高考物理一轮复习：电容器的电容

更新时间：2024-09-13 浏览次数：1 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2024高一下·湖南期末) 下列叙述正确的是（　　）

A . 牛顿力学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用 B . 由 $\text{[math]}$ 可知，某个电容器的带电量越大，它的电容就越大 C . 静电力做功与重力做功均与路径无关 D . 试探电荷在电场中电势较高处具有的电势能较大

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2. (2024高三下·江海月考) 微信运动这一软件设计的基本原理是，走路时会先有一个向前的加速度再有一个向后的加速度，根据身高体重调整这两次加速度大小和时间间隔的阈值就能统计步数，当然还有很多优化的细节。手机微信运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M固定，N两端与固定的两轻弹簧连接，只能按图中标识的“前后”方向运动。则手机（　　）

A . 由静止突然向前加速时，电流由a点流向b点 B . 匀速运动时，电流表示数不为零且保持不变 C . 由向前匀速突然减速时，电容器带电量增大 D . 保持向后的匀加速运动时，M、N之间的电场强度增大

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3. (2024·浙江) 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路、如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（）

A . 电容C增大，L₁灯泡变亮 B . 频率f增大，L₂灯泡变亮 C . R_G上光照增强，L₃灯泡变暗 D . S接到b时，三个泡均变暗

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4. (2024·浙江) 图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则（）

A . 极板间电势差减小 B . 电容器的电容增大 C . 极板间电场强度增大 D . 电容器储存能量增大

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5. (2024高一下·渝中期末) 在如图所示电路中，蓄电池的电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，电容 $\text{[math]}$ 的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于板间正中央 $\text{[math]}$ 点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A . 油滴带正电 B . 上极板所带电荷量为 $\text{[math]}$ C . 若将下极板缓慢上移少许， $\text{[math]}$ 点的电势降低 D . 若将上极板缓慢左移少许，油滴将向上移动

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6. (2024高一下·溧阳期末) 如图为一个电容式风力传感器的原理示意图，将电容器与静电计组成回路，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，移动距离随风力增大而增大，但不会到达P点。静电计指针张角的大小表示两极板间电势差的大小。若极板上电荷量保持不变，则下列说法。正确的是（　　）

A . 风力增大时，电容器电容减小 B . 风力增大时，静电计指针张角不变 C . 风力增大时，P点的电势降低 D . 风力增大时，极板间电场强度增大

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7. (2024高二下·金牛月考) 应用电磁场工作的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的是( )

A . 甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压成正比
B . 乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子一定是比荷相同的粒子
C . 丙中通上如图所示电流和加上如图磁场时， $\text{[math]}$ ，则霍尔元件的自由电荷为正电荷
D . 丁中将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，静电计指针张角变小

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8. (2024高一下·台州期末) 关于教材中相关插图，下列说法正确的是（　　）

A . 图甲为描述“火车转弯”的示意图，如果两轨高度相同，会使内轨受损 B . 图乙为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C . 图丙为描述“可变电容器”的插图，转动动片，铝片间距离变化，电容就发生变化 D . 图丁为“感受向心力”活动的示意图，当增大小球转速时会感到拉力增大，说明“向心力与转速成正比”

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9. (2024高一下·浦口期末) 平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电平衡后，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现仅将两极板间距离减小，则引起的变化情况是（　　）

A . U变小 B . C变小 C . Q变大 D . E不变

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10. (2024高一下·南京期末) 如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为 $\text{[math]}$ ，负电荷的电势能为E_p ，现将A、B两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法中正确的是（　　）

A . U变大，E变小 B . U变小， $\text{[math]}$ 变小 C . $\text{[math]}$ 变小，E_p变大 D . $\text{[math]}$ 变大，E_p变小

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11. (2024·甘肃) 一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（）

A . 充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加 B . 充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点 C . 放电过程中、电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D . 放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点

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12. (2024高一下·济宁月考) 某款电子秤的工作原理是靠改变内部电容器极板间距离来实现称重的，其原理图如图所示。其内部有平行板电容器，两极板之间用劲度系数为 $\text{[math]}$ 的绝缘轻弹簧相连，下极板固定在绝缘水平台面上，上极板接地，且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为 $\text{[math]}$ ，电容器充完电后与电源断开，极板间距为 $\text{[math]}$ 。不放重物时，两极板间电压为 $\text{[math]}$ ，轻轻放置重物并保持平衡时，电容器的电压为 $\text{[math]}$ ，不计极板间的相互作用力，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，则所放重物的重力大小为( )

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多项选择题

13. (2024高二下·阜阳期末) 如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板， $\text{[math]}$ 为定值电阻， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度 $\text{[math]}$ 射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度 $\text{[math]}$ 射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　）

A . 断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点 B . 断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 C . 保持开关S闭合，减小 $\text{[math]}$ ，粒子依然打在O点 D . 保持开关S闭合，增大 $\text{[math]}$ ，粒子打在O点右侧

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14. (2024高一下·东西湖期末) 关于电荷和静电场，下列说法中正确的是（　　）

A . 点电荷周围离点电荷距离相等的地方场强相同 B . 点电荷仅在电场力作用下由静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动 C . 在确定的电场中移动电荷时，电势能的改变量与零电势点的选取无关 D . 孤立导体能储存电荷，它与大地构成一个电容器

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15. (2024高二下·衡阳期末) 手机微信运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M固定，N两端与固定的两轻弹簧连接，只能按图中标识的“前后”方向运动，则手机（　　）

A . 静止时，电流表示数为零，电容器M极板带正电 B . 匀速运动时，电流表示数不为零且保持不变 C . 由静止突然向前加速时，电容器的电容变小 D . 保持向前匀加速运动时，M、N之间的电场强度减小

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16. (2024高一下·丰城期末) 如图所示。一中央开有正对小孔的平行板电容器，水平放置并与电源连接，电源电压恒为U，电键闭合时，将一带电液滴从两小孔的正上方P点静止释放，液滴穿过A板的小孔a恰好能够达到B板的小孔b处。然后沿原路返回（不计一切阻力，且液滴运动过程中电荷量保持不变）。现欲使液滴能从小孔b处穿出，下列可行的办法是（　　）

A . 保持电键闭合，将A板下移一段距离 B . 保持电键闭合，将B板下移一段距离 C . 将电键断开，将A板上移一段距离 D . 将电键断开，将B板上移一段距离

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17. (2024高一下·黔西月考) 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q ，板间距离为d ，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q ，静电力常量为k ，下列说法正确的是（　　）

A . 油滴带负电 B . 油滴受到的静电力大小为 $\text{[math]}$ C . 若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小 D . 若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动

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三、非选择题

18. (2024高三下·南充模拟) 把平行板电容器和静电计按如图方式连接，先让电容器两极板正对并保持一定距离，给电容器充电，可观察到静电计指针偏转一定角度，保持电容器所带电荷量不变。
1. （1）使两极板间距离减小，可观察到静电计指针偏转的角度；
2. （2）两极板间距离不变，将两板平行错开一些，可观察到静电计指针偏转的角度；
3. （3）两极板间距离、正对面积不变，将一块有机玻璃插到两板之间，可观察到静电计指针偏转的角度。（均选填“变大”或“变小”）
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19. (2024高二下·新蔡月考) 电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。
（1）第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2.探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。
①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I‒t图像是。
A． B．
C． D．
②从I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是。
A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短
B．若只增大电阻箱R的阻值，I‒t图像的面积将增大
C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等
（2）第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。
③探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T=s（结果保留两位有效数字）。
④如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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20. (2024高一下·湖南衡阳高新技术产业园期末) 如图甲为探究影响平行板电容器电容大小的因素的实验装置，相互靠近的等大正对平行金属板A、B组成电容器，B板固定在绝缘支座上并通过导线与静电计中心杆相接，板A和静电计的金属壳都通过导线接地，A板可在水平面和竖直平面内自由移动，给电容器充上一定的电荷，使实验时保持电容器极板所带的电量不变，此时静电计指针张开一定角度．
（1）下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有.
A．使用静电计可观察电容器的电容变化情况
B．使用静电计可测量电容器极板间的电压变化情况
C．使用静电计可测量电容器极板上的电荷量变化情况
D．静电计可以用电压表替代
（2）图甲中，若将A板向右平移，静电计指针张角将；将A板竖直向下平移，则静电计指针张角将；在A、B板间插入电介质，则静电计指针张角将．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）图乙中，若将电容器水平放置，有一质量为m，电荷量为Q的带电液滴静止在电容器内部，现将电容器A板向上平移一小段距离，则液滴将.（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”）

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21. (2024高一下·东西湖期末) 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，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为电流传感器，V为电压传感器。
1. （1）如图甲所示，开关S接（填“1”或者“2”）时，电容器处于充电过程中。
2. （2）开关S接1，同时开始计时，得到的U-t图像为（　　）
  
  A . B . C . D .
3. （3）改接开关，电容器放电。此过程中，得到的I-t图像如图乙所示，则通过R的电荷量约为C。（结果保留两位有效数字）。
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22. (2024高二下·翠屏期末) 如图所示，P、Q两金属板间的电势差为10V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板3cm。求：
(1)P板的电势；
(2)保持两板间电势差不变，而将Q板向左平移5cm，则A点的电势为多少？

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23. (2024高二下·湛江月考) 如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10^－³ m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v₀从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10^－⁵ kg，电荷量q＝＋1×10^－⁸ C，g＝10 m/s² ．求：
1. （1）微粒入射速度v₀为多少？
2. （2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，所加的电压U应取什么范围？
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24. (2024高三下·江西模拟) 电磁炮是利用安培力对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮相比，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。某学习小组利用图示的电路模型分析电磁炮的运动规律。将质量 $\text{[math]}$ 的导体棒放在两根足够长，且平行的光滑水平导轨上，导轨间距 $\text{[math]}$ ，导轨所在的平面内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ 。导轨的右端连接一个电容 $\text{[math]}$ 的电容器。开始时用 $\text{[math]}$ 的高压直流电源对电容器充电，充电完成后将开关 $\text{[math]}$ 闭合，不计导轨电阻。求：
1. （1）为使导体棒向左运动，电容器的上极板带何种电荷；
2. （2）导体棒向左运动的最大速度 $\text{[math]}$ ；
3. （3）若电容器的储能公式为 $\text{[math]}$ （其中 $\text{[math]}$ 为电容器带的电荷量），求该发射器的效率 $\text{[math]}$ 。
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25. (2024·全国甲卷) 如图，金属导轨平行且水平放置，导轨间距为L，导轨光滑无摩擦。定值电阻大小为R，其余电阻忽略不计，电容大小为C。在运动过程中，金属棒始终与导轨保持垂直。整个装置处于竖直方向且磁感应强度为B的匀强磁场中。
1. （1）开关S闭合时，对金属棒施加以水平向右的恒力，金属棒能达到的最大速度为v₀。当外力功率为定值电阻功率的两倍时，求金属棒速度v的大小。
2. （2）当金属棒速度为v时，断开开关S，改变水平外力并使金属棒匀速运动。当外力功率为定值电阻功率的两倍时，求电容器两端的电压以及从开关断开到此刻外力所做的功。
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