高考物理复习特训考点九静电场第70练电容器电容含解析

第70练　电容器　电容

　（时间　20分钟）

思维方法

1．带电粒子在匀强电场中做直线运动时，一般用牛顿第二定律与运动学公式结合处理或用动能定理处理．

2．在匀强电场中做类平抛运动时一般从分解的角度处理，也可用动能定理处理能量问题．

3．在交变电场中的运动，一般是几段运动的组合，抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征．

选择题

1．下列有关电容器知识的描述，正确的是(　　)

A．图甲为电容器充电示意图，充完电后电容器上极板带正电，两极板间电压U等于电源电动势E

B．图乙为电容器放电示意图，若电容器上极板带电荷量为＋Q，则放电过程中通过安培表的电流方向从右向左，流过的总电荷量为2Q

C．图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，两种电容器使用时都应严格区分正负极

D．图丙中的电容器上标有“400 V，68 μF”字样，说明该电容器只有两端加上400 V的电压时电容才为68 μF

2．某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是(　　)

A．该电容器只有在电压为45 V时，电容才是33 μF

B．该电容器能容纳的最大电荷量3.3×10－5 C

C．接通电路后，电容器的电容仍是33 μF

D．接通电路后，灯泡能持续发光

3．电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上．质量块可带动电介质移动改变电容．则  (　　)

A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小

B．当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流

C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长

D．当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流

4.

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．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．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．平行板电容器的电容将变大

C．带电油滴的电势能将增大

D.若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

5．(多选)[2022·安徽皖江联盟名校联考]如图所示是探究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置．用导线将充了电的平行板电容器的带正电且固定的A板与静电计的金属小球相连，将带负电的B板与静电计的金属外壳同时接地，两板间P点固定一带负电且电荷量很小的点电荷．下列说法中正确的是  (　　)

A．若将极板B稍向上移动一点，极板上的电荷量几乎不变，静电计指针张角变大

B．若将极板B稍向上移动一点，两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大

C．若将B板向左平移一小段距离，静电计指针张角变大

D．若将B板向左平移一小段距离，P点处的负点电荷的电势能增大

6．[2022·浙江嘉兴测试]如图所示，两金属板M、N带有等量异种电荷，正对且水平放置．带正电小球a、b以一定的速度分别从A、B两点射入电场，两小球恰能分别沿直线AC、BC运动到C点，不考虑a、b之间的相互作用，则下列说法正确的是(　　)

A.电场中的电势φC>φB

B．小球a、b在C位置一定具有相等的电势能

C．仅将下极板N向左平移，则小球a、b仍能沿直线运动

D．仅将下极板N向下平移，则小球a、b仍能沿直线运动

7．(多选)如图所示，水平放置的平行板电容器，极板长为l，间距为d，电容为C.竖直挡板到极板右端的距离也为l，某次充电完毕后电容器上极板带正电，下极板带负电，所带电荷量为Q1.一质量为m、带电荷量大小为q的小球以初速度v从正中间的N点水平射入两极板间，不计空气阻力，从极板间射出后，经过一段时间小球恰好垂直撞在挡板的M点，已知M点在上极板的延长线上，重力加速度为g，不计空气阻力和边缘效应．下列说法正确的是(　　)

A．小球在电容器中运动的加速度大小为

B．小球在电容器中的运动时间与射出电容器后运动到挡板的时间相等

C．电容器所带电荷量Q1＝

D．如果电容器所带电荷量Q2＝Q1，小球还以速度v从N点水平射入，恰好能打在上极板的右端

第70练　电容器　电容

1．答案：A

解析：图甲为电容器充电过程，充完电后电容器上极板与电源的正极相连，同时两极板间的电压U等于电源的电动势E，故A正确；图乙为电容器放电过程，若电容器上极板带电荷量为＋Q，则放电过程中通过安培表的电流方向从右向左，且流过的总电荷量为Q，故B错误；图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，前者电容器使用时严格区分正负极，后者不必区分，故C错误；图丙中的电容器上标有“400 V，68 μF”字样，说明该电容器两端电压最大值为400 V，而电容与电容器的电压及电荷量均无关，总是为68 μF，故D错误．

2．答案：C

解析：A错，C对：无论电容器是否充电，其电容都是33 μF.B错：该电容器容纳的最大电荷量Q＝CU＝1.485×10－3 C．D错：电容器仅在充电时灯泡发光，充电结束后，灯泡熄灭．

3．答案：D

解析：根据电容器的电容公式C＝，当电介质插入极板间越深，即εr增大，则电容器电容越大，故A错误；当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电荷量不变，因此电路中没有恒定电流，故B错误；若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，质量块因惯性继续向右运动，从而压缩弹簧，故C错误；当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要相对极板向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据Q＝CU可知，极板间的电荷量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故D正确．

4．答案：D

解析：将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距增大，静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故A错误；根据C＝知，d增大，则电容减小，故B错误；电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该油滴带负电，则电势能减小，故C错误；若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，则电荷量不变，d改变，根据E＝＝＝，可知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确．

5．答案：AC

解析：电容器不接电源，电荷量不变，极板B稍向上移动，正对面积减小，由C＝可知C减小，由C＝可知，当Q不变时，U变大，静电计指针张角变大，选项A正确，B错误；将B板向左平移一小段距离，平行板电容器的电容C减小，由C＝知，当Q不变时，则U变大，静电计指针张角变大，选项C正确；B板向左平移一小段距离，平行板电容器间的电场强度E不变，由于P点与B板的距离dPB增大，则UPB增大，P点的电势φP升高，P点处的负点电荷的电势能减小，选项D错误．

6．答案：D

解析：根据题述可知，两小球恰能分别沿直线AC、BC运动到C点，可知带电小球所受电场力竖直向上，电场线方向竖直向上，电场中的电势φC<φB，选项A错误；由于题述没有给出两小球电荷量关系，所以小球a、b在C位置不一定具有相等的电势能，选项B错误；由C＝＝，E＝，可得E＝，若仅将下极板N向左平移，S减小，而Q不变，所以两极板间电场强度E增大，则小球a、b所受电场力增大，均不能沿直线运动，选项C错误；由C项分析可知，当仅将下极板N向下平移时，场强大小不变，小球a、b所受电场力不变，仍能沿直线运动，选项D正确．

7．答案：BD

解析：分析小球受力后可知，小球在电容器内部做类平抛运动，出电场后做斜上抛运动，水平分运动均为匀速直线运动，两段时间t＝相等，B正确．因垂直打在M点，故竖直方向上有a1t＝gt，电场中的加速度大小a1＝g，方向竖直向上，A错误．qE1－mg＝ma1，E1＝，又C＝，解得Q1＝，C错误．若电容器带电荷量变为Q2＝Q1，则qE2＝qE1＝3mg，qE2－mg＝ma2，得a2＝2g，方向竖直向上．根据对称性可知，电荷量为Q1时，小球在电场中沿电场方向的侧向位移y1＝，又y1＝a1t2＝gt2，电荷量变为Q2时，小球在电场中的侧向位移y2＝a2t2＝×2gt2＝2y1，故球恰好能打在上极板的右端点，D正确．