2018高考電容與電容器動(dòng)態(tài)專題整理含答案 經(jīng)典分類

2018高考電容與電容器動(dòng)態(tài)專題整理含答案經(jīng)典分類o為真空介電常數(shù)?，F(xiàn)在在電容器中加入一塊厚度為t、介電常數(shù)為的介質(zhì)板，且將其完全填滿電容器，使其與兩極板平行。若介質(zhì)板與兩極板的距離分別為d1和d2，則加入介質(zhì)板后電容為A．oS/dB．oS/(d1+d2-t)C．S/(d1+d2-t)D．S/(d1+d2)答案：B解析：加入介質(zhì)板后，電容變?yōu)镃’=S/(d1+d2-t)，化簡得到C’=oS/(d1+d2-t)，即選項(xiàng)B。1.根據(jù)題意，當(dāng)增加兩板間距時(shí)，電容器極板間的電場強(qiáng)度不變，但電勢差變大，因此答案為A。2.a)對于第一種情況，保持K閉合，選B可以使微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板。b)對于第二種情況，充電后將K斷開，選C可以使微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板。3.選項(xiàng)B中的公式應(yīng)為U=mgd/q，因此選項(xiàng)B正確。斷開開關(guān)S，微粒將向上做加速運(yùn)動(dòng)，因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤。保持開關(guān)S閉合，將向下做加速運(yùn)動(dòng)，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.保持電鍵S閉合，使兩極板靠近一些可以使夾角φ增大，因此選項(xiàng)A正確。其他選項(xiàng)均不會(huì)改變夾角φ。5.第一次充電時(shí)，懸線與豎直方向的夾角為π/6。第二次充電時(shí)，懸線與豎直方向的夾角為π/3。根據(jù)電容器的公式C=εA/d，可以得到第二次充電時(shí)電容器的電容量為原來的2倍。因此，正極板增加的電荷量為2Q-Q=Q。答案為Q/3。注意：文章中的公式和圖示有些錯(cuò)誤，需要進(jìn)行修正。1.設(shè)電容器的電容為C，第一次充電后，兩極板之間的電壓為U=Q/C，其中Q為電容器所帶電荷量。兩極板之間的電場強(qiáng)度為E=U/d，其中d為兩極板間的距離。根據(jù)題意，當(dāng)小球偏轉(zhuǎn)角度為θ1=arctan(qE/mg)時(shí)，小球處于平衡位置，其中m為小球的質(zhì)量，q為小球所帶電荷量，g為重力加速度。此時(shí)懸線的張力為T=mg/cosθ1。聯(lián)立以上公式，可得tanθ1=qE/mg。設(shè)第二次充電使正極板上增加的電荷量為ΔQ，此時(shí)小球偏轉(zhuǎn)角度為θ2，根據(jù)題意，可得tanθ2=(q+ΔQ)E/mg。聯(lián)立以上公式，可得ΔQ=2Q。2.在平行金屬板a和b上，分別有電源的正負(fù)極相連。帶正電的液滴從小孔的正上方P點(diǎn)自由落下，先后穿過兩個(gè)小孔后速度為v1。現(xiàn)使a板不動(dòng)，保持開關(guān)S打開或閉合，b板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下，先后穿過兩個(gè)小孔后速度為v2。根據(jù)題意，當(dāng)開關(guān)S保持閉合時(shí)，向下移動(dòng)b板，液滴通過小孔時(shí)，電場強(qiáng)度增大，速度變快，故v2>v1；當(dāng)開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開，向下移動(dòng)b板，液滴通過小孔時(shí)，電場強(qiáng)度增大，速度變快，故v2>v1。因此，BC是正確的選項(xiàng)。3.在水平放置的平行板電容器與電池相連的情況下，電容器兩板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止平衡狀態(tài)。現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大，則電容變小，電場強(qiáng)度增大，帶正電的質(zhì)點(diǎn)會(huì)向電場強(qiáng)度方向運(yùn)動(dòng)，即向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D是正確的。4.在平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源相連的情況下，下極板接地，一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離。根據(jù)電勢能定理，帶電油滴的電勢能減少，電勢降低，故選項(xiàng)B是正確的。5.本題有明顯的格式錯(cuò)誤，無法回答。6.本題描述不清，無法回答。7.在水平放置的平行板電容器與電池相連的情況下，電容器兩板間有一帶正電的質(zhì)點(diǎn)處于靜止平衡狀態(tài)。現(xiàn)將電容器兩板間的距離增大，則電容變小，電場強(qiáng)度增大，帶正電的質(zhì)點(diǎn)會(huì)向電場強(qiáng)度方向運(yùn)動(dòng)，即向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D是正確的。8.在平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源相連的情況下，下極板接地，一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離。由于電容器的電容減小，電荷量不變，故極板帶電量不變，故選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。帶電油滴的電勢減少，故向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A是正確的。9.在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒，K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持K閉合或充電后將K斷開的情況下，可以通過上移下極板N實(shí)現(xiàn)使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板。故選項(xiàng)B是正確的。10、一帶電微粒P靜止在水平平行板電容器內(nèi)，將P點(diǎn)和電容器與電源線的兩個(gè)接點(diǎn)固定，使兩板轉(zhuǎn)過角度α，再撤去外力，此時(shí)P將水平向右作直線運(yùn)動(dòng)。11、一個(gè)帶電粒子恰能沿水平直線通過平行板電容器，此時(shí)重力與電場力平衡，電勢能逐漸增加，動(dòng)能逐漸減小，粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。12、平行板電容器上極板帶正電，電容為C，帶電量為Q，試探電荷q由極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，AB連線與極板間的夾角為30°，電場力對試探電荷q所做的功為qQs/(2Cd)。13、一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)自平行金屬板A上方的點(diǎn)P自由下落，經(jīng)過孔M到達(dá)孔N，然后沿原路返回。若保持兩極板間的電壓不變，則將A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回；將A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落；將B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回；將B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落。刪除無用段落。D板向下平移一小段距離后，根據(jù)動(dòng)能定理可知，h＞2d，mgh-qU＞0，小球到達(dá)N點(diǎn)速度不為零，小球會(huì)穿過N孔繼續(xù)下落。因此，D正確。故選ACD。題圖1是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測物體。在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量Q將隨待測物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化。若Q隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Q=b/(t+a)，其圖象如題21圖2所示。那么題圖3、圖4中反映極板間場強(qiáng)大小E和物體速率v隨t變化的圖線可能是C.②和③。如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B相距為d，電容為C，開始時(shí)兩極板均不帶電，A板接地且中央有一小孔，現(xiàn)將帶電液一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速度地滴下，設(shè)每滴液滴的質(zhì)量為m，電荷量為q，落到B板后把電荷全部傳給B板。第n+1滴液滴將在A、B間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。能夠到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過N+1滴。若能夠到達(dá)B板的液滴數(shù)為k，第k+1滴液滴將在板內(nèi)外做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在如圖電路中，電鍵K1、K2、K3、K4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P。斷開K3電鍵后，電容器兩端電壓存在一個(gè)回路，電容器將放電至極板兩端電壓為零，P將加速下降。因此，答案為C。如圖所示的電路，水平放置的平行板電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)，電容器中的電場強(qiáng)度將增大。1、電容式傳感器是利用電容變化來測量被測量物理量的傳感器。其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中C1和C2為兩個(gè)電容，C1與被測量物理量有關(guān)，C2為參考電容。當(dāng)被測量物理量發(fā)生變化時(shí)，C1的電容值發(fā)生變化，從而改變了整個(gè)電路的電容值。電容式傳感器的靈敏度與C1的電容值變化量有關(guān)。為提高靈敏度，可采用以下措施：A．增大C1的電容值B．使C1與C2的電容值相等C．減小C2的電容值D．使C1與C2的電容值相差很大答案：ABCD2、電容式加速度傳感器是一種常用的慣性傳感器，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)加速度作用于傳感器時(shí)，C1和C2的電容值發(fā)生變化，從而改變了整個(gè)電路的電容值。為了提高電容式加速度傳感器的靈敏度，可采用以下方法：A．增大C1和C2的電容值B．使C1和C2的電容值相等C．減小C2的電容值D．使C1和C2的電容值相差很大答案：AB3、電容式濕度傳感器是一種常用的濕度傳感器，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)空氣中的濕度發(fā)生變化時(shí)，C1和C2的電容值發(fā)生變化，從而改變了整個(gè)電路的電容值。為了提高電容式濕度傳感器的靈敏度，可采用以下方法：A．增大C1和C2的電容值B．使C1和C2的電容值相等C．減小C2的電容值D．使C1和C2的電容值相差很大答案：ACD4、電容式壓力傳感器是一種常用的壓力傳感器，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)受力物體受到壓力作用時(shí)，C1和C2的電容值發(fā)生變化，從而改變了整個(gè)電路的電容值。為了提高電容式壓力傳感器的靈敏度，可采用以下方法：A．增大C1和C2的電容值B．使C1和C2的電容值相等C．減小C2的電容值D．使C1和C2的電容值相差很大答案：ABD1、電容式傳感器是一種裝置，可以將各種非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。它利用電容器的電容C，該電容取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素。當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起上述某個(gè)因素的變化，從而又可推出另一個(gè)物理量的值。四種電容式傳感器的示意圖如圖所示，其中甲圖的傳感器可以用來測量角度，乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度，丙圖的傳感器可以用來測量壓力，而丁圖的傳感器只能測量位移。因此，正確答案為ABC。2、該電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬基板。當(dāng)說話時(shí)，P振動(dòng)而Q不動(dòng)。在P、Q間距增大過程中，P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大，P上電荷量保持不變，M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高，因此答案為D。3、1999年7月12日日本原子能公司所屬的敦賀灣核電站因水管破裂導(dǎo)致高輻射冷卻劑外泄。在檢測此次事故中，應(yīng)用了一種通過檢測電容的變化來檢測液面高低的自動(dòng)化測量技術(shù)，如圖所示。容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個(gè)電極，中間的芯柱是電容器的另一個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管（塑料或橡皮）作為電介質(zhì)，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接在指示器上，指示器上顯示的是電容的大小，從電容的大小就可知容器中液面位置的高低。如果指示器顯示出電容增大了，則兩電極正對面積增大，液面必升高；如果指示器顯示出電容減小了，則兩電極正對面積減小，液面必降低。因此，正確答案為AD。4、計(jì)算機(jī)鍵盤上每個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器，根據(jù)電容的計(jì)算公式，其中常量ε=9.0×10-12Fm-1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對面積為50mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0.60mm。只要電容變化達(dá)到0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？答案：按下至少需要0.15mm的距離。解析：首先求得未按下時(shí)的電容C1=0.75pF，再由ΔC/Δd=C1和C2=1.00pF，得到Δd=0.15mm。5、傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件。右圖是一種測定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開關(guān)S一小段時(shí)間后，使工件（電介質(zhì)）緩慢向左移動(dòng)，則在工件移動(dòng)的過程中，通過電流表G的電流，電流方向由a至b。6、傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測壓力作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化。將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小，若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化。7、如圖為測定壓力的電容式傳感器，其核心部件是一平行板電容器。將電容器、靈敏電流表（零刻度在中間）和電源串聯(lián)成閉合電路，當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)。在對膜片開始施加恒定壓力到膜片穩(wěn)定后，靈敏電流表指針會(huì)向右偏到某刻度后回到零刻度。8、如圖所示是一種利用電容器的電容C測量角度的電容器的示意圖，當(dāng)動(dòng)片和定片之間的角度θ發(fā)生變化時(shí)，電容C便發(fā)生變化，于是知道C的變化情況，就可以知道θ的變化情況。其中，最能正確地反應(yīng)C和θ的函數(shù)關(guān)系的是B。某位同學(xué)進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于電容器帶電荷量和兩極間電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路如圖6甲所示。其中P表示電流傳感器，V表示電阻很大的電壓表。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先關(guān)閉開關(guān)S1，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭到某個(gè)位置，使電容器C開始充電。當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄理想電壓表的示數(shù)。接著，迅速將開關(guān)S2擲向b，使電容器放電。電流傳感器P