專題9電容器的電容及動(dòng)態(tài)分析-2021年高考物理靜電場(chǎng)微專題突破1

1、專題 電容器的電容及動(dòng)態(tài)分析1、如圖所示為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖當(dāng)動(dòng)極板和定極板之間的距離d變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖象是 () 【答案】A2、一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、表示P點(diǎn)的電勢(shì)，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0的過(guò)程中，各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象中正確的是()【答案】C3、如圖所示是測(cè)定液面高度h的電容式傳感器

2、示意圖，E為電源，G為靈敏電流計(jì)，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體已知靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系為：電流從左邊接線柱流進(jìn)電流計(jì)，指針向左偏如果在導(dǎo)電液體的深度h發(fā)生變化時(shí)觀察到指針正向左偏轉(zhuǎn)，則 () A導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在增大B導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在增大C導(dǎo)體芯A所帶電荷量在增加，液體的深度h在減小D導(dǎo)體芯A所帶電荷量在減小，液體的深度h在減小【答案】D4、如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下說(shuō)法正確的是 ()A若將

3、S斷開，則油滴將做自由落體運(yùn)動(dòng)，G表中無(wú)電流 B若將A向左平移一小段距離，則油滴向上加速，G表中有ba的電流C若將A向上平移一小段距離，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G表中有ba的電流D若將A向下平移一小段距離，則油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G表中有ba的電流【答案】C5、(多選)如圖所示，平行板電容器AB兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦裕粠щ娦∏蜓谹B中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過(guò)上下移動(dòng)A板來(lái)改變兩極板AB間距（兩極板仍平行），則下列說(shuō)法正確的是（  ）。A: 若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，

4、小球打在N的右側(cè)B: 若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球打在N的左側(cè)C: 若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球可能打在N的右側(cè)D: 若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球可能打在N的左側(cè)【答案】BC【解析】依據(jù)公式。A項(xiàng)，若小球帶正電，當(dāng)d增大時(shí)，電容減小，但由于二極管單向?qū)?，Q不變，可知E不變，所以電場(chǎng)力不變，小球仍然打在N點(diǎn)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。B項(xiàng)，若小球帶正電，當(dāng)d減小時(shí)，電容增大，Q增大，可知E隨之增大，所以電場(chǎng)力變大，方向向下，小球做平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向加速度增大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，打在N點(diǎn)左側(cè)，故B項(xiàng)正確。C項(xiàng)，若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距d減小時(shí)，電容增大，Q增大，電場(chǎng)力增大，方向變?yōu)橄蛏?，若?/p>

5、場(chǎng)力小于重力，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的加速度減小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，小球打在N點(diǎn)右側(cè)，故C項(xiàng)正確。D項(xiàng)，若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距d減小時(shí)，電容增大，則Q增大，可知電場(chǎng)力增大，方向向上，若電場(chǎng)力小于重力，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的加速度減小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，小球?qū)⒋蛟贜點(diǎn)右側(cè)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為BC。6.如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，表示靜電計(jì)指針的偏角若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則()A增大，E增

6、大B增大，Ep不變C減小，Ep增大D減小，E不變【答案】D【解析】若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離，根據(jù)C可知，C變大；根據(jù)QCU可知，在Q一定的情況下，兩極板間的電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針偏角減小；根據(jù)E，QCU，C聯(lián)立可得E，可知E不變；P點(diǎn)離下極板的距離不變，E不變，則P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故Ep不變；由以上分析可知，選項(xiàng)D正確7、對(duì)于給定的電容器，描述其電容C、電荷量Q、電壓U之間的相應(yīng)關(guān)系的圖象正確的是()A B C D【答案】B8、某電容器上標(biāo)有“25 F、450 V”字樣，下列對(duì)該電容器的說(shuō)法中正確的是()A要使該電容器兩極板之間電壓增加1 V，所需

7、電荷量為2.5×105 CB要使該電容器帶電荷量1 C，兩極板之間需加電壓2.5×105 VC該電容器能夠容納的電荷量最多為2.5×105 CD該電容器能夠承受的最大電壓為450 V【答案】A9、如圖所示的電容式鍵盤，是通過(guò)改變電容器的哪個(gè)因素來(lái)改變電容的()A兩板間的距離 B兩板間的電壓 C兩板間的電介質(zhì) D兩板的正對(duì)面積【答案】A10、下列關(guān)于電容器的說(shuō)法中不正確的是()A電容器是儲(chǔ)存電荷和電能的器件B互相絕緣、相互靠近的兩個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成電容器的電極，電容跟這兩個(gè)導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)C電容器所帶電荷量是指每個(gè)極板所帶電荷量D電容器的充電過(guò)程是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

8、的過(guò)程，電容器的放電過(guò)程是將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能【答案】C11、如圖甲所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式位移傳感器原理圖，其中右板為固定極板，左板為可動(dòng)極板，待測(cè)物體固定在可動(dòng)極板上若兩極板所帶電荷量Q恒定，極板兩端電壓U將隨待測(cè)物體的左右移動(dòng)而變化，若U隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Uatb(a、b為大于零的常數(shù))，其圖象如圖乙所示，那么圖丙、丁中反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小E和物體位移x隨時(shí)間t變化的圖線是(設(shè)t0時(shí)物體位移為零)()A和 B和 C和 D和【答案】D12、用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素,如圖所示設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若

9、()A保持S不變，增大d，則變大 B保持S不變，增大d，則變小C保持d不變，減小S，則變小 D保持d不變，減小S，則不變【答案】A13、板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為U1，板間場(chǎng)強(qiáng)為E1.現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時(shí)兩極板間電勢(shì)差為U2，板間場(chǎng)強(qiáng)為E2，下列說(shuō)法正確的是()AU2U1，E2E1 BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1【答案】C14、靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)開始時(shí)開關(guān)

10、S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度，為了使指針張開的角度增大些，下列采取的措施可行的是()A斷開開關(guān)S后，將A、B分開些B保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開些C保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些D保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)【答案】A15、將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示，下列說(shuō)法正確的是( )A保持U不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半B保持E不變，將d變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則U變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍C保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則U變?yōu)樵瓉?lái)的一半D保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則E變?yōu)樵瓉?lái)的一半【答案】AD【解析】由

11、C，C，E可知，A、D正確16、如圖所示，兩面積較大、正對(duì)著的平行極板A、B水平放置，極板上帶有等量異種電荷其中A極板用絕緣線懸掛，B極板固定且接地，P點(diǎn)為兩極板的中間位置下列結(jié)論正確的是()A若在兩極板間加上某種絕緣介質(zhì)，A、B兩極板所帶電荷量會(huì)增大BA、B兩極板電荷分別在P點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同C若將A極板豎直向上平移一小段距離，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將增大D若將A極板豎直向下平移一小段距離，原P點(diǎn)位置的電勢(shì)將不變【答案】BD【解析】由于平行板電容器與電源斷開，所帶電荷量保持不變，因此在兩極板間加上某種絕緣介質(zhì)，A、B兩極板所帶電荷量也不會(huì)增加，A錯(cuò)誤；正極板A在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)向下

12、，而負(fù)極板B在P點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)也向下，由于兩極板具有對(duì)稱性，因此兩極板電荷分別在P點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的強(qiáng)度大小相等，方向相同，B正確；根據(jù)C，而C，平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度E，整理式子可得E，可以得出只要所帶電荷量和極板的正對(duì)面積不變，電容器內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度就不變，因此場(chǎng)強(qiáng)大小與距離無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；同樣若將A板豎直向下平移一小段距離，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，P與B間的電勢(shì)差不變，而B點(diǎn)電勢(shì)為零，即P點(diǎn)位置的電勢(shì)將不變，D正確17、如圖所示，A、B為兩塊平行帶電金屬板，A帶負(fù)電，B帶正電且與大地相接，兩板間P點(diǎn)處固定一負(fù)電荷，設(shè)此時(shí)兩極間的電勢(shì)差為U，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，電勢(shì)為P，負(fù)電荷的電勢(shì)能為Ep，現(xiàn)將A、B兩

13、板水平錯(cuò)開一段距離(兩板間距不變)，下列說(shuō)法正確的是()AU變大，E變大BU變小，P變小CP變小，Ep變大DP變大，Ep變小【答案】AC【解析】根據(jù)題意可知兩極板間電荷量保持不變，當(dāng)正對(duì)面積減小時(shí)，則由C可知電容減小，由U可知極板間電壓增大，由E可知，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，故A正確；設(shè)P點(diǎn)的電勢(shì)為P，則由題可知0PEd是增大的，則P一定減小，由于負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能一定較大，所以可知電勢(shì)能Ep是增大的，故C正確18、如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離()A.帶電油滴將沿

14、豎直方向向上運(yùn)動(dòng) BP點(diǎn)的電勢(shì)將降低C.帶電油滴的電勢(shì)能將減少 D若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大【答案】B19、如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)以下說(shuō)法中正確的是()A若將A板向上平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有ba的電流B若將A板向左平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G中有ba的電流C若將S斷開，則油滴立即做自由落體運(yùn)動(dòng)，G中無(wú)電流D若將S斷開，再將A板向下平移一小段位移，則油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G中有ba的電流【答案】AB【解析】根據(jù)電路圖可知，A板帶負(fù)電，B板帶正電，原來(lái)油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)

15、，說(shuō)明油滴受到的豎直向上的電場(chǎng)力剛好與豎直向下的重力平衡；當(dāng)S閉合，若將A板向上平移一小段位移，則板間間距d變大，而兩板間電壓U此時(shí)不變，故板間場(chǎng)強(qiáng)E變小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，而根據(jù)C可知，電容C減小，故兩板所帶電荷量Q也減小，因此電容器放電，所以G中有ba的電流，選項(xiàng)A正確；在S閉合的情況下，若將A板向左平移一小段位移，兩板間電壓U和板間間距d都不變，所以板間場(chǎng)強(qiáng)E不變，油滴受力平衡，仍然靜止，但是兩板的正對(duì)面積S減小了，根據(jù)C可知，電容C減小，兩板所帶電荷量Q也減小，電容器放電，所以G中有ba的電流，選項(xiàng)B正確；若將S斷開，兩板所帶電荷量保持不變，板間場(chǎng)強(qiáng)E也不變，

16、油滴仍然靜止，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若將S斷開，再將A板向下平移一小段位移，兩板所帶電荷量Q仍保持不變，兩板間間距d變小，根據(jù)C，U和E，可得E，顯然，兩板間場(chǎng)強(qiáng)E不變，所以油滴仍然靜止，G中無(wú)電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤20一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地.在兩極板間有一正電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器的電壓，表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線所示位置，則（ ）A.U不變，E變小 B.E變大，變大 C.U變小，不變  D.U不變，不變【答案】C21、把兩個(gè)相同的電容器A和B連接起來(lái)，如圖17，電容器A中帶點(diǎn)微粒M恰好靜止，現(xiàn)在使電容

17、器B板錯(cuò)開，正對(duì)面積是原來(lái)的一半，而間距不變，此時(shí)M的加速度為（ ）A g C g/2 B g/3 D g/4【答案】C22、如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B極板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變，則()A當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v也增大 B當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大C當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變 D當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也增大【答案】CD23、如圖所示的兩個(gè)平行板電容器水平放置，A板用導(dǎo)線與M板相連，B板和N板都接地。讓A板帶電后，在兩個(gè)電容器間分別有P、Q兩個(gè)帶電油滴都處于靜止?fàn)顟B(tài)。AB間電容為C1，電壓為U2,帶電量為Q1，MN間電容為C2，電壓為U2，帶電量

18、為Q2。若將B板稍向下移，下列說(shuō)法正確的是（  ）AC1減小，C2增大      BU1減小，U2增大 CQ1減小，Q2增大     DP向下動(dòng)，Q向上動(dòng)【答案】CD  24、電容器的動(dòng)態(tài)變化模型)如圖20所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷量很少，可被忽略一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則 ( )A平行板電容器的電容將變小B靜電計(jì)指針張角變小C帶電油滴的電勢(shì)能將減少D若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變【答案】ACD25、如圖所示，D是一只二極管，它的作用是只允許電流從a流向b，不允許電流從b流向a ，平行板電容器AB內(nèi)部原有電荷P處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)兩極板A和B的間距稍增大一些的瞬間(兩極板仍平行)，關(guān)于電荷P的說(shuō)法正確的是( )A仍靜止不動(dòng)