第04讲 电容器及其两类变化 课后专项突破（练习）-【划重点】2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义

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一、单选题
1．电容器是现代仪器中常见的元件。某电容器电容是60μF，充电至10kV电压，如果电容器在2 ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的击穿电压为10kV
B．电容器充电后的电量为600C
C．电容器在放电过程中电容小于60μF
D．电容器放电过程的平均电流强度大小为300 A
2．电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊，简化图如图所示，平行板电容器的极板M固定，N可左右移动，通过测量电容器极板上的电量变化来确定汽车加速度。当汽车紧急刹车时，极板M、N间距减小，若极板两端电压不变，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容不变B．电容器的电容变小
C．极板间的电荷量增大D．极板间的电荷量减小
3．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发的电场中各处的场强相同。现有一平行板电容器，极板面积为S，两板间隔为d，其中充满空气（空气的介电常数取为ε）。当两极板上加电压U时，忽略边缘效应，且静电力常量为k，两极板间的相互作用力大小为（ ）
A．εSU28πkd2B．εSU24πkd2C．εSU38πkd2D．εSU28πkd
4．如图电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器。先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变。则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容变大
B．电容器内部电场强度大小变小
C．电容器内部电场强度大小变大
D．P点电势升高
5．超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点。如图为一款超级电容器，其标有“2.7V，3000 F”，则（ ）
A．该超级电容器充电时把电能转化为化学能B．该电容器最大容纳电荷量为8100 C
C．该电容器在电压为2.7V时电容才是3000FD．该电容器在2.5V电压下不能正常工作
6．如图所示，平行板电容器与一直流电源连接，下极板接地，静电计金属球与电容器上极板连接，静电计开始时所带电荷量很少，可忽略。开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关K，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A．带电油滴仍保持静止B．静电计指针的张角保持不变
C．P点电势变小D．带电油滴的电势能变大
7．如图所示，电容器极板间有一可移动的电介质板，电介质板与被测物体相连，被测物体到极板右边缘的距离为x。接入电路后，通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置，下列说法正确的是（ ）
A．若x变大，则电容器的电容增大
B．若x变小且电容器的电荷量不变，则电容器极板间的电压减小
C．若x变大且电容器极板间的电压不变，则电容器的电荷量增加
D．若x变大且电容器极板间的电压不变，则有电流流向电容器的正极板
8．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源两端电压保持不变。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，此后实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况，实验得到的I−t图像如图乙所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．在电容器放电过程中电阻R两端的电压保持不变
B．在电容器充电过程中电容器的电容随电量增大而不断变大
C．如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I−t曲线与坐标轴所围成的面积将增大
D．如果只增大电容器两极板间的距离，那么I−t曲线与坐标轴所围成的面积将减小
9．如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（ ）
A．振动膜向右运动时，电容器的电容减小
B．振动膜向右运动时，电阻上有从a到b的电流
C．振动膜向左运动时，电阻上没有电流通过
D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量增大
10．如图所示为研究电容器充，放电的实验电路图，S为单刀双掷开关，电容器与灵敏电流计和电阻R0串联。实验时，先将开关S掷向1端，经过一段时间后，再把开关S掷向2端。开关S掷向2端后极短时间内，下列说法正确的是（ ）
A．电容器充电，通过灵敏电流计的电流方向为a→b
B．电容器充电，通过灵敏电流计的电流方向为b→a
C．电容器放电，通过灵敏电流计的电流方向为a→b
D．电容器放电，通过灵敏电流计的电流方向为b→a
11．某同学用如图甲所示的电路研究电容器的充电放电。电路图中定值电阻的阻值为R，电源内阻不计，先将开关S合向1，待电路稳定后再合向2，用电流传感器得到电容器放电电流随时间变化规律如图乙所示，测得图线与坐标轴所围面积为S0，则电容器的电容为（ ）
A．S0ImRB．ImRS0C．ImR2S0D．S02ImR
二、多选题
12．连接好如图所示的电路后，在t=0时刻，将断开的单刀双掷开关S拨至与1连接，经一段时间电路稳定后，再把S拨至与2连接。绘制出下列流过电路中P点的电流I随时间t变化的图像和电容器两极板间电势差UAB随时间t变化的图像，其中错误的是（ ）
A．B．
C．D．
13．如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（ ）
A．保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则θ增大
B．保持S闭合，将N板向M板靠近，则θ增大
C．断开S，将N板向M板靠近，则θ增大
D．断开S，将N板向下移动少许，则θ增大
14．如图所示为一个简化的闪光灯电路，它由直流电源E、电阻箱R1、电阻箱R2和电容器C等组成，电容器先充电后在很短的时间内放电，从而达到闪光的效果。下列说法正确的是（ ）
A．开关S处于位置2时，电容器充电
B．电容器充电完成时两极板间的电压与电阻箱R1的阻值无关
C．若在电容器两极板间加入云母介质，先充满电再放电，放电过程中通过闪光灯的电荷量变大
D．电阻箱R2的阻值越大，放电过程中通过闪光灯的电荷量越小
15．如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一定角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（ ）
A．使A、B两板靠近一些B．使A、B两板正对面积减小一些
C．断开S后，使A板向左平移一些D．断开S后，使A、B正对面积减小一些
三、实验题
16．在“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验中，把电容器的两极板A，B分别与静电计的金属球和外壳相连，并使B 板接地。先使电容器带上一定的电荷量，静电计指针偏转一定的角度（如图）。
(1)实验中有一步操作是：保持两极板的间距和正对面积不变，在两极板间插入有机玻璃板。在这一步操作中，可看到静电计指针偏转的角度 （填“增大”“减小”或“不变”），这表明平行板电容器的电容随两极间电介质的 的增大而增大。
(2)实验中如果不小心手碰触了一下B 板，静电计指针偏转的角度将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
17．如图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。
(1)当开关S接1时，平行板电容器充电。随着极板上电荷的增多，电流逐渐 （选填“增大”或“减小”）。
(2)电容器充电完毕，断开开关，此时如图甲所示电路图中电容器上极板 （填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；
(3)开关S接2时，电容器放电，流经G表的电流方向为 （填“向左”或“向右”）；
(4)然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电路中的电流大小为i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为U，电容器的电容为C。下面关于i、Q、U、C随时间t的变化的图像，正确的是_____。
A．B．
C．D．
18．如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)静电计是测量下列哪一个物理量的仪器 。
A．电荷量B．电容C．电势差
(2)保持两极板所带的的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而 （填“增大”“减小”或“不变”）。
(3)改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板左右移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是 。
A．B．
C．D．
四、解答题
19．如图所示，水平放置的带电金属平行板M、N相距d=10cm，A点距M板x0=2cm，AB间距为x=10cm，且与水平方向成30°角，将一带电荷量为q=+8.0×10－6C的电荷由A点沿AB直线移到B点，电场力做功为WAB=1.6×10－5J。N板接地，电势为零。求：
（1）M板所带电荷的电性及M、N两板间的电势差U；
（2）电荷q在A点的电势能EPA；
（3）若将N板在纸面内平行下移x1=2cm，如图所示，求B点的电势φ。

20．如图所示，已知平行板电容器两极板间距离为4mm，充电后两极板电势差为100V。A板带正电，若它的电容为3μF，且P到A板距离为1mm。求：
(1)电容器所带的电荷量；
(2)P点的电势。