（江蘇專版）2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第六章靜電場(chǎng)微專題50電容器問(wèn)題備考精煉

PAGEPAGE150電容器問(wèn)題[方法點(diǎn)撥](1)兩類動(dòng)態(tài)問(wèn)題的分析要抓住C＝eq\f(Q,U)、C＝eq\f(εrS,4πkd)和E＝eq\f(U,d)三個(gè)根本關(guān)系．(2)板間粒子的運(yùn)動(dòng)常用動(dòng)力學(xué)方法或動(dòng)能定理分析．1．(2022·南通市第三次質(zhì)檢)根據(jù)大量科學(xué)測(cè)試可知，地球本身就是一個(gè)電容器．通常大地帶有50萬(wàn)庫(kù)侖左右的負(fù)電荷，而地球上空存在一個(gè)帶正電的電離層，這兩者之間便形成一個(gè)已充電的電容器，它們之間的電壓為300kV左右．地球的電容約為()A．0.17F B．1.7FC．17F D．170F2．(2022·鹽城中學(xué)模擬)如圖1所示是定性研究影響平行板電容器電容大小因素的裝置，平行板電容器的A板固定在鐵架臺(tái)上并與靜電計(jì)的金屬球相連，B板和靜電計(jì)金屬外殼都接地．將極板B稍向上移動(dòng)，那么()圖1A．指針張角變小，兩極板間的電壓變小，極板上的電荷量變大B．指針張角不變，兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小C．指針張角變大，兩極板間的電壓變大，極板上的電荷量幾乎不變D．指針張角變小，兩極板間的電壓變小，極板上的電荷量幾乎不變3．(2022·高郵市段考)靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的根底上制成的，用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小，如圖2所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)，開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度，為了使指針張開(kāi)的角度減小些，以下采取的措施可行的是()圖2A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板分開(kāi)些B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，增大A、B兩極板的正對(duì)面積C．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板拉近些D．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)4.如圖3所示，一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng).在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q＞0)的粒子；在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子．在電場(chǎng)力的作用下，兩粒子同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．兩粒子同時(shí)經(jīng)過(guò)一平行于正極板且與其相距eq\f(2,5)l的平面．假設(shè)兩粒子間相互作用力可忽略．不計(jì)重力，那么M∶m為()圖3A．3∶2B．2∶1C．5∶2D．3∶15．“D〞是一只理想二極管，只允許通過(guò)正向電流，不允許通過(guò)反向電流．將平行金屬板接入如圖4所示的電路中，A、B極板間有一帶電小球通過(guò)絕緣細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O，閉合開(kāi)關(guān)S后，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線偏離豎直方向的角為θ，那么()圖4A．貼著A板插入一定厚度的金屬板，θ將變小B．將滑動(dòng)變阻器觸頭向左移，小球重新平衡后，θ將變小C．將滑動(dòng)變阻器觸頭向右移，小球重新平衡后，θ將變大D．將S斷開(kāi)，小球重新平衡后，θ將變大6．(多項(xiàng)選擇)(2022·淮陰中學(xué)月考)如圖5所示，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為D，在下極板上疊放一厚度為d的金屬板A，d<D，其上部空間有一帶負(fù)電的粒子P靜止在電容器中，當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖5A．電容器的電容變大B．兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變C．上極板所帶電荷量變小D．粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為eq\f(d,D)g7．如圖6所示，R是一個(gè)定值電阻，A、B為水平正對(duì)放置的兩塊平行金屬板，兩板間帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖6A．假設(shè)增大A、B兩金屬板的間距，那么有向右的電流通過(guò)電阻RB．假設(shè)增大A、B兩金屬板的間距，P將向上運(yùn)動(dòng)C．假設(shè)緊貼A板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的金屬片，P將向上運(yùn)動(dòng)D．假設(shè)緊貼B板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的陶瓷片，P將向上運(yùn)動(dòng)8．(多項(xiàng)選擇)物理學(xué)規(guī)律在數(shù)學(xué)形式上的相似，往往意味著物理意義的相似．某同學(xué)在查看資料后得知，電容器C中儲(chǔ)存的電場(chǎng)能EC與兩極間的電壓U之間關(guān)系式為EC＝eq\f(1,2)CU2，電感線圈L中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能EL與通過(guò)線圈的電流I之間關(guān)系式為EL＝eq\f(1,2)LI2，他類比物體m的動(dòng)能Ek與其速度v的關(guān)系式Ek＝eq\f(1,2)mv2，做出如下推論：質(zhì)量m反映了物體對(duì)速度v的變化的阻礙作用，自感系數(shù)L反映了電感線圈對(duì)電流I的變化的阻礙作用，那么電容C也反映了電容器對(duì)電壓U的變化的阻礙作用．你認(rèn)為他以下的分析合理的是()A．用相同大小的電流給電容器充電時(shí)，電容器的電容C越大，兩極板間電壓的增加相同大小ΔU需要的時(shí)間越長(zhǎng)B．當(dāng)電容器以相同大小的電流放電時(shí)，電容器的電容C越大，兩極板間的電壓減小相同大小ΔU需要的時(shí)間越長(zhǎng)C．用相同的電源(E，r)給原來(lái)不帶電的電容器充電，電容器的電容C越大，其電壓從某個(gè)值U增加相同的大小ΔU所用的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)D．電容器通過(guò)相同的電阻放電，電容器的電容C越大，其電壓從某個(gè)值U減小相同的大小ΔU所用的時(shí)間更短9．如圖7所示電路中，A、B是構(gòu)成平行板電容器的兩金屬極板，P為其中的一個(gè)定點(diǎn)．將開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后將A板向上平移一小段距離，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖7A．電容器的電容增加B．在A板上移過(guò)程中，電阻R中有向上的電流C．A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大D．P點(diǎn)電勢(shì)升高

答案精析1．B2．C[極板與靜電計(jì)相連，所帶電荷量幾乎不變，B板與A板帶等量異種電荷，電荷量也幾乎不變，故電容器的電荷量Q幾乎不變．將極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知S減小，C變小，Q不變，根據(jù)Q＝CU可知U變大，靜電計(jì)指針張角變大，應(yīng)選項(xiàng)C正確．]3．B[斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容器所帶電荷量Q不變，將A、B分開(kāi)一些，那么d增大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)知，電容C減小，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)知，電勢(shì)差增大，指針張角增大，故A錯(cuò)誤．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，電容器所帶電荷量Q不變，增大正對(duì)面積，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)知，電容C增大，根據(jù)C＝eq\f(Q,U)知，電勢(shì)差U減小，指針張角減小，故B正確．保持開(kāi)關(guān)閉合，不管使A、B兩板靠近些，還是使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)，電容器兩端的電勢(shì)差總不變，那么指針張角不變，故C、D錯(cuò)誤．]4．A[設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，對(duì)M有，aM＝eq\f(Eq,M)，eq\f(2,5)l＝eq\f(Eqt2,2M)；對(duì)m有am＝eq\f(Eq,m)，eq\f(3,5)l＝eq\f(Eqt2,2m)，聯(lián)立解得eq\f(M,m)＝eq\f(3,2)，A正確．]5．C6.CD7．C[假設(shè)增大A、B兩金屬板的間距，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，電容減小，電壓不變，故電容器放電，故有向左的電流通過(guò)電阻R，故A錯(cuò)誤；微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)，受重力和向上的電場(chǎng)力而平衡，假設(shè)增大A、B兩金屬板的間距，根據(jù)E＝eq\f(U,d)，場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力減小，合力向下，故P將向下運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；假設(shè)緊貼A板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的金屬片，相當(dāng)于極板間距離變小了，而電壓U不變，根據(jù)E＝eq\f(U,d)，場(chǎng)強(qiáng)增大，電場(chǎng)力增大，故P將向上運(yùn)動(dòng)，故C正確；假設(shè)緊貼B板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的陶瓷片，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，電容增大，電壓不變，故場(chǎng)強(qiáng)不變，P不動(dòng)，故D錯(cuò)誤．]8．ABC9．B[根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，當(dāng)A板向上平移一小段距離，間距d增大，其它條件不變，那么電容變小，故A錯(cuò)誤；在A板上移過(guò)程中，電容減小，由于極板電壓不變，那么電荷量減小，因此