2024年 高三二轮专题复习 专题18 电容器模型-

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【特训典例】
高考真题
1．如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（ ）

A．CEB．C．D．
2．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B．充电过程中，电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零
D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零
3．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．棒产生的电动势为
B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为
D．电容器所带的电荷量为
4．某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（，），定值电阻R（阻值）、开关S、导线若干。
（1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整 ；

（2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为 ；

（3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于 状态（填“充电”或“放电”）在 点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大；
（4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像，如图（e）所示。当时电容器所带电荷量的最大值 C（结果保留两位有效数字）；

（5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。
电场中的电容器模型
5．如图所示， 当K1、K2均闭合时， 一质量为m、带电荷量为q的液滴， 静止在电容器的两平行金属板AB间， 现保持 K1闭合， 将K2断开， 然后将B板向下平移一段距离， 则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容变小B．A板的电势比电路中Q点的电势高
C．液滴将向上运动D．液滴的电势能增大
6．如图所示，平行板电容器A、B两极板与直流电源E、理想二极管D（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地在，初始时电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴在电容器中的P点处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．将极板A向下平移后，油滴在P点的电势能Ep增大
B．将极板B向上平移后，油滴在P点的电势能Ep减小
C．将极板A向上平移后，带电油滴静止不动
D．将极板B向下平移后，极板B的电势降低
7．电容式传感器以其优越的性能在汽车中有着广泛的应用，某物理兴趣小组研究一电容传感器的性能，图甲为用传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E为电动势恒定的电源（内阻忽略不计），R为阻值可调的电阻，C为电容器，将单刀双挪开关S分别拨到a、b，得到充、放电过程电路中的电流I与时间t的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．开关接a时，电容器充电，上极板带正电，且电荷量逐渐增大
B．开关接a后的短暂过程中，有电子从下极板穿过虚线到达上极板
C．仅增大电阻R的阻值，电流图线与t轴在时间内所围图形的面积将变大
D．仅将电容器上下极板水平错开些，电流图线与t轴在时间内所围图形的面积将变小
8．如图所示为某款手机内部加速度传感器的俯视图， M、N为电容器的两极板，M板固定在手机上， N板通过两完全相同的水平弹簧与手机相连，电容器充电后与电源断开，M、N间距离为d0， 电压传感器示数为，已知弹簧的劲度系数为 k， N板质量为 m，不计摩擦， 当手机在水平面内以加速度 a 沿 NM 方向运动时（ ）
A．电容器的电容变大
B．M、N板间的电场强度不变
C．电压传感器示数为
D．电压传感器示数为
电路中的电容器模型
9．如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为滑动变阻器，，变阻器的总阻值为，为下极板接地的平行板电容器，电表均为理想电表，为灵敏电流计。初始状态和均闭合，滑片位于最右端，此时两极板之间的带电油滴恰好处于平衡状态，则下列说法正确的是（ ）
A．将滑动变阻器的滑动头向左移动，油滴在运动过程中的电势能和动能都增大
B．将滑动变阻器的滑动头向左移动，电压表的示数增大，变阻器上的功率先增大后减小
C．将两极板的正对面积减小，电流计中有向下的电流
D．断开开关，将电容器上极板向上平移一小段距离，带电油滴的电势能不变
10．如图所示，理想变压器的原线圈匝数为，副线圈匝数，正弦式交流电源的电压有效值为，电源内阻不计。开关断开，小灯泡均恰好正常发光，与相同，电容器极板间有一质量为的带电小球处于静止状态，极板间距为。重力加速度取，下列说法正确的是（ ）

A．小球带负电，电荷量为
B．
C．开关闭合后，要使小球保持静止，需左移滑动变阻器的滑片
D．开关闭合后，要使小球保持静止，需右移滑动变阻器的滑片
11．在如图所示的电路中，定值电阻、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，则（ ）
A．a、b两点的电势差
B．电容器所带电荷量为
C．断开开关，稳定后流过电阻的电流与断开前相比将不发生变化
D．断开开关，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
12．如图所示的电路中，电源的内阻忽略不计，定值电阻的阻值相等，两电容器的电容大小相同。初始时开关S断开，下列说法正确的是（ ）
A．开关断开时，电容器的带电荷量之比为
B．开关断开时，电容器的带电荷量之比为
C．闭合开关瞬间，电容器将会充电，电容器将会放电
D．闭合开关，电流再次稳定后，电容器所带的电荷量比初始时多
磁场中的电容器模型
13．如图所示，竖直方向两光滑平行金属导轨间距为L，处于垂直纸面的匀强磁场中，磁感应强度为B，杆的质量为m，定值电阻为R，其余电阻不计，电容器电容为C（未充电），金属杆与导轨接触良好，开关K与触点Ⅰ或Ⅱ接通，现让金属杆沿导轨无初速度下滑，在金属杆下滑距离为h的过程中，对该过程下列说法正确的是（ ）
A．若开关K与触点Ⅰ接通，电阻R产生的焦耳热为mgh
B．若开关K与触点Ⅰ接通，通过电阻R的电荷量为
C．若开关K与触点Ⅱ接通，杆的重力对杆的冲量为
D．若开关K与触点Ⅱ接通，电容器所充的电能为
14．如图，空间中存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场中水平放置两根足够长的光滑金属导轨，导轨间距为d。一质量为m，电阻不计的导体棒MN垂直横跨在导轨上，与导轨接触良好。导轨一端分别与电源、电容器和定值电阻通过开关连接，电源的电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，定值电阻为R。首先将开关S2与d接通，待电路稳定后再将开关S1与b点相接、开关S2与c点相接，当导体棒匀速时，将开关S2与c点断开、开关S1与a接通，导体棒运动一段距离后速度为零。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒匀速时速度
B．当S1与a刚接通瞬间导体棒的加速度
C．从S1与a接通至导体棒速度为零用时
D．若导体棒匀速运动时速度为v，S1与a接通后导体棒位移
15．如图所示，两电阻为零的光滑导轨水平放置在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度不计），取狭缝所在处点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与轴夹角均为，导轨左端通过单刀双掷开关可以与电容或电阻相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与轴垂直，在外力（大小未知）的作用下从点开始以速度向右匀速运动，若某时刻开关接1，外力用表示，通过金属棒电流的大小用表示；若某时刻开关接2，外力用表示，通过金属棒电流的大小用表示。关于外力、电流大小随时间变化的图象关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
16．如图甲所示，光滑足够长平行金属导轨ab、cd与水平面的夹角为，间距L＝0.5m，金属导轨处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨b、d端并联接入电阻箱和电容C＝1F的电容器，电容器不带电。质量为m＝0.5kg、电阻不计的导体棒MN垂直于导轨放置，仅闭合开关S1，同时由静止释放导体棒，记录导体棒MN的最大速度vm和电阻箱接入电路的阻值为R，随R变化的关系图像如图乙所示。重力加速度为，不计金属导轨的电阻，导体棒运动过程中，电容器的两端电压未超出其击穿电压，，。下列说法正确的是（ ）

A．匀强磁场的磁感应强度大小为2T
B．仅闭合开关，导体棒MN运动的加速度大小恒为2
C．仅闭合开关，导体棒MN高度下降9m的过程中通过导体棒的电荷量为6C
D．仅闭合开关，导体棒MN沿导轨方向运动9m的过程中电容器储存的电场能为18J
特训目标
特训内容
目标1
高考真题（1T—4T）
目标2
电场中的电容器模型（5T—8T）
目标3
电路中的电容器模型（9T—12T）
目标4
磁场中的电容器模型（13T—16T）