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- 2021-06-01 发布
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第8节 电容器的电容
1.根据电容的定义式可知
A.电容器的电容越大,电容器所带的电荷量就越多
B.电容器两极板间的电势差越大,电容越小
C.电容器的电容与其带电荷量成正比,与其两极板间的电势差成反比
D.电容器的电容不随带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化
【答案】D
2.(2020·北京市西城区普通高中合格性考试模拟)a、b两个电容器如图甲所示,图乙是它们的部分参数。由此可知,关于a、b两个电容器的下列说法正确的是
A.a、b两个电容器的电容之比为8:1
B.a、b两个电容器的电容之比为4:5
C.b电容器最多能容纳电荷0.1 C
D.b电容器最多能容纳电荷1 C
【答案】C
【解析】由图乙知a的电容是1 000 μF,b的电容是10 000 μF,所以a、b两个电容器的电容之比为1000:10 000=1:10,故AB均错误;根据电容的定义式,可得,带值可求,,故C正确,D
错误。
3.(2020·福建省厦门市湖滨中学高三下学期高考适应性考试)如图,平行板电容器与电动势为E的电源连接,下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将上极板竖直向上移动一小段距离,则
A.P点的电势将降低
B.极板带电荷量将增加
C.带电油滴的电势能将增大
D.带电油滴将竖直向上运动
【答案】C
【名师点睛】本题运用E=U/d分析板间场强的变化,判断油滴如何运动。运用推论:正电荷在电势高处电势能大,而负电荷在电势高处电势能小,来判断电势能的变化。
4.对一电容器充电时电容器的电容C,带电荷量Q,电压U之间的关系图象如下图所示,其中正确的是
【答案】CD
【解析】电容的定义式是,可知电容器电容的大小与电容器所带电荷量Q以及电容器两极板之间的电压无关,由电容器本身决定,对于给定的电容器电容C是一定的,故AB错误,C正确;C一定,由,得知,,故D正确。
【名师点睛】解决本题的关键是掌握电容的定义式,知道C与Q和U无关,根据,知Q与U成正比,同时理解电容器电容大小与哪些因素有关。
5.(2020·山东省德州市)如图所示,竖直放置的两个平行金属板、带等量的异种电荷,板带负电荷,板接地。一带负电的粒子固定在、两板中间的一点处。若将板向左平移到虚线位置,则点的电场强度和该粒子的电勢能的变化情况是
A.不变,不变
B.不变,改变
C.改变,不变
D.改变,改变
【答案】A
6.(2020·衡水金卷普通高等学校招生全国统一考试模拟)如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,静电计的金属球与电容器的负极板连接,外壳接地,以E表示两极板间的场强,θ表示静电计指针的偏角,各物理量的变化情况正确的是
A.将平行板电容器的正极板向右移动,E变小,θ变大
B.将平行板电容器的正极板向右移动,E不变,θ变小
C.将平行板电容器的正极板向左移动,E变大,θ变大
D.将平行板电容器的正极板向左移动,E变小,θ变小
【答案】B
【点睛】本题是电容器的动态变化分析问题,掌握电容的决定式与定义式的应用,及两者的区别,理解电场强度的推导式。
7.两个较大的平行板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正负极上,开关S闭合时质量为m,带电荷量为–q的油滴恰好静止在两板之间,如图所示,在保持其他条件不变的情况下,将两板非常缓慢地水平错开一些,以下说法正确的是
A.油滴将向上运动,电流计中的电流从b流向a
B.油滴将下运动,电流计中的电流从a流向b
C.油滴静止不动,电流计中的电流从a流向b
D.油滴静止不动,电流计中无电流流过
【答案】C
【解析】将两板缓慢地错开一些,两板正对面积减小,根据电容的决定式得知,电容减小,而电压不变,则由知,电容器带电量减小,电容器处于放电状态,电路中产生顺时针方向的电流,则电流计中有a→b的电流。由于电容器板间电压和距离不变,则由,知板间场强不变,油滴所受电场力不变,仍处于静止状态。故C正确,ABD错误。故选:C。
8.如图所示,平行板电容器中悬浮一个带电微粒P,今把A、B两个半方形金属盒相对插入电容器两板间,当A、B合拢时,对微粒运动情况的判断正确的是
A.向上运动
B.向下运动
C.仍保持静止
D.条件不足,无法判断
【答案】B
9.(2020·北京市西城区普通高中合格性考试模拟)电流传感器可以像电流表一样测量电流,可以捕捉到瞬间的电流变化,相当于一个理想电流表。用如图甲所示的电路来研究电容器的放电过程。实验时将开关S拨到1端,用直流8 V电压给电容器充电,待电路稳定后,将电流传感器打开,再将开关S拨到2端,电容器通过电阻R放电。以S拨到2端时为t=0时刻,电流传感器测得的电流I随时间t变化图像如图乙所示,根据题意,下列说法正确的是
A.由I-t图可知,电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为3.2´10-3 C
B.由I-t图可知,电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为3.2 C
C.此电容器的电容约为4.0´10-4 F
D.此电容器的电容约为0.4 F
【答案】AC
【解析】将横坐标t分成许多很小的时间间隔△t,在这些很小的时间间隔里,放电电流I可以视为不变,则I△t为这段时间内的电荷量,则电容器所带的电荷量为Q=I1△t1+I2△t2+I3△t3+…+In△tn,式中I1△t1、I2△t2…为图中的狭条形面积,由此可知,电容器所带的电荷量在数值上等于图象与坐标轴所包围的面积。纵坐标的每个小格为0.2 mA,横坐标的每个小格为0.4 s,则每个小格所代表的电荷量数值为q=0.2×10-3×0.4=8×10-5C,曲线下包含的小正方形的个数为39个(格数为38-42都正确);总放电荷量为Q=39×8×10-5C=3.2×10-3C,故A正确,B错误。由电容器的计算公式,可得电容值,故C正确,D错误。
【点睛】解决本题的关键掌握电容的定义式,以及知道I-t
图线与时间轴围成的面积表示通过的电荷量。
10.如图所示,平行板电容器的两个极板为A、B,B板接地,A板带有电荷量+Q,B板带有电荷量﹣Q,板间电场中有一个固定的点P,以下说法正确的是
A.若将B板固定,A板下移时,P点的电场强度不变,P点的电势降低
B.若将B板固定,A板下移时,P点的电场强度增大,P点的电势升高
C.若将A板固定,B板上移时,P点的电场强度不变,P点的电势降低
D.如果A板固定,B板上移时,P点的电场强度增大,P点的电势升高
【答案】C
【名师点睛】本题是电容器的动态变化分析问题;要会根据电容器的决定式和定义式推导出两极板间的场强,此结论表明,当电容器带电荷量一定时,两极板之间的电场强度与两极板间的距离无关,此公式要在理解并会推导的基础上记住,这是一个很重要的结论。
11.(2020·山东省青岛市高三第二次模拟检测)如图,电路中A、B、C、D是完全相同的金属极板,P是AB板间的一点,在CD板间插有一块有机玻璃板。闭合开关,电路稳定后将开关断开。现将CD板间的玻璃板抽出,下列说法正确的是
A.金属板CD构成电容器的电容减小
B.P点电势降低
C.玻璃板抽出过程中,电阻R中有向右的电流
D.A、B两板间的电场强度减小
【答案】AC
【点睛】做好电容器的题目要把电容的定义式、决定式和场强的推导式结合应用,掌握电场强度的推导式,注意B极接地,电势为零。
12.平行板电容器的两极板A、B接于电源的两极,两极板竖直、平行正对放置,一个带正电的小球悬挂在电容器的内部,闭合电键S,电容器充电,悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示,则下列说法正确的是
A.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ减小
B.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ不变
C.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变
D.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大
【答案】C
【解析】保持电键S闭合,电容器两端的电压不变,带正电的A板向B板靠近,则两极板间的间距减小,根据公式可得,两极板间的电场强度增大,故θ增大,AB错误;若电键S断开,电容器两极板上的电荷总量不变,带正电的A板向B板靠近,则两极板间的间距减小,根据公式、、联立解得,即两极板间的电场强度大小和极板间的距离无关,所以电场强度不变,故θ不变,C正确D错误。
13.如图所示,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。一带负电油滴静止于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则下列判断错误的是
A.静电计指针张角不变
B.P点的电势将降低
C.带电油滴静止不动
D.若先将上极板与电源正扱的导线断开,再将下极板向上移动一小段距离,则带电油滴静止不动
【答案】C
14.(2020·湖北省鄂东南省级市范高中五月联考)如图所示,平行板电容器与一个恒压直流电源连接,下极板通过A点接地,一带电液滴在P点刚好平衡,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.静电计指针张角变小
B.液滴将向上移动
C.P点电势降低
D.液滴在P点的电势能减小
【答案】D
【点睛】本题运用
分析板间场强的变化,及掌握电容的定义式与决定式的区别。运用推论:正电荷在电势高处电势能大,而负电荷在电势高处电势能小,来判断电势能的变化。
15.如图所示,D是一个具有单向导电性的理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态。下列措施下,关于P的运动情况的说法中正确的是
A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止
B.保持S闭合,减小A、B板间距离,P向上运动
C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动
D.若B板接地,断开S后,A板稍下移,P的电势能不变
【答案】ABD
【解析】当保持S闭合,则电容器的电压不变,当增大A、B极间距,则导致电容器的电容减小,则出现电容器的电荷量减小,而二极管作用导致电容器的电荷量不会减小,则电容器的电荷量会不变,电压不变,所以电场强度不变,带电微粒受重力和电场力依旧平衡,故A对;当保持S闭合,电容器的
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