《2025年教材完全解读高中物理必修第三册粤教版》

5.(2025·中山期末·知识点1、2、3)(多选)如图所示，A、B 是构成平行板电容器的两金属板，当开关 S 闭合时，在 P 点处有一带电液滴处于静止状态。现将开关 S 断开后，再将 A、B 板分别沿水平方向向左、向右平移一小段距离，此过程中，下列说法正确的是(BD)。


A.带电液滴带正电
B.电容器的电容减小
C.电阻 R 中有电流通过
D.两极板之间的电场强度变大

答案： 5. BD 【解析】由题图可知，A、B板间的电场强度方向竖直向下，在P点处带电液滴受到重力和电场力处于静止状态，可知带电液滴受到的电场力方向竖直向上，则带电液滴带负电，A错误；由平行板电容器电容的决定式$C=\frac{\varepsilon_{r}S}{4\pi kd'}，$可知将A、B板分别沿水平方向向左、向右平移一小段距离，则两板间的正对面积减小，则电容减小，B正确；开关S断开后，电容器所带的电荷量Q不变，因此电阻R中没有电流通过，C错误；由$E=\frac{U}{d}、$$C=\frac{Q}{U}$和$C=\frac{\varepsilon_{r}S}{4\pi kd}$可得$E=\frac{4\pi kQ}{\varepsilon_{r}S}，$Q不变，S减小，则两极板之间的电场强度E变大，D正确。故选B、D。

6.(知识点1、2、3·能力点)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两极板间有一个正试探电荷固定在$P$ 点，如图所示。用$C$ 表示电容器的电容、$E$ 表示两极板间的场强、$\varphi$ 表示$P$ 点的电势，$E_p$ 表示正电荷在$P$点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离$x_0$的过程中，下列各物理量与负极板移动距离$x$的关系图像中正确的是(C)。

A
B
C
D

答案： 6. C 【解析】设原来两极板间的距离为d，当负极板右移时，两极板间距离减小，由$C=\frac{\varepsilon_{r}S}{4\pi k(d - x)}$可知，C与x图像不为一次函数图像，故A错误；由$U=\frac{Q}{C}$可知，$U=\frac{4\pi k(d - x)Q}{\varepsilon_{r}S}，$则$E=\frac{U}{(d - x)}=\frac{4\pi kQ}{\varepsilon_{r}S}，$可见E与d和x无关，故B错误；因负极板接地，设P点原来距负极板为l，则P点的电势$\varphi_{p}=E(l - x)，$故C正确；电势能$E_{p}=\varphi q = Eq(l - x)，$故D错误。

7.(2025·广州检测·知识点1、3)使用如图所示的电路观察电容器$C$的充、放电过程，若开关先接1再接2，则通过电流传感器的电流$i$、电容器左极板所带电荷量$q$、电容器两极板间场强$E$、电容器两极板间某点处电势$\varphi$分别随时间$t$变化的关系中可能正确的是(C)。


A
B
C
D

答案： 7. C 【解析】开关接1时电容器充电，电流逐渐减小，左极板电荷量逐渐增大，两极板间场强$E=\frac{U}{d}=\frac{q}{Cd}，$电容器两极板间的场强逐渐增大；电容器左极板接地，电势为0且比右极板电势高，则极板间电势为负值，距左极板x处电势$\varphi=-Ex，$逐渐降低。开关接2时电容器放电，电流反向，逐渐减小；左极板电荷量逐渐减小，但电性不变；电场强度与电荷量的变化趋势相同，也减小；两极板间某点处电势为负值。故选C。

8.(知识点2、3)如图所示的平行金属板电容器的电容为$C=2 × 10^{-4} F$,极板 A、B 之间可以看成匀强电场，场强大小$E = 1.2 × 10^{3} V/m$,极板间的距离为$L = 5 cm$,电场中$c$点到 A 板、$d$点到 B 板的距离均为$0.5 cm$,$B$板接地。求：
(1)A 板的电势$\varphi_A$；
(2)A 板所带电荷量大小$Q$；
(3)$d$、$c$两点间的电势差$U_{dc}$；
(4)将电荷量为$q = 5 × 10^{-6} C$的带正电点电荷从$d$移到$c$，电场力做的功$W_{dc}$。

答案： 8.
(1)B、A间的电势差为$U_{BA}=EL = 1.2 × 10^{3} V/m × 5 × 10^{-2} m = 60 V，$则A板的电势$\varphi_{A}=-U_{BA}=-60 V。$
(2)A板所带电荷量大小$Q=CU_{BA}=2 × 10^{-4} × 60 C = 1.2 × 10^{-2} C。$
$(3)L_{dc}=5 × 10^{-2} m - 2 × 0.5 × 10^{-2} m = 0.04 m，$d、c两点间的电势差$U_{dc}=EL_{dc}=1.2 × 10^{3} V/m × 0.04 m = 48 V。$
(4)电场力做的功$W_{dc}=qU_{dc}=5 × 10^{-6} × 48 J = 2.4 × 10^{-4} J。$