2019年高考重點(diǎn)理綜物理選編電容器及其應(yīng)用 解析版

1、2019年高考重點(diǎn)理綜物理選編電容器及其應(yīng)用-解析版 【一】單項(xiàng)選擇題本大題共5小題，共30分 在圖中所示的電路中，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸片向b端移動時 A. 伏特表V讀數(shù)增大，電容C的電荷量在減小 B. 安培表A的讀數(shù)增大，電容C的電荷量在增大 C. 伏特表V的讀數(shù)增大，安培表A的讀數(shù)減小 D. 伏特表V的讀數(shù)減小，安培表A的讀數(shù)增大 物理備課組整理D 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：當(dāng)滑動變阻器的滑動觸片向b端移動時，變阻器有效電阻減小，外電路總電阻減小，那么路端電壓減小，總電流增大，所以伏特表V的讀數(shù)減小 根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知，電路中并聯(lián)部分分壓減小，通過R2的電流減小，而總電流增大，所以通過電流

2、表的電流增大，即安培表A的讀數(shù)增大 由于并聯(lián)部分電壓減小，電容器板間電壓減小，那么電容C的電荷量在減小故ABC錯誤，D正確 應(yīng)選：D、 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸片向b端移動時，先分析變阻器電阻的變化，得到總電阻的變化，分析總電流的變化，判斷出路端電壓的變化，即可知道電壓表讀數(shù)的變化再根據(jù)并聯(lián)部分電壓的變化和總電流的變化，分析電流表讀數(shù)的變化 此題是電路動態(tài)變化分析問題，通常按照部分整體部分的順序進(jìn)行分析也可根據(jù)結(jié)論分析變阻器中電流的變化：只要變阻器接入電路的電阻減小，通過其電流必定增大 某種位移式傳感器的原理示意圖如下圖，E為電源，R為電阻，平行金屬板A、B和介質(zhì)P構(gòu)成電容器，在可移動介質(zhì)P向右勻

3、速移出的過程中 A. 電容器的電容變大 B. 電容器的電荷量保持不變 C. M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢低 D. 流過電阻R的電流方向從M到N 物理備課組整理D 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：介質(zhì)P向右勻速移出的過程中，根據(jù)電容的決定式 C=，分析可知電容變小，而電容器的電壓不變，由 C=分析可知其電荷量變小，電容器處于放電狀態(tài)，那么流過電阻R的電流方向從M到N，M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢高，故ABC錯誤，D正確 應(yīng)選：D、 根據(jù)電容的決定式 C=，分析電容的變化，電容器板間電壓不變，由電容的定義式 C=分析電荷量的變化，即可確定流過電阻R的電流方向 此題是電容器的動態(tài)分析問題，在抓住電容器電壓不變的基礎(chǔ)上，根據(jù)

4、電容的決定式和定義式結(jié)合分析 傳感器是把非電學(xué)物理量如位移、速度、壓力、角度等轉(zhuǎn)換成電學(xué)物理如電壓、電流、電量等一種元件圖所示中的甲、乙、丙、丁是四種常見的電容式傳感器，以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 甲圖中兩極間的電壓不變，假設(shè)電量增加，可判斷出變大 B. 乙圖中兩極間的電壓不變，假設(shè)電量減少，可判斷出h變大 C. 丙圖中兩極間的電壓不變，假設(shè)有電流流向傳感器的正極，那么F變大 D. 丁圖中兩極間的電壓不變，假設(shè)有電流流向傳感器的負(fù)極，那么x變大 物理備課組整理C 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解： A、圖甲中兩極間的電壓不變，假設(shè)電量增加，那么由電容的定義式 C=分析知道，電容增大，由電容的決定式 C=得知

5、，極板正對面積增大，變小故A錯誤 B、圖乙中兩極間的電壓不變，假設(shè)電量減少，那么由電容的定義式 C=分析知道，電容減小，由電容的決定式 C=得知，兩極板正對面積減小，h變小故B錯誤 C、圖丙中兩極間的電壓不變，假設(shè)有電流流向傳感器的正極，說明電容器在充電，電量增加，由電容的定義式 C=分析知道，電容增大，極板間距離減小，那么F變大故C正確 D、圖丁中兩極間的電壓不變，假設(shè)有電流流向傳感器的負(fù)極，說明電容器在放電，電量減小，由電容的定義式 C=分析知道，電容減小，由電容的決定式 C=得知，電介質(zhì)向外移動，那么x變小故D錯誤 應(yīng)選：C 根據(jù)電容的決定式 C=和定義式 C=結(jié)合分析電量不變時，電壓增

6、加時，h如何變化分析電壓不變時，x如何變化 此題是電容的動態(tài)變化分析問題，抓住不變量，根據(jù)電容的決定式和定義式結(jié)合進(jìn)行分析 電源、開關(guān)、平行板電容器連成如圖電路閉合開關(guān)S，電源對電容器充電后，電容器帶電量為Q板間電壓力為U，板間電場強(qiáng)度大小為E、那么以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 假設(shè)將A板下移少許，Q增大；U減??；E不變 B. 假設(shè)將A板下移少許，Q不變；U減?。籈減小 C. 假設(shè)斷開開關(guān)，假設(shè)將A板下移少許，Q增大；U不變；E增大 D. 假設(shè)斷開開關(guān)，假設(shè)將A板下移少許，Q不變；U減??；E不變 物理備課組整理D 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：AB、閉合開關(guān)S，那么極板間電壓U不變，假設(shè)將A板下移少許，即

7、減小極板間距，由 C=可知，電容器的電容增大；由Q=UC可知，Q增大，由 E=可知，E變大；故AB錯誤； C、給電容器充電后與電源斷開，電量不變，假設(shè)將A板下移少許，即減小極板間距，由 C=可知，那么C增大，那么由Q=UC可知，U減小， 而 E= = =，那么有E不變，故C錯誤，D正確； 應(yīng)選：D、 電容器充電后斷開電源，電容器上的電量不變；而一直與電源相連，那么電壓不變；再由電容器的決定式及定義式可分析各物理量的變化規(guī)律 對于電容器的動態(tài)分析問題，要注意明確兩種情況，假設(shè)充電后斷開電源，那么電量不變；假設(shè)充電后與電源相連，那么電壓不變，同時理解 E=公式的應(yīng)用 如下圖，平行板電容器與電動勢為

8、E的直流電源內(nèi)阻不計(jì)連接，電容器下極板接地一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)交平行板電容器的上極板豎直向下移動一小段距離，以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 帶電油滴將豎直向上運(yùn)動 B. P點(diǎn)的電勢將降低 C. 電容器的電容增大，極板帶電荷量不變 D. 電容器的民容增大，極板帶電荷量減小 物理備課組整理A 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：A、將上極板豎直向下移動時，d減小，電容器的電壓U不變，由 E= 分析得知，板間場強(qiáng)增大，那么油滴所受電場力增大，油滴將沿豎直向上運(yùn)動故A正確 B、P點(diǎn)到下極板的距離不變，而E增大，由U=Ed知，P點(diǎn)與下極板間電勢差增大，P點(diǎn)的電勢大于零，那么P點(diǎn)的電勢升高，故B

9、錯誤； C、d減小，由 C=知，電容C增大，U不變，由 C=分析可知電容器所帶電量增加，故CD錯誤； 應(yīng)選：A 將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，電容器兩板間電壓不變，根據(jù) E=分析板間場強(qiáng)的變化，判斷電場力變化，確定油滴運(yùn)動情況由U=Ed分析P點(diǎn)與下極板間電勢差如何變化，即能分析P點(diǎn)電勢的變化和油滴電勢能的變化 此題是電容器動態(tài)變化分析問題，抓住不變量：電容器與電源保持相連，電壓不變，由 C=， E=， C=結(jié)合進(jìn)行分析 【二】多項(xiàng)選擇題本大題共4小題，共24分 如下圖，兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，合開關(guān)S，電源給電容器充電在兩極板間有固定點(diǎn)P用

10、E表示兩極板間的電場強(qiáng)度，表示P點(diǎn)的電勢，以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 保持S接通，上極板A不動，將下極板B緩慢向下移動稍許到B，增大 B. 保持S接通，上極板A不動，將下極板B緩慢向下移動稍許到B，E增大 C. 假設(shè)斷開S，下極板B不動，將上極板A緩慢向下移動稍許到A，那么E不變 D. 假設(shè)斷開S，下極板B不動，將上極板A緩慢向下移動稍許到A，減小 物理備課組整理AC 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：AB、保持S接通，那么兩板間的電勢差不變，上極板A不動，將下極板B緩慢向下移動稍許到B，導(dǎo)致d增大，由 E=可知，兩極板間的電場的電場場強(qiáng)減小，那么P到上極板的電勢差減小，因此P點(diǎn)的電勢升高，故A正確，B錯誤

11、； C、斷開S，下極板B不動，將上極板A緩慢向下移動稍許到A，因兩板上所帶電量不變，減小距離d，電容增大，由 C=，及 E= =，那么可知E不變，故C正確； D、由上分析可知，因電場強(qiáng)度不變，當(dāng)將上極板A緩慢向下移動稍許到A，而P到B極板間的電勢差不變，那么其電勢不變，故D錯誤； 應(yīng)選：AC、 電容器與電源相連，兩極板間的電勢差不變，通電后斷開，那么兩極板上的電量不變； 由平行板電容器電容 C=， 根據(jù)某些量的變化可知電容的變化，那么由Q=UC可知電壓或電量的變化，由 E=可求得電場強(qiáng)度的變化 電容器的動態(tài)分析重點(diǎn)在于明確電容器的兩種狀態(tài)：充電后斷開那么極板上的電量不變；和電源相連，那么兩板間

12、的電勢差不變 如下圖為研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)兩極板的正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為，平行板電容器的電容為C、實(shí)驗(yàn)中極板所帶電荷量可視為不變，那么以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)的分析正確的選項(xiàng)是 A. 保持d不變，減小S，那么C變小，變大 B. 保持d不變，減小S，那么C變大，變大 C. 保持S不變，增大d，那么C變小，變大 D. 保持S不變，增大d，那么C變大，變大 物理備課組整理AC 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：AB、根據(jù)電容的決定式 C=得知，當(dāng)保持d不變，減小S，那么C變小，電容器的電量Q不變，由電容的定義式 C=分析可知板間電勢差增大，那么靜電計(jì)指針的偏角變大故A正確，B

13、錯誤 CD、根據(jù)電容的決定式 C=得知，保持S不變，增大d，那么C變小，電容器極板所帶的電荷量Q不變，那么由電容的定義式 C=分析可知板間電勢差增大，靜電計(jì)指針的偏角變大，故C正確，D錯誤 應(yīng)選：AC、 靜電計(jì)測定電容器極板間的電勢差，電勢差越大，指針的偏角越大根據(jù)電容的決定式 C=分析極板間距離、正對面積變化時電容的變化情況，由于極板所帶電荷量不變，再由電容的定義式 C=分析板間電勢差的變化，即可再確定靜電計(jì)指針的偏角變化情況 此題是電容動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是電容器的電量不變；二是掌握電容的兩個公式：電容的決定式 C=和定義式 C= 如下圖，電源電動勢E=9V，內(nèi)電阻r=4.5

14、，變阻器Rl的最大電阻Rm=5.0，R2=1.5，R3=R4=1000，平行板電容器C的兩金屬板水平放置在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時，電源恰好有最大的輸出功率，在平板電容器正中央引入一帶電微粒，也恰能靜止那么 A. 在題設(shè)條件下，R1接入電路的阻值為3，電源的輸出功率為4.5W B. 引入的微粒帶負(fù)電，當(dāng)開關(guān)接向b未接觸b的過程中，微粒將向下運(yùn)動 C. 在題設(shè)條件下，R1的阻值增大時，R2兩端的電壓增大 D. 在題設(shè)條件下，當(dāng)開關(guān)接向b后，流過R3的電流方向?yàn)閐c 物理備課組整理AD 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解：A、在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時，電源恰好有最大的輸出功率，可知R1+R2=rR2=1

15、.5，那么R1=3電源的輸出功率 Pm=4.5W故A正確 B、在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時，在平板電容器正中央引入一帶電微粒，也恰能靜止微粒受重力和電場力平衡而上極板帶正電，可知微粒帶負(fù)電當(dāng)開關(guān)接向b未接觸b的過程中，電容器所帶的電量未變，電場強(qiáng)度也不變，所以微粒不動故B錯誤 C、電容器所在的支路相當(dāng)于斷路，在題設(shè)條件下，R1和R2及電源構(gòu)成串聯(lián)電路，R1的阻值增大時，總電阻增大，總電流減小，R2兩端的電壓減小故C錯 D、在題設(shè)條件下，開關(guān)接a時，上極板帶正電，當(dāng)開關(guān)接向b后，下極板帶正電，流過R3的電流方向?yàn)閐C、故D對 應(yīng)選AD、 A、根據(jù)當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時，電源的輸出功率最大去求解

16、B、對微粒進(jìn)行受力分析，根據(jù)微粒處于平衡狀態(tài)，判斷出微粒的電性當(dāng)開關(guān)接向b未接觸b的過程中，電容器電荷量未變，從而判斷出微粒的運(yùn)動狀況 C、電路的動態(tài)分析抓住電動勢和內(nèi)阻不變，結(jié)合閉合電路歐姆電路進(jìn)行分析 D、找出開關(guān)接a和接b上下極板所帶電荷的電性，即可確定出電流的方向 解決此題的關(guān)鍵掌握在什么情況下，電源的輸出功率最大，以及電容器的特性 如圖電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，R1為定值電阻，閉合開關(guān)S，增大可變電阻R的阻值，電壓表示數(shù)的變化量用U表示，電流表示數(shù)的變化量用表示I表示以下判斷正確的選項(xiàng)是 A. 電容器的帶電量減小，減小量為CU B. 通過電阻R1的電流減小，減少量為I ，且等

17、于 C. 電路的路端電壓一定增大，增加量小于U D. 電可變電阻R的功率可能變小 物理備課組整理CD 備課組長教學(xué)指導(dǎo)解： A、閉合開關(guān)S，增大可變電阻R的阻值后，電路中電流減小，由歐姆定律分析得知，電阻R1兩端的電壓減小，R兩端的電壓增大，而它們的總電壓即路端電壓增大，所以電阻R1兩端的電壓減小量小于U電容器兩極板間的電壓等于R兩端的電壓，可知電容器板間電壓增大，帶電量增大，增大量為CU故A錯誤 B、根據(jù)A的分析可知，電阻R1兩端的電壓減小量小于U，所以通過電阻R1的電流減小量I 小于，故B錯誤； C、總電流減小，那么內(nèi)阻所占電壓減小，所以電路的路端電壓一定增大，由于電阻R1兩端的電壓減小，

18、而R的電壓增大U，所以電路的路端電壓增加量小于U故C正確 D、當(dāng)可變電阻的阻值與R1+r的阻值相等時，功率最大，由于不增大具體值，所以可變電阻R的功率可能變小故D正確 應(yīng)選：CD 閉合開關(guān)S，增大可變電阻R的阻值后，電路中電流減小，由歐姆定律分析電阻R1兩端的電壓，再根據(jù)路端電壓的變化，分析電阻R1兩端的電壓變化量，并比較與U的關(guān)系，確定電容帶電量變化量 此題中兩電表讀數(shù)的比值要根據(jù)歐姆定律和閉合電路歐姆定律來分析，難度不大，屬于基礎(chǔ)題 【三】填空題本大題共1小題，共5分 有一充電的平行板電容器，現(xiàn)使它的電荷量減少3×10-4 C，于是電容器兩極板間電壓降低2V，那么此電容器的電容是

19、_ F；假設(shè)把電容器極板上的電荷全部放掉，那么電容器的電容是_ F 物理備課組整理1.5×10-4；1.5×10-4 【四】實(shí)驗(yàn)題探究題本大題共1小題，共9.0分 下面三個圖為探究平行板電容器電容大小決定因素的實(shí)驗(yàn)，請將正確的結(jié)論填在橫線上兩平行板之間的電場可以視為勻強(qiáng)電場給電容器充電后與電源斷開，那么 1假設(shè)保持板間距離d不變，正對面積S變小，那么兩板電容C _ ，板間電勢差U _ 2假設(shè)保持S不變，d變大，兩板電容C _ ，板間電場強(qiáng)度E _ 3假設(shè)保持S和d都不變，插入介質(zhì)板后，那么板間電勢差U _ ，板間電場強(qiáng)度E _ 填變小、變大或不變 物理備課組整理減??；增大；

20、減小；不變；減小；減小 【五】計(jì)算題本大題共4小題，共48分 如圖，平行正對金屬板A、B的長度為l，間距為D、質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以速度v0沿平行于極板方向從A板的左側(cè)邊緣射入，運(yùn)動中未打到極板上，不計(jì)重力 1假設(shè)板間電勢差為U，求粒子從右側(cè)射出時的速度大小； 2假設(shè)粒子恰好從B板的右邊緣射出，那么A、B板間的電壓應(yīng)為多少？ 物理備課組整理解：1粒子在A、B間運(yùn)動過程中，沿極板方向做勻速運(yùn)動，有： l=v0t 垂直于極板方向做勻加速運(yùn)動，有： vy=at 其中： a= E= 射出電場時速度： v= 整理得： v= 2從B板右側(cè)邊緣射出時： y=d= 由解得： U= 答：1 粒子從右

21、側(cè)射出時的速度大小為； 2A、B 板間的電壓應(yīng)為 備課組長教學(xué)指導(dǎo)1粒子做類似平拋運(yùn)動，平行極板方向做勻速直線運(yùn)動，垂直極板方向做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)類平拋運(yùn)動的分運(yùn)動公式列式求解； 2同樣根據(jù)類似平拋運(yùn)動的分運(yùn)動公式列式求解 此題關(guān)鍵是明確粒子的運(yùn)動性質(zhì)，然后根據(jù)類似平拋運(yùn)動的分運(yùn)動公式列式求解，基礎(chǔ)問題 如下圖，間距L=1m的兩根足夠長的固定水平平行導(dǎo)軌間存在著勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T、方向垂直于紙面向里，導(dǎo)軌上有一質(zhì)量M=0.1kg，電阻r=1的金屬棒MN與導(dǎo)軌垂宜且在水平拉力F作用下以v=2m/s的速度水平向左勻速運(yùn)動R1=2，R2=2，C=5F，導(dǎo)軌和棒之間的動摩擦因數(shù)=0

22、.2開關(guān)S1、S2閉合，電路穩(wěn)定后，求：g=10m/s2 1水平拉力F的大?。?2斷開S1后，流過R2的電荷量 物理備課組整理解：1對導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動，F(xiàn)=f+BIL f=N=mg 導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動， E=BLv 聯(lián)立解得水平拉力的大小F=0.6N 2開關(guān)S1，S2閉合，電路穩(wěn)定后電容兩端電壓等于R2兩端電壓Uab=IR2 此時電容所帶的電荷量為Q=CUab 斷開S1后，電容所有的電荷都會通過R2， 故斷開S1后，流過R2的電荷量Q=4 × 答：1水平拉力F的大小為0.6N； 2斷開S1后，流過R2 的電荷量 備課組長教學(xué)指導(dǎo)1由E=BLv求出感應(yīng)電動勢，然后應(yīng)用歐姆定律求出電

23、流，由右手定那么可以判斷出感應(yīng)電流的方向由安培力公式可以求出金屬棒受到的安培力，然后由平衡條件求出拉力 2由歐姆定律求出電容器兩端的電壓，然后由電容定義式的變形公式求出電荷量 此題是電磁感應(yīng)與電路相結(jié)合的問題，是一道含容電路問題，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式與平衡條件可以解題 如下圖，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1，電流表內(nèi)阻RA=3，三個定值電阻的阻值分別為R1=5，R2=10，R3=15，電容器電容C=1.0×10-10F，問： 1閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)是多少？ 2閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定

24、后，電容器的帶電量是多少？ 3再次斷開開關(guān)S待電路穩(wěn)定，通過R2的電量是多少？ 物理備課組整理解：1 根據(jù)電阻之間的關(guān)系，有： = 電流表示數(shù) 2 電容器兩端電壓 ，電容器帶電量 3 電容器通過 和放電，放電電流根電阻成反比，因此電量也跟電阻成 反比，那么通過的 電量為：=2.16 × 答：1閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)是0.6A 2閉合開關(guān)S 待電路穩(wěn)定后，電容器的帶電量是 3再次斷開開關(guān)S待電路穩(wěn)定，通過R2 的電量是 備課組長教學(xué)指導(dǎo)1求出電路的總電阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電流； 2求出并聯(lián)部分的電壓，由Q=CU求電容器的帶電量； 3 電容器通過 和放電，放電電流根電阻成反比，因此電量也跟電阻成 反比，即可求出通過的電量； 對于給定的電容器，關(guān)鍵