2020学年高中物理第一章静电场专题第8节 电容器的电容

2020学年高中物理第一章静电场专题第8节 电容器的电容

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