专题03+含电容器电路（精练）-2019年高考物理双基突破（二）

专题03+含电容器电路（精练）-2019年高考物理双基突破（二）

1．（多选）在如图所示的电路中，电源的内阻为 r，现闭合开关 S，将滑片 P 向左移动一段距离后， 下列结论正确的是 A．灯泡 L 变亮 B．电压表读数变小 C．电流表读数变小 D．电容器 C 上的电荷量增大 【答案】CD 2．在如图所示的电路中，当闭合开关 S 后，若将滑动变阻器的滑片 P 向下移动，则正确的是 A．电压表和电流表示数都增大 B．灯 L2 变暗，电流表示数减小 C．灯 L1 变亮，电压表的示数减小 D．灯 L2 变亮，电容器的带电荷量增大 【答案】C 【解析】由题图可知，电压表与滑动变阻器并联，电流表与滑动变阻器串联，灯泡 L1 与滑动变阻器串 联，灯泡 L2 与滑动变阻器并联，电容器 C 与滑动变阻器并联，当滑片向下移动时，滑动变阻器的阻值减小， 据结论“串反并同”可得：电流表示数增大而电压表示数减小，灯泡 L2 上的电流减小，变暗，灯泡 L1 上的 电流增大，变亮，故 C 选项正确，A、B 选项错误，电容器两端的电压减小，据 Q＝CU，则带电荷量减小， 故 D 选项错误。 5．阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关 S 断开且电流 稳定时，C 所带的电荷量为 Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为 Q2。Q1 与 Q2 的比值为 A．2 5 B．1 2 C．3 5 D．2 3 【答案】C 6．（多选）在如图所示电路中，开关闭合后，灯泡 L 能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时， 下列判断正确的是 A．滑动变阻器 R 的阻值变小 B．灯光 L 变暗 C．电源消耗的功率增大 D．电容器 C 的电荷量增大 【答案】BD 【解析】滑动变阻器的滑片向右移动时，其电阻 R 增大，流过 R 的电流减小，灯泡 L 变暗，故 A 错误， B 正确；由 P 总＝EI 知电源消耗的功率减小，C 错误；电容器 C 上电压为路端电压，由 U 路＝E－Ir 知路端 电压增大，即电容器 C 上的电荷量增大，D 正确。 7．如图所示，R1＝R2＝R3＝R4＝R，开关 S 闭合时，间距为 d 的平行板电容器 C 的正中间有一质量为 m、 电荷量为 q 的小球恰好处于静止状态；则开关 S 断开时，小球的运动情况为 A．不动 B．向上运动 C．向下运动 D．不能确定 【答案】C 8．如图，电源 A 的电压为 6 V，电源 B 的电压为 8 V，电容器的电容为 200 pF，当开关 S 合向 A，稳 定后再合向 B，再次达到稳定，则在这个过程中通过电流计的电荷量为 A．4×10－9 C B．1.2×10－9 C C．1.6×10－9 C D．2.8×10－9 C 【答案】D 【解析】开关 S 打在 A 时，电容器的电压为 U1＝6 V，电量为：Q1＝CU1＝2×10－10×6 C＝1.2×10－9 C。 开关 S 打在 B 时，稳定时，电容器的电压为 U2＝8 V，电量为：Q2＝CU2＝2×10－10×8 C＝1.6×10－9 C。故通 过电流计的电荷量为：Q＝Q1＋Q2＝2.8×10－9 C。 9．（多选）如图电路中，电阻 R1∶R2∶R3∶R4＝1∶2∶3∶4，C 为电容器，A 为电流表，当电路中某 个电阻断路瞬间，发现有自上而下的电流通过电流表 A，则断路的电阻可能是 A．R1 B．R2 C．R3 D．R4 【答案】BC 10．（多选）如图所示，电路中 R1、R2 均为可变电阻，电源内阻不能忽略，二极管 D 为理想二极管， 平行板电容器 C 的极板水平放置，闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两极板之间处于静止状 态，下列操作中，油滴仍然能保持静止的有 A．只增大 R1 的阻值 B．只增大 R2 的阻值 C．只增大两板间的距离 D．只断开开关 S 【答案】BCD 【解析】电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻 R1 的电压，增大 R1 的阻值，路端电压增大，所以电 容器两端的电压增大，故两极板间的电场强度增大，粒子向上运动，A 错误；只增大 R2 的阻值，而 R2 处于 断路的支路中，对电路的电压、电流没有影响，所以油滴仍保持静止状态，B 正确；增大两板间的距离，根 据公式 C＝ εS 4πkd 可知电容减小，电荷量要减小，但是由于二极管的存在，电容器不能放电，故电荷量仍保持 不变，两极板间的电场强度不变，所以油滴仍能保持静止，C 正确；断开开关，电容充电完毕，又不能放电， 所以电容两极板间的电压恒定不变，即电场强度不变，所以油滴仍保持静止，D 正确。 11．（多选）如图所示的电路，R1 是定值电阻，R2 是滑动变阻器，L 是小灯泡，C 是电容器，电源内阻 为 r。开关 S 闭合后，在滑动变阻器触头向上移动的过程中 A．小灯泡变亮 B．电容器所带电荷量增大 C．电压表示数变小 D．电源的总功率变大 【答案】CD 12．如图所示，开关 S 闭合后，带电质点 P 在平行金属板中处于静止状态，则 A．质点 P 一定带正电 B．滑片向 a 端移动时，两只电表的示数均增大 C．滑片向 a 端移动时，质点 P 将向上极板运动 D．若将开关 S 断开，质点 P 将向下极板运动 【答案】C 【解析】质点处于静止状态，则受到的电场力向上，故质点 P 带负电，A 错误；滑片向 a 端移动时， 滑动变阻器接入电路的电阻增大，则总电阻增大，总电流减小，内电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知 路端电压增大，R1 两端的电压减小，故并联部分电压增大，电容器两端的电压增大，质点所受的电场力增 大，则质点将向上极板移动．因并联部分电压增大，则 R3 中的电流增大，而干路电流减小，故电流表中的 电流减小．并联部分电压增大，即 R2 与 R4 两端的总电压增大，而由于电流表示数减小，由欧姆定律可知 R2 两端的电压减小，故 R4 两端的电压增大，即电压表示数增大，故 B 错误，C 正确；开关 S 断开，电容器 两端的电压等于电源的电动势，电容器两端电压增大，板间场强增大，质点受到的电场力变大，质点 P 将 向上极板运动，故 D 错误。 13．（多选）如图，电源的电动势为 E，内阻为 r，R1 为定值电阻，R2 为光敏电阻，C 为电容器，L 为 小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关 S 后，若增大照射光强度，则 A．电压表的示数增大 B．小灯泡的功率减小 C．电容器上的电荷量增加 D．两表示数变化量的比值|ΔU ΔI |不变 【答案】AD 14．如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态（设电源电阻 r 不计，两端电压不变）。现将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，则 A．电容器上的带电荷量将减少 B．电容器中的电场强度将增大 C．电容器的电容将减小 D．液滴将向上运动 【答案】A 15．（多选）如图，电源电动势 E＝9 V，内电阻 r＝4.5 Ω，变阻器 R1 的最大电阻 Rm＝5.0 Ω，R2＝1.5 Ω， R3＝R4＝1 000 Ω，平行板电容器 C 的两金属板水平放置。在开关 S 与 a 接触且当电路稳定时，电源恰好有 最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止。那么 A．在题设条件下，R1 接入电路的阻值应为 3 Ω，电源的输出功率应为 4.5 W B．引入的微粒带负电，当开关接向 b（未接触 b）的过程中，微粒将向下运动 C．在题设条件下，当 R1 的阻值增大时，R2 两端的电压增大 D．在题设条件下，当开关接向 b 后，流过 R3 的电流流向为 d→c 【答案】AD 【解析】选项 A 中在开关 S 与 a 接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知 R1＋R2＝r， R2＝1.5 Ω，则 R1＝3 Ω。电源的输出功率 Pm＝E2 4r ＝4.5 W，故 A 正确；选项 B 中在开关 S 与 a 接触且当电 路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态。 而上极板带正电，可知微粒带负电。当开关接向 b(未接触 b)的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强 度也不变，所以微粒不动，故 B 错误；选项 C 中电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1 和 R2 及电源构成串联电路，R1 的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2 两端的电压减小，故 C 错误；选项 D 中在题设条件下，开关接 a 时，上极板带正电，当开关接向 b 后，下极板带正电，流过 R3 的电流流向为 d→c，故 D 正确。 16．（多选）如图的电路中，电源的电动势 E 和内阻 r 一定，A、B 为平行板电容器的两块正对金属板， R1 为光敏电阻。当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时，闭合开关 S，此时电流表 和电压表 的示数分别为 I 和 U。 以下说法正确的是 A．若仅将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大 B．若仅增大 A、B 板间距离，则电容器所带电荷量减少 C．若仅用更强的光照射 R1，则 I 增大，U 增大，电容器所带电荷量增加 D．若仅用更强的光照射 R1，则 U 变化量的绝对值与 I 变化量的绝对值的比值不变 【答案】BD 17．如图所示电路，电源电动势为 E＝3 V，两个定值电阻阻值 R1＝R2＝2 Ω，电源内阻 r＝1 Ω，电容 器的电容值是 C＝20 μF。开关全部闭合时，一颗带电油滴恰能在极板间静止。取重力加速度 g＝10 m/s2， 求： （1）极板的带电荷量大小； （2）电源的效率； （3）断开开关 S2 时（认为电容器充放电过程瞬间完成），液滴的加速度的大小和方向。 【答案】（1）4×10－5 C（2）66.7%（3）5 m/s2，方向竖直向上 【解析】（1）回路电流 I＝ E R1＋r ＝1 A 电容器两板间电压 U＝IR1＝2 V 电容器所带电荷量 Q＝CU＝4×10－5 C