高考物理微专题小练习专题50静电平衡电容器实验含答案

专题50静电平衡电容器实验：观察电容器的充、放电现象

1．[2022·江苏省常州市期中]如图所示，铜丝编织的管线包裹着两根铜导线，能够实现高保真信号传输，铜丝编织的管线作用是(　　)

A．参与信号传输    B．减少信号衰减

C．屏蔽外部干扰    D．提高绝缘效果

2．[2022·广东省检测调研卷](多选)雷雨云由一大团翻腾、波动的水、冰晶和空气组成．当云团里的冰晶在强烈气流中上下翻滚时，这些被强烈气流反复撕扯、撞击的冰晶和水滴充满了静电．其中重量较轻、带正电的堆积在云层上方；较重、带负电的聚集在云层底部．地面则受云层底部大量负电的感应带正电．当正负两种电荷的差异极大时，就会以闪电的形式把能量释放出来．带负电荷雨滴从雷雨云底部落到地面过程，正确的是(　　)

A．从雷雨云底部到地面电势逐渐降低

B．从雷雨云底部到地面电势逐渐升高

C．雨滴落向地面过程，电势能减少

D．雨滴落向地面过程，电势能增加

3．[2022·广东省六校联考]熔喷布是医用口罩的最核心的材料．工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计．熔喷布匀速从两极板间穿过时，关于熔喷布说法正确的是(　　)

A．突然变薄时，电容器两端电压变小

B．突然变薄时，极板上所带的电荷量增加

C．突然变厚时，有自b向a的电流流过灵敏电流计

D.厚度未发生变化时，灵敏电流计读数不为零

4．[2022·浙江省七彩阳光期中]如图是科学家们在实验室里模拟平行金属板间电场线的分布图，其中左边电极为正，右边电极为负，且两极板电势差保持不变，忽略边际效应．下列说法正确的是(　　)

A．图中A点场强大于B点场强

B．图中A点电势等于B点电势

C．正极板固定不动，将负极板向右平移，则平行板之间的电场强度比示意图中的电场强度要大

D．负极板固定不动，将正极板向右平移，则将某负点电荷从A移动到B克服电场力做功比示意图中做功要多

5．[2022·江西赣州模拟]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上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是(　　)

A．平行板电容器的电容将变小

B．带电油滴的电势能将减少

C．静电计指针张角变小

D．若将上极板与电源正极断开后再将下极板左移一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

6．[2022·山东省青岛市二模]某实验小组利用如下器材测量电容器的电容：直流稳压电源、待测电容器(额定电压12 V)、定值电阻R1＝120 Ω、定值电阻R2＝80 Ω、电流传感器、数据采集器和计算机、单刀双掷开关S、导线若干．实验过程如下：

①将定值电阻R1等器材按图甲连接电路后，将开关S与1端连接，电源向电容器充电；

②将开关S与2端连接，测得电流随时间变化的i­t曲线如图乙所示；

③用R2替换R1后，重复上述实验步骤①②，测得电流随时间变化的i­t曲线如图丙中的某条虚线所示．

两次实验中电源的输出电压相同，请回答下列问题：

(1)电源的输出电压为________ V．利用计算机软件测得乙图中i­t曲线与两坐标轴所围的面积为54 mA·s，则电容器的电容为________F；

(2)用R2替换R1后，电流随时间变化的i­t曲线应该是图丙中的________(选填“b”“c”或“d”)，判断的依据是

________________________________________________________________________．

专题50　静电平衡　电容器　实验：观察电容器的充、放电现象

1．C　铜丝编织的管线作用是屏蔽外部电磁信号的干扰，参与信号传输的是里面的两根铜导线，不是外部的编织管线，C正确．

2．BC　由于地面带正电，雷雨云底部带负电，电场线起于正电荷终止于负电荷，因此电场线方向为向上，沿着电场线电势降低，因此从雷雨云底部到地面电势逐渐升高，故B选项正确；雨滴带负电，因此其电场力向下，雨滴落向地面过程，电场力做正功，电势能减少，故C选项正确．

3．C　由于电容器与电源保持连接，故两板间的电压保持不变，故A错误；根据C＝可知，当熔喷布的厚度变薄导致介电常数εr变小时，电容器的电容C减小，再根据Q＝CU可知极板带电量Q减小，故B错误；由对B选项分析可知，当熔喷布的厚度变厚时，极板带电量Q增加，有充电电流从b向a流过灵敏电流计；当熔喷布的厚度未发生变化时，极板所带电量不变，灵敏电流计读数为零，故C正确，D错误．

4．D　由于是匀强电场，所以两点电场强度大小，方向都一样，选项A错误；顺着电场线方向电势降低，所以A点电势要高，选项B错误；正极板固定不动，将负极板向右平移，则U＝Ed可知，匀强电场的电场强度变小，选项C错误；负极板固定不动，将正极板向右平移，则两极板间的场强变大，从A点到B点电场力做功W＝－qEd，因此克服电场力做功要比示意图中要多，选项D正确．

5．B

6．(1)10.8　5×10－3　(2)c　因为R2小于R1的阻值，电容器的放电电流增大，放电时间减少(或：两次放电电量相同即i ­t图中的“面积”相同)

解析：(1)由题图知，最大电流为Im＝90 mA＝0.09A，因此最大电压为Um＝ImR1＝10.8 V，可得电源的输出电压为10.8 V，电容器所带电荷量为q＝54 mA·s＝0.054 C，电容器的电容为C＝＝5×10－3 F

(2)用R2替换R1后，电流随时间变化的i ­t曲线应该是图丙中的c，因为R2小于R1的阻值，电容器的放电电流增大，放电时间减少．