(qiáng)度變大，根據(jù)F＝qE知，則點(diǎn)電荷C受到的電場力增大，能使點(diǎn)電荷C能夠向上運(yùn)動，故A正確；
B、由上分析可知，當(dāng)電容器處于穩(wěn)定狀態(tài)時，電阻R2相當(dāng)于導(dǎo)線，不論R2的阻值如何變化，不影響電容器極板間電壓，故B錯誤；
C、當(dāng)將M板向上平移一段距離，即增大極板間距，因電容器極板間電壓U不變，根據(jù)公式E＝可知，則電場強(qiáng)度減小，電場力也減小，因此點(diǎn)電荷C要向下運(yùn)動，故C錯誤；
D、同理，當(dāng)將N板向上平移一段距離，即減小極板間距，因電容器極板間電壓U不變，根據(jù)公式E＝可知，則電場強(qiáng)度增大，電場力也增大，因此點(diǎn)電荷C要向上運(yùn)動，故D正確；
故選：AD。
【點(diǎn)評】考查閉合電路歐姆定律與電場強(qiáng)度公式E＝的應(yīng)用，掌握電阻R1的電壓判定方法，并注意理解平行板電容器穩(wěn)定狀態(tài)時，電阻R2相當(dāng)于導(dǎo)線。
32．（2021春?瑤海區(qū)月考）如圖所示，空間存在兩塊平行的彼此絕緣的帶電薄金屬板A、B，間距為d，中央分別開有小孔O、P?，F(xiàn)有甲電子以速率v0從O點(diǎn)沿OP方向運(yùn)動，恰能運(yùn)動到P點(diǎn)。下列說法正確的是（ ）
A．若僅將B板向右平移距離d，則金屬板A，B間的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍
B．若僅將B板向右平移距離d，再將甲電于然以速率v0從O點(diǎn)沿OP方向運(yùn)動，甲電子仍然恰能運(yùn)動到P′點(diǎn)
C．若僅將B板向右平移距離d，再將乙電子從P′點(diǎn)由靜止釋放，則甲、乙兩電子在板間運(yùn)動時的加速度不同
D．若僅將B板向右平移距離d，再將乙電子從P′點(diǎn)由靜止釋放，則乙電子運(yùn)動到O點(diǎn)的速率為v0
【分析】先推導(dǎo)出平行板電容器的場強(qiáng)的表達(dá)式，從而確定移動右板時對板間場強(qiáng)的影響。再根據(jù)U＝Ed判斷極板電壓的變化；利用動能定理判斷電子在板間運(yùn)動的距離以及最終速度；根據(jù)牛頓第二定律判斷電子的加速度情況。
【解答】解：電容器的定義式為：
電容器的決定式為：
電容器兩極板電壓和板間距的關(guān)系：U＝Ed
三式聯(lián)立可得：
所以當(dāng)電容器的電荷量不變時，板間場強(qiáng)與極板間距無關(guān)，因此移動右極板時板間場強(qiáng)不變。
A、由U＝Ed可知，E不變，板間距變成2倍時，板間電壓也變成2倍，故A正確；
B、對甲電子用動能定理得： 因為場強(qiáng)E不變，所以甲電子以相同速率運(yùn)動時，仍恰好運(yùn)動到P點(diǎn)，故B錯誤；
C、由qE＝ma可知場強(qiáng)E相同時，甲、乙電子的加速度相同，故C錯誤；
D、將電子從P′釋放，運(yùn)動到O時，對全過程用動能定理得： 與B中式子聯(lián)立可得 故D正確；
故選：AD。
【點(diǎn)評】本題以電容器為載體考查了電容器的動態(tài)分析、動能定理、牛頓第二定律等知識點(diǎn)，突破點(diǎn)在于把握好電容器動態(tài)分析的兩種類型，平時要注意總結(jié)規(guī)律。
三．填空題（共10小題）
33．（2020秋?香坊區(qū)校級月考）如圖1所示連接電路，電源提供的電壓恒為6V，先使開關(guān)S與1端相連，電源對電容器充電，這個過程可以瞬間完成，然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，電流傳感器將測得的電流信息傳入計算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時間變化的圖線如圖2所示，已知Q＝It，據(jù)此可估算電容器釋放的電荷量，并進(jìn)而估算電容器的電容約為 5.5×10﹣4 F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
【分析】根據(jù)圖象的含義，因Q＝It，所以方格的面積表示為電容器的放電量；根據(jù)電容器的電容C＝可知，結(jié)合電量與電勢差，即可求解。
【解答】解：根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個格子的電量為0.08×10﹣3C，由大于半格算一個，小于半格舍去，因此圖象所包含的格子個數(shù)為41，
所以釋放的電荷量為：Q＝0.08×10﹣3C×41＝3.28×10﹣3C
根據(jù)電容器的電容C＝可知，C＝F＝5.5×10﹣4F
故答案為：5.5×10﹣4。
【點(diǎn)評】本題考查了電容的定義式，難點(diǎn)在于要根據(jù)圖象求放出的電荷量。
34．（2019秋?九寨溝縣校級期末）如圖所示，靜電計的指針和外殼分別與兩塊平行金屬板相連接，使兩個金屬板帶上等量的異種電荷，則：（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（1）當(dāng)向兩板間插入電介質(zhì)時，靜電計指針張角 變小 。
（2）當(dāng)兩板間距離增大時，靜電計指針張角 變大 。
（3）當(dāng)兩板互相平行地錯開時，靜電計指針張角 變大 。
【分析】平行板電容器電量保持不變，根據(jù)電容的變化判斷電勢差的變化，從而得出指針偏角的變化。
【解答】解：平行板電熱器電容：C＝，兩極板間的電壓：U＝＝；
（1）當(dāng)向兩板間插入電介質(zhì)時，兩板間的電勢差減小，靜電計指針張角變小。
（2）當(dāng)兩板間距離增大時，兩極板間電壓增大，靜電計指針張角變大。
（3）當(dāng)兩板互相平行地錯開時，兩極板間電壓變大，靜電計指針張角變大。
故答案為：（1）變小；（2）變大；（3）變大。
【點(diǎn)評】本題考查了判斷靜電計指針夾角變化情況，應(yīng)用平行板電熱器電容公式、電容定義式即可正確解題。
35．（2019秋?集寧區(qū)校級期中）如圖所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極板間的電勢差U，現(xiàn)使B板帶正電，實驗中，電荷量不變。若增大兩極板之間的距離，電容器的電容 變小 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；兩極板間的場強(qiáng) 不變 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；若將A板稍微上移，靜電計指針張角 變大 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角 變小 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【分析】已充電的平行板電容器電量不變。靜電計測量電勢差的大小，電容器板間的電勢差越大；根據(jù)電容器電容的決定分析電容的變化，由電容的決定式分析板間電勢差的變化；根據(jù)U＝判斷電勢差的變化，根據(jù)E＝判斷兩極板間電場強(qiáng)度的變化。
【解答】解：增大兩極板之間的距離，由電容的決定式C＝可知，電容變小，
電容器的電量不變，由C＝結(jié)合E＝可得：E＝，因此兩極板間的場強(qiáng)與極板間距無關(guān)，即電場強(qiáng)度不變；
將A板稍微上移時，正對面積S減小，由電容的決定式C＝可知電容C減小，電量不變，由C＝分析可知，板間電壓增大，靜電計指針張角變大；
將玻璃板插入兩板之間，電容的決定式C＝可知電容C增大，電量不變，由C＝分析可知，板間電壓減小，靜電計指針張角變?。?br>故答案為：變小；不變；變大；變小。
【點(diǎn)評】本題要抓住電容器的電量不變，由電容的決定式C＝和定義式C＝結(jié)合分析電容器動態(tài)變化問題，再根據(jù)E＝判斷兩極板間電場強(qiáng)度的變化。
36．（2019秋?金臺區(qū)期中）如圖所示，平行板電容器板面水平放置于空氣中，兩板與電源連接，A板接靜電計小球，B板接靜電計外殼，在開關(guān)S閉合時，將B板向下移動一段距離，電容器帶電荷量將 減小 ；再斷開開關(guān)，緊貼B板插入一塊薄金屬板，靜電計指針張角將 減小 。（兩空均選填“增大”、“不變”或“減小”）
【分析】解答本題關(guān)鍵應(yīng)根據(jù)：電容的決定式C＝分析電容的變化，
閉合開關(guān)時，兩極板間的電勢差U不變，開關(guān)斷開時，抓住電容器的電量不變，
由電容的定義式C＝分析電壓的變化，即可判斷靜電計指針偏轉(zhuǎn)角的變化；
【解答】解：開關(guān)閉合，將B極板下移，板間距d增大，根據(jù)電容的決定式C＝可知，電容C減小，在電鍵S閉合時兩極板之間的電勢差不變，據(jù)可知電容器的帶電量減??；
開關(guān)斷開，電容器電荷量Q不變，緊貼B板插入一塊薄金屬板，板間距d減小，根據(jù)電容的決定式C＝可知，電容C增大，據(jù)可知兩極板間的電壓U減小，靜電計指針張角減??；
故答案為：減小，減??；
【點(diǎn)評】本題是電容器的動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵由電容的決定式C＝結(jié)合電容的定義式C＝結(jié)合分析。
37．（2019秋?東湖區(qū)校級月考）如圖所示，電容器由平行金屬板M、N和電介質(zhì)D構(gòu)成。電容器通過開關(guān)S及電阻及與電源E相連接。
（1）若將M板上移，電容器的電容將 變小 （變大，變小，不變）
（2）若S閉合，N上移，流過電阻的電流方向 B到A （B到A，A到B）
（3）若斷開開關(guān)S拔出電介質(zhì)D，則MN間電勢差將 增大 （增大，減小，不變）
【分析】根據(jù)電容的決定式C＝，分析電容的變化。電容器的板間電壓不變，根據(jù)電容的定義式C＝，分析電容器電量的變化，即可判斷電路中電流的方向。
【解答】解：（1）M向上移時，板間距離增大，根據(jù)電容的決定式C＝，得知電容器的電容變?。?br>（2）閉合開關(guān)S，電壓不變，N上移時板間距離減小，根據(jù)電容的決定式C＝知電容增大，則由Q＝CU可知，電量Q增大；電容器充電，流過電阻的電流方向從B到A；
（3）斷開開關(guān)S，不變，拔出電介質(zhì)D，根據(jù)電容的決定式C＝，得知電容器的電容變小，根據(jù)電容的定義式C＝，MN間的電勢差U增大，
故答案為：（1）變小，（2）B到A，（3）增大；
【點(diǎn)評】明確知道電容器在什么情況下是電勢差不變，什么情況下電荷量不變，熟記電容器電容的定義式和決定式；
38．（2019春?儋州校級月考）在研究影響平行板電容大小的因素時如下操作發(fā)生的現(xiàn)象是：保持電容器兩極板的電量，分別減小兩極板正對面積和增大兩極板間的距離時，皆看到靜電計指針偏角變 大 ；說明電容器兩極板正對面積減小和兩極板距離增大時電容器電勢差變 大 ，電容變 小 。
【分析】平行板電容器與靜電計相接，電容器的電量不變，先由電容的決定式C＝分析電容的變化，根據(jù)電容的定義式C＝分析電壓U的變化。即可判斷靜電計指針偏角的變化。
【解答】解：保持電容器兩極板的電量不變，分別減小正對面積S和增大極板間距離d時，根據(jù)電容的決定式式C＝可知，電容減小，根據(jù)Q＝CU可知，兩極板間的電勢差U增大，靜電計是通過指針偏角的變化來測量電勢差的，故靜電計指針偏角變大。
故答案為：大，大，小。
【點(diǎn)評】本題屬于電容器的動態(tài)分析問題，對于電容器動態(tài)分析問題，常常根據(jù)電容的決定式C＝、電容的定義式C＝和場強(qiáng)公式E＝來進(jìn)行分析即可。
39．（2019秋?集寧區(qū)校級月考）如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一個固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角．若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則θ將 減小 ，
Ep將 不變 ，E將 不變 （填增大、減小或不變）．
【分析】電容器充電后斷開電源，極板上的電量不變；根據(jù)電容器的定義式可分析電容的變化，再根據(jù)決定式分析電壓的變化，從而分析靜電計指針夾角的變化；根據(jù)U＝Ed分析電場強(qiáng)度的變化；根據(jù)電勢與電勢差之間的關(guān)系可分析P點(diǎn)電勢，再由電勢分析電勢能的變化．
【解答】解：電容器與電源斷開，故電量不變；上極板向下移動時，兩板間的距離減小，
根據(jù)C＝ 可知，電容C增大，則根據(jù)C＝ 可知，電壓U減??；故靜電計指針偏角減??；
兩板間的電場強(qiáng)度E＝＝＝；因此電場強(qiáng)度與板間距無關(guān)，因此電場強(qiáng)度不變；
再根據(jù)設(shè)P與下極板距離為l，則P點(diǎn)的電勢φP＝El，電勢能EP＝ELq； 因此電荷在P點(diǎn)的電勢能保持不變；
故答案為：減小，不變，不變．
【點(diǎn)評】本題考查電容器的動態(tài)分析問題，解題的關(guān)鍵在于正確掌握電容的決定式和定義式；同時注意要掌握相關(guān)結(jié)論的應(yīng)用，如本題中可以直接應(yīng)用結(jié)論：當(dāng)充電后斷開電源時，如果只改變兩板間距離，則兩板間的電場強(qiáng)度不變．
40．（2019秋?臨澤縣校級月考）（1）如圖所示為研究平行板電容器電容的實驗．電容器充電后與電源斷開，電量Q 將不變，與電容器相連的靜電計用來測量電容器的 電勢差 ．在常見的電介質(zhì)中，由于空氣的介電常數(shù)是最小的，當(dāng)極板間插入其它的電介質(zhì)
板時，電容器的電容將 增大 （填“增大”、“減小”或“不變”），于是我們發(fā)現(xiàn)，靜電計指針偏角將 減小 ．（填“增大”、“減小”或“不變”）
（2）連接在電源兩極板上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間的距離減小時，電容器的電容C將 增大 ，帶電量Q將 增大 ，電勢差U將 不變 ，極板間的電場強(qiáng)度E 將 增大 ．（填“增大”、“減小”或“不變”）
【分析】平行板電容器充電后與電源斷開，極板上的電荷量不變；平行板電容器的電容C＝，根據(jù)題目中各量的變化可判斷電容的變化，由C＝ 可得出電壓的變化，即可得出偏角的變化；由U＝Ed可得出場強(qiáng)的變化．
【解答】解：（1）電容器充電后與電源斷開，電量Q保持不變；靜電計可以測量電容器的電勢差；
當(dāng)插入介質(zhì)時，?增大，由C＝ 可知電容將增大；由U＝ 可知，兩板間的電勢差減小，靜電計指針偏角減小；
（2）若將兩板間的距離減小，則由C＝ 可知，電容增大；
連接在電源兩極板上的平行板電容器，因電勢差不變，則電量將增大；
由E＝ 可知，E＝＝，因電量Q增大，故場強(qiáng)增大；
故答案為：（1）電勢差，增大，減?。唬?）增大，增大，不變，增大．
【點(diǎn)評】平行板電容器的動態(tài)分析要注意兩大類問題，若通電后斷開，則電容器兩板上的電量不變；而保持與電源相連，則兩極板上的電壓不變；
同時要注意當(dāng)通電后斷開后，只改變距離，則電容內(nèi)部的場強(qiáng)不變．
41．（2019秋?懷仁市校級月考）一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地．在兩極板間有一正電荷（電量很?。┕潭ㄔ赑點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩極板間的場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能．若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則U 變小 ，E 不變 ，W 不變 （變大、變小、不變）
【分析】平行板電容器充電后與電源斷開后，電量不變．將正極板移到圖中虛線所示的位置時，d減小，通過電容的變化，確定兩極板電勢差的變化，電場強(qiáng)度的變化，以及P點(diǎn)的電勢變化，確定P點(diǎn)電勢能的變化．
【解答】解：平行板電容器充電后與電源斷開后，電量不變．將正極板移到圖中虛線所示的位置時，d減小，根據(jù)C＝知，電容增大，根據(jù)U＝，可知電勢差減?。瓻＝＝，知電場強(qiáng)度不變．則P與負(fù)極板間的電勢差不變，P點(diǎn)的電勢不變，正電荷在P點(diǎn)的電勢能不變．
故答案為：變??；不變；不變．
【點(diǎn)評】本題考查電容器動態(tài)分析，要明確電容的決定式與定義式的綜合應(yīng)用．
42．（2018春?豐臺區(qū)月考）把一個電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關(guān)按圖甲所連接。先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關(guān)S擲向2端，電器放電。與電流傳感器相連接的計算機(jī)（圖中未畫出）可記錄電流隨時間變化I﹣t曲線，逆時針的電流流向為正值。
圖乙是某次實驗中電流傳感器所記錄的i﹣t曲線，請判斷該曲線記錄的是電容器的 充電 過程（選填：“充電”或“放電”）。請你用語言描述電容器在此過程中電流隨時間如何變化： 電流隨時間逐漸減小到零
【分析】根據(jù)I﹣t圖線所圍成的面積等于電容器的電荷量，電容器充電過程中，電荷量增加；
【解答】解：電流為正值，逆時針方向，與電源方向一致，所以在形成電流曲線1的過程中，電容器在充電，電容器帶電量逐漸變大；
由圖象可知，電流隨時間逐漸減小到零（且電流隨時間減小的越來越慢）。
故答案為：充電；電流隨時間逐漸減小到零
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握電容的定義式C＝，知道電容與電壓、電量無關(guān)的特性，以及知道I﹣t圖線與時間軸圍成的面積表示通過的電荷量。
四．實驗題（共8小題）
43．（2021春?南京月考）某同學(xué)利用如圖甲所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，電流傳感器與計算機(jī)相連，可以顯示出電流I隨時間t變化的圖像。
（1）為觀察充電后電容器的放電現(xiàn)象，應(yīng)將開關(guān)S與 2 （填“1”或“2”）端相連。
（2）一位同學(xué)得到的I﹣t圖像如圖乙所示，其中圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積的物理意義是： 電容器所放出的電荷量 。
【分析】（1）根據(jù)電路圖可知，單刀雙擲開關(guān)連接1是充電，連接2是放電；
（2）依據(jù)電流的定義式I＝，可知，圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積的物理意義。
【解答】解：（1）充電時必須將電容器接電源，故將單刀雙擲開關(guān)連接1，而為觀察充電后電容器的放電現(xiàn)象，應(yīng)將開關(guān)S與2端相連；
（2）依據(jù)電流的定義式I＝，結(jié)合I﹣t圖像，那么圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積的物理意義是電容器所放出的電荷量。
故答案為：（1）2；（2）電容器所放出的電荷量。
【點(diǎn)評】考查電容器的充電與放電，掌握I﹣t圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積的物理意義。
44．（2021?西城區(qū)二模）在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。電源電動勢為8.0V，內(nèi)阻可以忽略。單刀雙擲開關(guān)S先跟2相接，某時刻開關(guān)改接1，一段時間后，把開關(guān)再改接2。實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。
（1）開關(guān)S改接2后，電容器進(jìn)行的是 放電 （選填“充電”或“放電”）過程。此過程得到的I﹣t圖像如圖2所示，圖中用陰影標(biāo)記的狹長矩形的面積的物理意義是 0.2s內(nèi)電容器放出的電荷量 。如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R的阻值，則此過程的I﹣t曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將 不變 （選填“減小”、“不變”或“增大”）。
（2）若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量Q＝3.44×10﹣3C，則該電容器的電容為 430 μF。
（3）關(guān)于電容器在整個充、放電過程中的q﹣t圖像和UAB﹣t圖像的大致形狀，圖3中可能正確的有 AD （q為電容器極板所帶的電荷量，UAB為A、B兩板的電勢差）。
【分析】（1）結(jié)合圖象的物理意義，根據(jù)含容電路的特點(diǎn)分析電容器的充放電情況；
（2）根據(jù)C＝求解電容器的電容；
（3）根據(jù)傳感器采集的放電電流情況分析電荷量q及其電容兩端的U的變化情況。
【解答】解：（1）開關(guān)接1時，對電容器充電，接2時電容器放電，在I﹣t圖象中，陰影部分表示的物理意義是q＝It，所以是0.2s內(nèi)電容器放出的電荷量，因為總電荷量不會因為電阻R而變化，則曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積不變；
（2）根據(jù)C＝，且U＝E，得：C＝＝4.3×10﹣4F＝430μF；
（3）電源給電容器充電時，剛開始電荷量的變化率較大，后來變化率減小，放電時，電荷量變化率剛開始比較大，后來變化率減小，故A正確，B錯誤；根據(jù)C＝，且C不變可知，Q與U的變化情況相同，故C錯誤，D正確。
故選：AD。
故答案為：（1）放電，0.2s內(nèi)電容器放出的電荷量，不變；（2）430；（3）AD。
【點(diǎn)評】此題考查含容電路，如果電容器與電阻串聯(lián)，把電阻當(dāng)成導(dǎo)線。注意結(jié)合圖像分析電荷量及電壓U的變化情況，
45．（2021?門頭溝區(qū)一模）利用電流傳感器研究電容器的放電過程的電路如圖1所示，其中電源電動勢E＝8V。先使開關(guān)S與1相連，電容器充電結(jié)束后把開關(guān)S擲向2，電容器通過電阻箱R放電。傳感器將電流信息傳入計算機(jī)，屏幕上顯示出電流I隨時間t變化的曲線如圖3所示。
（1）實驗中電阻箱的示數(shù)如圖2所示，其阻值R＝ 3360 Ω。t＝2s時，電容器的a極板帶 正 電（選填“正”或“負(fù)”）。
（2）圖3中畫出了對應(yīng)較短時間△t的狹長矩形，該矩形面積的物理意義是 時間△t內(nèi)電容器的放電量 ，估算該電容器的電容C＝ 4.5×10﹣4 F。
（3）一同學(xué)在深入研究的過程中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)改變一個或幾個物理量時，I﹣t圖像會發(fā)生有規(guī)律的變化，圖4中的虛線示意了4種可能的變化情形。如果只增大電阻R，I﹣t圖像的變化應(yīng)該是選項 A （填寫相應(yīng)選項的字母）；如果只增大電容C，I﹣t圖像的變化應(yīng)該是選項 D （填寫相應(yīng)選項的字母）。
【分析】（1）電阻箱的讀數(shù)注意乘以相應(yīng)的倍率；結(jié)合電容器充放電的特點(diǎn)可知與電源正極相連帶正電、與負(fù)極相連帶負(fù)電；
（2）類比恒定電流下I﹣t圖圖象與坐標(biāo)軸所圍面積的意義；由電容器的定義式，可以求出電容C；
（3）分析I﹣t圖各參數(shù)的所代表的物理意義。
【解答】解：（1）電阻箱的讀數(shù)為R＝3×1000+3×100+6×10+0×1＝3360Ω；電容器的a極板與電源的正極相連，故a極板帶正電。
（2）如果該電流是恒定電流，可以知道I﹣t圖象與坐標(biāo)軸所圍面積代表的是通過某一截面的電荷量，由此類比知，此矩形的面積近似等于時間△t內(nèi)通過R的電荷量，或者時間△t內(nèi)電容器的放電量。曲線與坐標(biāo)軸所圍的部分含有方格數(shù)是45（42～46之間），每一小格所代表的電荷量為△q＝0.2×10﹣3A×0.4s＝8×10﹣5C，則整個過程電容器放出的電荷量為Q＝45×8×10﹣5C＝3.6×10﹣3C，（3.36×10﹣3C～3.68×10﹣3C均正確）。
由電容器的定義式可得電容器的電容大小為：（4.2×10﹣4F～4.6×10﹣4F）
（3）調(diào)整電阻后開關(guān)撥到2的瞬間，因為電容器兩極板間的初始電壓U等于電源電動勢而不變，電阻R增大，由，知初始電流值變??；又因為電容不變，由電容定義式，得Q＝CU，電容器所帶的電荷總量不變，所以I﹣t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積不變，故A正確。
增大電容時，由Q＝CU知電容器的電荷量增多，所以I﹣t圖線與坐標(biāo)軸的面積增大，虛線應(yīng)該在實線上方，而初始時刻，電容器兩端的電壓值U還是等于電源電動勢，由，知初始電流值不變，故BC錯誤，D正確。
【點(diǎn)評】要充分熟悉與電容器相關(guān)公式，掌握一定的電學(xué)實驗知識。
46．（2020秋?肇慶期末）如圖所示是“研究決定平行板電容器電容的因素”的實驗裝置。將一個平行板電容器的兩極板分別與靜電計的金屬球及地線相連，靜電計的外殼接地，給電容器充電，此時靜電計的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，表明電容器的兩極板間存在一定的電勢差。使電容器帶電后與電源斷開，此時靜電計指針張開一定角度，再進(jìn)行以下實驗（每次保證其他條件不變，以下空格均選填“變大”“變小”或“不變”）：
（1）如圖甲所示，若僅將左極板適當(dāng)左移，則靜電計指針的偏角將 變大 ；
（2）如圖乙所示，若僅將左極板適當(dāng)上移，則靜電計指針的偏角將 變大 ；
（3）如圖丙所示，若僅在兩板板間插入云母片，則靜電計指針的偏角將 變小 。
【分析】根據(jù)電容的決定式C＝，分析板間距離變化和插入電介質(zhì)時，電容的變化情況．再由電容的定義式C＝分析板間電壓的變化，判斷靜電計指針張角的變化．
【解答】解：（1）若僅將左極板適當(dāng)左移，則板距d增大，由C＝知電容C減小，再根據(jù)C＝，而Q不變，所以U＝將增大，靜電計的偏角變大；
（2）若僅將左極板適當(dāng)上移，則正對面積S變小，由C＝知電容C減小，再根據(jù)C＝，而Q不變，所以U＝將增大，靜電計的偏角變大；
（3）若僅在兩板板間插入云母片，則介電常數(shù)增大，由C＝知電容C增大，再根據(jù)C＝，而Q不變，所以U＝將變小，靜電計的偏角變小。
故答案為：（1）變大；（2）變大；（3）變小
【點(diǎn)評】對于電容器的動態(tài)分析問題，關(guān)鍵抓住電容的兩個公式：電容的決定式C＝和定義式C＝，結(jié)合電量不變進(jìn)行分析．
47．（2021春?仁壽縣校級月考）如圖為探究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實驗裝置。
（1）該實驗采取的實驗方法為 控制變量法 （填“等效替換法”，“控制變量法”或者“理想模型法”）。
（2）該實驗中靜電計指針的偏轉(zhuǎn)程度顯示的是 A 。
A．平行板電容器兩極板之間的電勢差
B．平行板電容器一個極板上所帶電荷量的絕對值
C．平行板電容器的電容
（3）某次實驗中，給平行板電容器充電后斷開電源，只將兩板平行地錯開，可以觀察到靜電計指針偏角 變大 （填“變大”，“變小”或者“不變”）。
（4）某次實驗中，給平行板電容器充電后斷開電源，只將兩板間距變大，則平行板電容器之間的電場強(qiáng)度將 不變 （填“變大”，“變小”或者“不變”）。
【分析】（1）本實驗是采用控制變量法進(jìn)行研究的；
（2）根據(jù)靜電計金屬球和外殼的連接情況分析；
（3）根據(jù)電容器電容的計算公式可得：C＝＝，由此分析分析電容器兩個極板電壓的變化，進(jìn)一步分析觀察到靜電計指針偏角的變化；
（4）根據(jù)電場強(qiáng)度的計算公式分析平行板電容器的電場強(qiáng)度的變化。
【解答】解：（1）該實驗要研究電容器的電容與極板間的距離、正對面積、內(nèi)部是否有電介質(zhì)等，要采用控制變量法進(jìn)行研究；
（2）該實驗中靜電計的金屬球與電容器的右極板相連、外殼與電容器的左極板相連，所以指針的偏轉(zhuǎn)程度顯示的是平行板電容器兩極板之間的電勢差，故A正確、BC錯誤；
故選：A；
（3）某次實驗中，給平行板電容器充電后斷開電源，電荷量不變，根據(jù)電容器電容的計算公式可得：C＝＝，
只將兩板平行地錯開，則S減小，電容減小，所以電壓變大，可以觀察到靜電計指針偏角變大；
（4）某次實驗中，給平行板電容器充電后斷開電源，根據(jù)電場強(qiáng)度的計算公式可得：E＝＝，只將兩板間距變大，則平行板電容器之間的電場強(qiáng)度不變。
故答案為：（1）控制變量法；（2）A；（3）變大；（4）不變。
【點(diǎn)評】平行板電容器的動態(tài)分析要注意兩大類問題，若通電后斷開，則電容器兩板上的電量不變；而保持與電源相連，則兩極板上的電壓不變，并理解電容的決定式與定義式的區(qū)別，同時注意靜電計與驗電器的不同。
48．（2021?肥城市模擬）電流傳感器可以捕捉到瞬間的電流變化，它與計算機(jī)相連，可以顯示出電流隨時間變化的I﹣t圖象。如圖甲所示連接電路，直流電源電動勢9V，內(nèi)阻可忽略，電容器選用電容較大的電解電容器。先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計算機(jī)。屏幕上顯示出電流隨時間變化的I﹣t圖象如圖乙所示。
（1）在如圖乙所示的I﹣t圖象中用陰影標(biāo)記面積的物理意義是 通電0.2秒充入電容（流過電阻R）的電荷量 。
（2）根據(jù)I﹣t圖象估算當(dāng)電容器開始放電時所帶的電量q0＝ 1.6×10﹣3C ，并計算電容器的電容C＝ 1.8×10﹣4F 。（均保留兩位有效數(shù)字）
（3）如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，充電時I﹣t曲線與橫軸所圍成的面積將 不變 （填“增大”“不變”或“變小”）；充電時間將 變短 （填“變長”“不變”或“變短”）；簡要說明原因 電阻減小、充電電流增大 。
【分析】（1）由圖象的含義可知，橫軸與縱軸的乘積即為電量，即可求解；
（2）通過橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)，求出一個格子對應(yīng)的電量，再結(jié)合圖象所包含的面積，算出多少個格子，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式求解電荷量，根據(jù)電容的計算公式即可求解電容；
（3）電容器儲存的電荷量與電阻R無關(guān)，由Q＝CU決定，根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式進(jìn)行分析。
【解答】解：（1）將橫坐標(biāo)t分成許多很小的時間間隔△t，在這些很小的時間間隔里，放電電流I可以視為不變，則I△t為這段時間內(nèi)的電量。
在圖乙I﹣t圖中用陰影標(biāo)記了一個豎立的狹長矩形，這個陰影面積的物理意義是通電0.2秒充入電容（流過電阻R）的電荷量；
（2）電容器所帶的電荷量在數(shù)值上等于圖象與坐標(biāo)軸所包圍的面積。
確定每個小方格所對應(yīng)的電荷量值，縱坐標(biāo)的每個小格為0.2mA，橫坐標(biāo)的每個小格為0.2s，
則每個小格所代表的電荷量數(shù)值為 q＝0.2×10﹣3×0.2C＝4×10﹣5C；
曲線下包含的小正方形的個數(shù)為40個（格數(shù)為38﹣42都正確）。
由曲線下方的方格數(shù)與q的乘積即得電容器所帶的電荷量 Q＝40×4×10﹣5C＝1.6×10﹣3C；
根據(jù)電容的定義式可得：C＝＝F＝1.8×10﹣4F；
（3）由電容器的計算公式，可得電荷量Q＝CU，電容器儲存的電荷量Q與電阻R無關(guān)，如果不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻R，充電時I﹣t曲線與橫軸所圍成的面積將不變；
如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，由于電阻對電流的阻礙作用減小，充電電流增大，所以充電時間將變短。
故答案為：（1）通電0.2秒充入電容（流過電阻R）的電荷量；（2）1.6×10﹣3C；1.8×10﹣4F；（3）不變； 變短；電阻減小、充電電流增大。
【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握電容的定義式，以及知道I﹣t圖線與時間軸圍成的面積表示通過的電荷量。
49．（2021春?鄒城市校級月考）如圖甲為探究影響平行板電容器電容大小的因素的實驗裝置，相互靠近的等大正對平行金屬板A、B組成電容器，B板固定在絕緣支座上并通過導(dǎo)線與靜電計中心桿相接，板A和靜電計的金屬殼都通過導(dǎo)線接地，A板可在水平面和豎直平面內(nèi)自由移動，給電容器充上一定的電荷，使實驗時保持電容器極板所帶的電量不變，此時靜電計指針張開一定角度。
（1）下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法中正確的有 。
A．使用靜電計可觀察電容器的電容變化情況
B．使用靜電計可測量電容器極板間的電壓變化情況
C．使用靜電計可測量電容器極板上的電荷量變化情況
D．靜電計可以用電壓表替代
（2）圖甲中，若將A板向右平移，靜電計指針張角將 變小 ；將A板豎直向下平移，則靜電計指針張角將 變大 ；在A、B板間插入電介質(zhì)，則靜電計指針張角將 變小 。（填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）圖乙中，若將電容器水平放置，有一質(zhì)量為m，電荷量為Q的帶點(diǎn)液滴靜止在電容器內(nèi)部，現(xiàn)將電容器A板向上平移一小段距離，則液滴將 靜止不動 。（填“靜止不動”、“向下運(yùn)動”、“向上運(yùn)動”）
【分析】（1）靜電計測量電容器板間電勢差，電勢差越大，指針張角越大。根據(jù)電容的決定式和定義式結(jié)合分析靜電計指針張角的變化；
（2）據(jù)電容的決定式C＝，判斷當(dāng)板間距d、正對面積S、相對介電常數(shù)?變化時的電容變化，結(jié)合C＝，判定極板間電勢差的變化即可；
（3）根據(jù)場強(qiáng)與極板間的電荷密度有關(guān)，電荷密度不變時場強(qiáng)不變，進(jìn)而判斷帶電液滴的狀態(tài)變化。
【解答】解：（1）靜電計測量電容器板間電勢差，電勢差越大，指針張角越大，電勢差越小，指針張角越?。?br>（2）將A板向右平移，則板間距離d減小，由電容的決定式C＝，則電容增大，又已知電量Q不變，
則由C＝，分析得到板間電勢差U減小，靜電計指針張角變小。
將A板豎直向下平移，則減小了兩極板間的正對面積S，由電容的決定式C＝，分析得知，電容減小，又電量Q不變，
則由C＝，分析得到板間電勢差U增大，靜電計指針張角變大。
若在A、B板間插入電介質(zhì)，且保持其他條件不變，由電容的決定式C＝，分析得知，電容增大，又電量Q不變，
則由C＝，分析得到板間電勢差U減小，靜電計指針張角變小。
（3）帶電液滴靜止時，據(jù)平衡條件有qE＝mg，當(dāng)A極板上移時，兩極板的電荷密度不變，板間電場線的條數(shù)不變，則場強(qiáng)不變，帶電液滴仍處于平衡狀態(tài)，保持靜止不動。
故答案為：（1）B；（2）變小，變大，變小；（3）靜止不動。
【點(diǎn)評】解決本題關(guān)鍵要知道靜電計能測量電勢差，掌握電容的決定式和定義式結(jié)合來判斷兩極板電勢差的變化情況，抓住電量不變這個條件進(jìn)行分析。
50．（2020秋?新津縣校級月考）如圖所示的實驗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)極板和靜電計外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連。使電容器帶電后與電源斷開：
①上移左極板，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角 變大 （選填“變大”“變小”或“不變”）；
②將極板間距離增大時，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角 變大 （選填“變大”“變小”或“不變”）；
③兩板間插入一塊玻璃，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角 變小 （選填“變大”“變小”或“不變”）。
【分析】電容的定義式；平行板電容器的決定式C＝。使電容器帶電后與電源斷開，電容器帶電量將保持不變。
【解答】解：電容的定義式；平行板電容器的決定式C＝。使電容器帶電后與電源斷開，電容器帶電量將保持不變。
①上移左極板，正對面積S減小，由決定式可知C減小，由定義式又可知U變大，故可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變大，故填：變大。
②將極板間距離d增大時，由決定式可知C減小，由定義式又可知U變大，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變大，故填：變大。
③兩板間插入一塊玻璃，極板間電介質(zhì)的介電常數(shù)增大，由決定式可知C增大，由定義式又可知U變小，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變小，故填：變小。
故答案為：變大；變大；變小。
【點(diǎn)評】注意極板間電壓越大，靜電計指針偏轉(zhuǎn)角越大；需要注意的地方是電容的定義式中的電容不隨Q和U的變化而變化，與Q和U無關(guān)。
實驗項目
實驗現(xiàn)象
電容器充電
燈泡
燈泡的亮度由明到暗最后熄滅(選填“明”“暗”或“熄滅”)
電流表1
電流表1的讀數(shù)由大到小最后為零(選填“大”“小”或“零”)
電壓表
電壓表的讀數(shù)由小(選填“大”或“小”)到大(選填“大”或“小”)最后為6 V
電容器放電
燈泡
燈泡的亮度由明到暗最后熄滅(選填“明”“暗”或“熄滅”)
電流表2
電流表2的讀數(shù)由大到小最后為零(選填“大”“小”或“零”)
電壓表
電壓表的讀數(shù)由大(選填“大”或“小”)到小(選填“大”或“小”)最后為0 V