2023年高考物理靜電場常用物理模型最新模擬題精練

專題6.電容器動態變化模型

一.選擇題

1.（2022年9月遼寧省朝陽市凌源市質檢）如圖所示，電動勢為￡、內阻不計的直流電源與平行板電容器

連接，電容器下極板接地，帶負電油滴被固定于電容器中的。點，靜電計所帶電量可被忽略。下列判斷正

確的是（）

A.若開關K閉合且將下極板豎直向上移動一小段距離后，則靜電計指針張角不變，平行板電容器的電容值

將變大

B.若開關K閉合且將下極板豎直向上移動一小段距離后，則電容器電壓不變，帶電油滴的電勢能不變

C.若開關K閉合一段時間后斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則電容器中場強變小

D.若開關K閉合一段時間后斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變

【參考答案】AD

【名師解析】若開關K閉合且將下極板豎直向上移動一小段距離后，根據平行板電容器的決定式，可知平

行板電容器的電容值將變大。由于直流電源與平行板電容器連接，平行板電容器的電壓不變，而靜電計測

量的是平行板電容器的電壓，所以靜電計指針張角不變，選項A正確；若開關K閉合且將下極板豎直向上

移動一小段距離后，則電容器電壓不變，由于下極板接地電勢為零，所以帶電油滴的電勢能增大，選項B

錯誤；若開關K閉合一段時間后斷開，電容器極板帶電荷量不變，再將下極板向下移動一小段距離，電容

器極板之間的電場強度不變，帶電油滴所受電場力不變，選項C錯誤D正確。

2.（2021廣東潮州第一次質檢）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

左側極板B和靜電計外殼均接地，電容器右側極板A與靜電計金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷

開，下列操作能使靜電計的指針張角變大的是

A.減小A板與B板之間的水平距離

B.將橡膠棒插入A板與B板之間

C.A板位置不動，將B板稍微豎直向下平移

D.將A板也接地

【參考答案】C

【命題意圖】本題考查探究影響平行板電容器電容的因素實驗及其相關知識點。

【解題思路】電容器帶電后與電源斷開，電容器極板帶電荷量不變，減小A板與B板之間的水平距離，電

場強度不變，由U=Ed可知兩極板之間的電勢差減小，靜電計的指針張角變小，選項A錯誤；將橡膠棒插入

A板與B板之間，電容器電容C增大，由C=Q/U可知，U減小，靜電計的指針張角變小，選項B錯誤；A板

位置不動，將B板稍微豎直向下平移，電容器電容C減小，由C=Q/U可知，U增大，靜電計的指針張角變大,

選項C正確；將A板也接地，兩極板電壓為零，靜電計的指針張角為零，選項D錯誤。

3.（2020江蘇模擬2）如圖所示，一平行板電容器的電容為C,所接電源的電動勢為￡,兩板間。、b、

c三點的連線構成一等腰直角三角形.三角形的兩直角邊長均為L其中。6邊與兩板平行，當一個一q的檢

驗電荷從無限遠處被移到極板間的。點時，電場力做的功為W.下列說法中正確的是（）

A.電容器所帶電荷量為CE

B.檢驗電荷在。點的電勢能W

w

C.檢驗電荷在a點的電勢為日

q

D.若增大兩板間距離時，a、c兩點間電勢差不變

【參考答案】AC

【名師解析】根據電容器的電壓、電荷量和電容的關系可知，電荷量Q=CE,A正確；一q的檢驗電荷從

電場的無限遠處被移到a點時，電場力做的功為W,則電荷的電勢能減小W,在無限處電荷的電勢能為零,

則電荷在。點的電勢能為Ep=—W,B錯誤；。點的電勢伽=言=§,C正確；設兩極板M、N間距離

為d,三角形的兩直角邊長為La、c間的電勢差為Lsin45。="等,增大兩板間距離時，a、c

兩點間的電勢差變小，故D錯誤.

4,（2020高考精優預測卷）如圖所示的電路中，A8和CD為兩個水平放置的平行板電容器，A8板間有

一點尸，閉合開關K,待電路穩定后將開關斷開。現將一有機玻璃板（圖中未畫出）插入CO板間，則下列

說法正確的是（）

A、C。平行板電容器的電容減小B.尸點電勢降低

C.兩板間的電場強度增大D.電阻R中有向右的電流

【參考答案】B

【名師解析】：將玻璃板插入CD板間，則相對介電常數￡增大，其他條件不變，由C=9可知，CD平

471kd

行板電容器的電容增大，故A錯誤；電容器兩板間電壓：U=—&—,斷開開關后，兩電容器總電荷量

^AB+CCD

不變，由于CD電容器的電容增大，依據C=2可知，電容器兩板間電勢差均變小，由￡=且可知，AB板間

Ud

電場強度變小，則P點與B板間的電勢差變小，因為B板接地電勢始終為零，則P點電勢降低，故B正確,

C錯誤；由于插入玻璃板的過程中，電容器兩板間電勢差變小，則AB電容器放電，電阻R中有向左的電流,

故D錯誤。

5.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地，靜電計所帶電荷

量很少，可被忽略，一帶負電的油滴被固定于電容器中的P點，現將平行板電容器的上極板豎直向下平移

一小段距離，則下列說法正確的是（）

A.平行板電容器的電容將減小

B.帶電油滴的電勢能將減少

C.靜電計指針的張角變小

D.若將上極板與電源正極斷開后，再將下極板左移一小段距離，則帶電油滴所受的電場力不變

【參考答案】B

【名師解析】由C=抽知，將平行板電容器的上極板豎直向下平移一小段距離，d減小，C增大，A錯誤;

U不變，靜電計指針的張角不變，C錯誤；由￡=苓知，E增大，則P點與負極板間的電勢差增大，P點的

電勢升高，Ep=(pq,又油滴帶負電，則帶電油滴的電勢能將減少，B正確；若將上極板與電源正極的導線

斷開后再將下極板左移一小段距離，Q不變，由C=^知，S減小，C減小，由U=8得，電壓U增大，

場強E=5增大，帶電油滴所受的電場力增大，D錯誤.

6.研究與平行板電容器電容有關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。板接觸，能使電容器帶電

B.實驗中，只將電容器6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

【參考答案】A

【名師解析】實驗前，只用帶電玻璃棒與。板接觸，能使電容器。板帶電，b板上由于靜電感應會帶上異

種電荷，A正確；只將6板向上平移，電容器兩極板正對面積S變小，由C=照可知C變小，且。不變,

由。=苫可知，U變大，靜電計指針張角變大，B錯誤；只在極板間插入有機玻璃板，&變大，由C=磊可

知，C變大，且。不變，由U=g可知，U變小，靜電計指針張角變小，C錯誤；增加極板帶電荷量、靜電

計指針張角變大，說明電壓U變大，由可知，電容大小與極板帶電荷量無關，故D錯誤。

7.在如圖所示電路中，A、8是構成平行板電容器的兩金屬極板，P為其中的一個定點，將開關S閉合,

電路穩定后將A板向上平移一小段距離，則下列說法正確的是

A.電容器的電容增加

B.在A板上移過程中，電阻R中有向上的電流

C.A、B兩板間的電場強度增大

D.尸點電勢升高

【參考答案】B

【名師解析】根據知，當A板向上平移一小段距離，間距d增大，其他條件不變，則導致電容

變小，故A錯誤；在A板上移過程中，電容減小，由于極板電壓不變，則極板帶電荷量減小，因此電容器

處于放電狀態，電阻R中有向上的電流，故B正確；根據E=烏與。=篙相結合可得￡=坐，由于電荷

CIorO

量減小，場強大小變小，故C錯誤；因場強變小，導致尸點與8板的電勢差減小，因8板接地，電勢為零,

即尸點電勢降低，故D錯誤。

8.（6分）（2023山東濰坊聯考）如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止狀

態。現將B板右端向下移動一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢面，則該油滴（）

U.B?油滴

0^-L1

...."￡："￡￡一

A.仍然保持靜止B.豎直向下運動

C.向左下方運動D.向右下方運動

【參考答案】D

【名師解析】B板右端向下移動一小段距離，兩板間的平均距離增大，根據E=U可知液滴所在處電場

d

強度減小，油滴豎直方向將向下運動；

由于兩金屬板表面仍均為等勢面，電場線應該與等勢面垂直，所以油滴靠近B板時，電場線方向斜向右

上方，如圖所示，故水平方向油滴向右運動；

所以油滴向右下方運動，故D正確、ABC錯誤。

【方法歸納】B板右端向下移動一小段距離，兩板間的平均距離增大，分析電場強度的變化；油滴靠近

B板時，電場線方向斜向右上方，由此分析豎直方向和水平方向的運動情況即可。

9一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，兩板間有一個正檢驗電荷固定在P點，如圖所示,

以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、。表示P點的電勢，W表示正電荷在尸點的電勢能，若正

極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離/o,則下列關于各物理量與負極板移動距離無的關系圖像

中正確的是（）

【參考答案】.c

【名師解析】由c=，C與兩極板間距離d成反比，C與X不是線性關系，選項A錯；電容器充

Q=CU,。=&/得￡=坪是定值，選項錯；因負極板接

電后與電源斷開，電荷量不變，由B

c=4nkd、

地，電勢為零，所以尸點電勢為夕=E（L—x）,工為P點到負極板的初始距離，E不變，。隨x增大而線性減

小，選項C正確；由W=q°知W與電勢夕變化情況一樣，選項D錯。

10.一平行板電容器兩板之間的距離，和兩板正對面積S都可以調節，電容器充電后與電源斷開，以

〃表示電容器兩極板間電壓，￡表示兩極板間的電場強度，則（）

A.當S減小、d增大時,U增大、E增大

B.當S增大、一不變時,U減小、E不變

C.當d減小、S減小時,。增大，￡增大

D.當d增大、S不變時,U增大、E減小

【參考答案】.A

【名師解析】電容器充電后與電源斷開，可知電容器的電荷量。不變，由。=篇知，當S減小、d

增大時，C減小，由。=CU知U=*增大，由E寸=g=甯知E增大，A正確；同理當S增大、d不

變時，C增大，U減小，E減小，B錯誤；當d減小、S減小時，無法確定C、U、E的變化情況，C錯誤;

當d增大、S不變時，C減小，U增大,E不變,D錯誤。

11.如圖所示，平行板電容器兩板間有一帶電小球（可視為質點），當電容器的電荷量為Q（A板帶正電）時，

小球恰好靜止在P點，當電容器的電荷量突增到。2時，帶電小球開始向上運動，經時間B使A板帶負電,

B板帶正電，電荷量仍為。2,則再經時間r帶電小球剛好回到尸點，不計一切阻力，小球運動中沒與極板

相碰，貝）

B

Ai?

A.02=2QB.Q2=3Q

c.22=401D.22=521

【參考答案］A

【名師解析】因小球靜止，所以有mg=（rj-,只改變電容器兩極板的電荷量時有機0=源一mg,再改

變電容器兩極板的電性有ma2=cr^+mg,而兩段相等時間內位移滿足3的尸=一（。1"一^^彷，聯立得5=

25,又因。=CU,所以。2=2QI,A正確。

12.平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極，一個帶正電小球用絕緣細線懸掛在電

容器內部，閉合開關S,電容器充電，這時懸線偏離豎直方向夾角為仇如圖所示，那

么（）

A.保持開關S閉合，將A板稍向8板靠近，則6增大

B.保持開關S閉合，將A板稍向上移，則。減小

C.開關S斷開，將A板稍向2板靠近，則6不變

D.開關S斷開，將A板稍向上移，則6減小

【參考答案］AC

【名師解析】保持開關S閉合，電容器兩極板間的電勢差不變，A板向2板靠近，極板間距離減小，

根據E=號知，電場強度E增大，小球所受的電場力變大，。增大，故A正確；保持開關S閉合，僅將4板

沿極板方向上移少許，電容器兩極板間的電勢差不變，板間距離也不變，則板間場強不變，小球所受的電

場力不變，。不變，故B項錯誤；斷開開關S,電容器所帶的電荷量不變，根據E=%、C*。=孺聯

立得，E=曙,則d變化，E不變,電場力不變，6不變，故C正確，D錯誤。

GfkJ

13.如圖所示，兩平行金屬板豎直放置且B板接地，其間有用絕緣細線懸掛的帶電小球，當給兩金屬板充

電。后，懸線與豎直方向夾角為。=?因電離作用，兩金屬板的電荷量緩慢減小（小球電荷量假設不變），

以致懸線與豎直方向間的夾角逐漸減小，則在夾角減少到裝的過程中，下列說法正確的是（）

A.細線拉力逐漸增大

B.細線拉力大小不變

C.電容器兩極板減小的電荷量為多

D.電容器兩極板減小的電荷量為與

【參考答案］D

【名師解析】小球受到重力加g、細線的拉力吊和水平向右的電場力產的作用而處于動態

平衡（如圖所示），由無=梟可知，。減小，后也減小，A、B錯誤；令兩極板間距離為4,電

容器的電容為C,由圖知tan0\$=照/令減小的電荷量為A。，同理可得tan仇=

，rigifci：x_zu

q（2肅）,聯立解得AQ=1。，c錯誤，D正確。

ifLtdJ

14.如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，電容為C,開始時開關閉合，電容器與一直流電源相連，極

板間電壓為。，兩極板間距為力電容器儲存的能量E=；CL/2。一電荷量為一4的帶電油滴，以初動能及。

從平行板電容器的兩個極板中央水平射入（極板足夠長），帶電油滴恰能沿圖中所示水平虛線勻速通過電容

A.保持開關閉合，僅將上極板下移帶電油滴仍能沿水平線運動

4

B.保持開關閉合，僅將上極板下移4,帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時的動能為％0+吆

4k012

C.斷開開關，僅將上極板上移g,帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時的動能為巳。+—

46

D.斷開開關，僅將上極板上移若不考慮電容器極板的重力勢能變化，外力對極板做功至少為工緲2

48

【參考答案】BD

【名師解析】

保持開關閉合，開始時帶電油滴沿直線勻速通過電容器，貝U：^-=mg

d

保持開關閉合，僅將上極板下移《，則向上的電場力大于重力，故帶電油滴向上運動，故選項A錯誤；到

4

達上極板時動能為則根據動能定理：粵-mgJd=Ek-Ek。,以上兩個方程式聯立可以得到到達

~d4

14）

上極板的動能為：Ek=Ek。畏，故選項B正確；斷開開關，電量不變，當兩極板間距離發生變化的時候,

場強不變，即電場力不變，故粒子仍沿直線運動，故選項C錯誤；斷開開關，僅將上極板上移則兩板

4

之間距離為2d,則。=旦，c1=,則整理可以得到：c.=±c,根據c=2和。=義，整理

44ikd,,55UTJ

4兀k——d口

4

可以得到：U=-U＞則上移之后電容器儲存的能量為：E=-CU'2=-CU^所以增加的能量為：

428

\E=E-E=-CU2--CU2=-CU2'故外力對極板做功至少為故選項D正確。

8288

考點：電容器、帶電粒子在勻強電場中的運動

【名師點睛】本題考查了帶電微粒在復合場中的運動，得出合力的方向以及極板間距離變化后電場力和重

力的關系是解決本題的關鍵。

15.如圖所示，A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計.開始時開關S閉合，靜電計指針張開一定角

度.下列操作可使指針張開角度增大一些的是（）

A.保持開關S閉合，將R上的滑片向右移動

B.斷開開關S后，將A、B兩極板分開一些

C.斷開開關S后，將A、B兩極板的正對面積減小一些

D.保持開關S閉合，將A、B兩極板分開一些

【參考答案】BC

【名師解析】保持開關s閉合，電容器兩極板的電勢差不變，等于電源電動勢，靜電計指針張開的角度不

變，選項AD錯誤。斷開開關S后，