“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（八） 電容器的電容

“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（八）電容器的電容eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1.超級(jí)電容器又叫雙電層電容器，是一種新型儲(chǔ)能裝置，它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬等特點(diǎn)。如圖為一款超級(jí)電容器，其標(biāo)有“2.7V,3000F”，則可知()A．該超級(jí)電容器放電時(shí)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．該電容器最大容納電荷量為8100CC．該電容器在電壓為2.7V時(shí)電容才是3000FD．該電容器在2.5V電壓下電容器不能帶電解析：選B由于是電容器，故其放電時(shí)是把儲(chǔ)存的電能釋放到電路中來(lái)，并不是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；該電容器最大容納電荷量為Q＝UC＝2.7V×3000F＝8100C，故B正確；電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與電壓和電量無(wú)關(guān)，該電容始終為3000F，故C錯(cuò)誤；電容器的額定電壓為2.7V，說(shuō)明工作電壓不超過(guò)2.7V，可以小于2.7V，故D錯(cuò)誤。2．(2022·江蘇鹽城期末)在進(jìn)行電容器充放電的實(shí)驗(yàn)研究中，所選的電容器標(biāo)有“10V,1000μF”。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是()A．電容器的擊穿電壓為10VB．放電后，電容器的電容為零C．電容器充電時(shí)，電流逐漸減小，電容器兩端電壓保持不變D．電容器放電時(shí)，電流逐漸減小，電容器兩端電壓逐漸減小解析：選D由題可知，電容器的額定電壓為10V，這個(gè)數(shù)值比擊穿電壓低，故A錯(cuò)誤；電容器放電的過(guò)程中電容器的電容不變，電流逐漸減小，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)可知，電容器兩端電壓逐漸減小，故D正確，B錯(cuò)誤；電容器充電時(shí)，電流逐漸減小，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)可知電容器兩端電壓增大，故C錯(cuò)誤。3.(多選)如圖所示為一平行板電容器，則下列說(shuō)法正確的是()A．把A板左移一小段，則電容器電容變大B．把A板上移一小段，則電容器電容變大C．把B板左移一小段，則電容器電容變大D．在AB兩板之間插入陶瓷，則電容器電容變大解析：選CD根據(jù)電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，把A板左移一小段，板間距離d變大，可知電容器電容變小，A錯(cuò)誤；把A板上移一小段，兩極板正對(duì)面積減小，可知電容器電容變小，B錯(cuò)誤；把B板左移一小段，板間距離d變小，可知電容器電容變大，C正確；在AB兩板之間插入陶瓷，可知相對(duì)介電常數(shù)變大，電容器電容變大，D正確。4．超級(jí)電容器具有眾多優(yōu)點(diǎn)，如充電速度快，充電10秒至10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上；循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1至50萬(wàn)次，等等。若用該種電容器給手機(jī)電池充電，下列說(shuō)法正確的是()A．該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器的電容變大B．該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器所帶的電荷量可能不變C．該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電能變少D．充電結(jié)束后，若電容器不帶電，電容器的電容為零解析：選C電容器的電容反映的是電容器容納電荷本領(lǐng)的大小，與是否給手機(jī)充電、電容器是否帶電無(wú)關(guān)，A、D錯(cuò)誤；該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器所帶的電荷量不斷變小，存儲(chǔ)的電能不斷變少，B錯(cuò)誤，C正確。5．(2022·江蘇大港中學(xué)期末)平行板電容器充電后斷開(kāi)電源，現(xiàn)將其中一塊金屬極板沿遠(yuǎn)離另一板方向平移一小段距離。此過(guò)程中電容器的電容C、兩極板帶電荷量Q、兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E、兩板間電壓U隨兩板間距離d變化的關(guān)系，表示正確的是()解析：選C平行板電容器的電容為C＝eq\f(εrS,4πkd)，d增大時(shí)，C減小，故A錯(cuò)誤；平行板電容器充電后斷開(kāi)電源，Q一定，故B錯(cuò)誤；電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)一定，故C正確；兩板間電壓為U＝Ed，d增大時(shí)，U增大，故D錯(cuò)誤。6.如圖所示，平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開(kāi)關(guān)S，充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為θ，則()A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ減小B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變C．?dāng)嚅_(kāi)S，將A板向B板靠近，則θ增大D．?dāng)嚅_(kāi)S，將A板向B板靠近，則θ不變解析：選D根據(jù)受力平衡可得tanθ＝eq\f(qE,mg)，保持S閉合，將A板向B板靠近，可知極板間的電壓保持不變，板間距離減小，根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，小球受到的靜電力增大，則θ增大，A、B錯(cuò)誤；斷開(kāi)S，將A板向B板靠近，可知極板所帶電荷量保持不變，板間距離減小，根據(jù)E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πkd)d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，小球受到的靜電力保持不變，則θ不變，D正確，C錯(cuò)誤。7．(2022·河北衡水質(zhì)檢)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示裝置研究平行板電容器的放電現(xiàn)象，開(kāi)關(guān)先置于1位置對(duì)電容器充電，穩(wěn)定后，開(kāi)關(guān)置于2位置，利用電流傳感器記錄電容器放電過(guò)程，作出I-t圖線如圖乙所示，已知電源E的輸出電壓恒為U，I-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積為S。下列說(shuō)法正確的是()A．電容器放電時(shí)通過(guò)電流傳感器的電流減小得越來(lái)越快B．電容器放電持續(xù)時(shí)間與電阻R的阻值無(wú)關(guān)C．S與電阻R的阻值大小成正比D．電容C的大小等于eq\f(S,U)解析：選D根據(jù)圖乙可得，圖中曲線切線斜率的絕對(duì)值越來(lái)越小，說(shuō)明傳感器的電流的變化越來(lái)越慢，故A錯(cuò)誤；電阻越大，電路中的電流越小，而電容器中儲(chǔ)存的電荷量一定，電流越小，放電所需的時(shí)間越長(zhǎng)，所以放電持續(xù)時(shí)間與電阻的阻值有關(guān)，故B錯(cuò)誤；I-t圖中曲線與兩坐標(biāo)軸所圍成的面積S表示電荷量，由B中分析可得，電荷量的多少與電阻大小無(wú)關(guān)，電阻的大小只會(huì)影響放電的時(shí)間，根據(jù)電容公式可得C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(S,U)，故C錯(cuò)誤，D正確。8．(2022·湖南長(zhǎng)沙一中期末)某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路觀察平行板電容器的充放電。(1)按如圖所示電路原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，將開(kāi)關(guān)S接________(選填“1”或“2”)，對(duì)電容器進(jìn)行充電，一段時(shí)間后，記下數(shù)字電壓表的讀數(shù)。(2)充電完成后，再將開(kāi)關(guān)S接通另一端，觀察到電流隨時(shí)間變化的情況是________。(3)如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，放電時(shí)間將________(選填“變長(zhǎng)”“不變”或“變短”)。解析：(1)對(duì)電容器進(jìn)行充電時(shí)，電容器兩端應(yīng)與電源兩端相接，所以開(kāi)關(guān)S接1。(2)放電開(kāi)始時(shí)電流較大，隨著電容器所帶電荷量不斷減小，電容器電壓減小，放電電流逐漸減小并且減小得越來(lái)越慢，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。(3)根據(jù)電容器計(jì)算公式可得電荷量Q＝CU，所以電容器儲(chǔ)存的電荷量Q與電阻R無(wú)關(guān)，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，放電電流增大，放電時(shí)間將變短。答案：(1)1(2)C(3)變短eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．(2022·河南郟縣期末)小明同學(xué)對(duì)他家的電子秤很感興趣，他通過(guò)說(shuō)明書(shū)了解到電子秤是用平行板電容器制成的，其電路如圖所示。稱重時(shí)，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會(huì)導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。則放上物體后()A．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小B．電容器的帶電荷量減小C．電容器的電容變小D．膜片下移過(guò)程中，電流表G有從b到a的電流解析：選D根據(jù)電容器表達(dá)式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當(dāng)兩個(gè)極板的距離減小時(shí)，電容器的電容增大，再根據(jù)電容器定義式C＝eq\f(Q,U)可知，由于電容器一直和電源相連，電壓不變，當(dāng)電容增大時(shí)，帶電荷量增大，即電容器被充電，電流表有從b到a的電流，B、C錯(cuò)誤，D正確；由勻強(qiáng)電場(chǎng)公式E＝eq\f(U,d)可知，當(dāng)電壓不變，兩個(gè)極板的距離減小時(shí)，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大，A錯(cuò)誤。10.(2022·廣東韶關(guān)期末)電容位移傳感器具有靈敏度高、精度穩(wěn)定等許多優(yōu)點(diǎn)。某電容位移傳感器的工作原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的裝置，其中A是固定極板，B是可動(dòng)極板，備測(cè)位移物體與可動(dòng)極板連接，當(dāng)物體發(fā)生位移時(shí)，電容器極板間距發(fā)生變化，用電路(圖中未畫(huà)出)測(cè)出電容的變化，即可知道物體位移的大小和方向。假設(shè)工作中電容器接在恒壓直流電源上，G為靈敏電流計(jì)，則當(dāng)物體位移向右時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．電容器的電容變大B．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C．電容器所帶電荷量保持不變D．靈敏電流計(jì)中電流方向從a到b解析：選D當(dāng)物體位移向右時(shí)，極板間的距離變大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知電容器的電容變小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Q＝UC結(jié)合A選項(xiàng)可知電容器所帶電荷量變小，故C錯(cuò)誤；電容器所帶電荷量變小，電容器放電，靈敏電流計(jì)中電流方向從a到b，故D正確。11.如圖所示，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80V時(shí)，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開(kāi)并熄滅，電源再次對(duì)C充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路()A．充電時(shí)，通過(guò)R的電流不變B．若R增大，則充電時(shí)間變短C．若C增大，則閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量減小D．若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量不變解析：選D充電時(shí)，通過(guò)R的電流逐漸減小，故A錯(cuò)誤；若R增大，充電的最大電流減小，充電時(shí)間變長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；若C增大，電容器充滿電后帶的電荷量增多，則閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量增大，故C錯(cuò)誤；若E減小為85V，電容器充滿電后電壓仍然大于閃光燈導(dǎo)通需要的電壓，所以閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量不變，故D正確。12.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)研究電容器的充、放電過(guò)程，電容器原來(lái)不帶電，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S先接1，穩(wěn)定后再接2，下列說(shuō)法正確的是()A．S接1時(shí)，電流表的讀數(shù)逐漸增大B．S接2時(shí)，電流從左向右流過(guò)電流表C．電流表的內(nèi)阻會(huì)影響電容器的最大電壓D．增大電阻箱的阻值可以延長(zhǎng)電容器的放電時(shí)間解析：選DS接1時(shí)，電源對(duì)電容器充電，隨著逐漸充電，電路中電流越來(lái)越小，充電完畢后，電路中電流為零，即電流表的讀數(shù)逐漸減小為零后不變，故A錯(cuò)誤；S接1時(shí)，電容器充電完畢后上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，S接2時(shí)，電容器放電，所以電流從右向左流過(guò)電流表，故B錯(cuò)誤；電容器的最大電壓為電容器充電完畢時(shí)電容器兩端的電壓，其值為電源電動(dòng)勢(shì)，所以，電流表的內(nèi)阻不會(huì)影響電容器兩端的最大電壓，故C錯(cuò)誤；增大電阻箱的阻值，根據(jù)歐姆定律可知，電容器的放電電流將減小，根據(jù)Q＝eq\x\to(I)t可知，Q一定，則電容器的放電時(shí)間將延長(zhǎng)，故D正確。13.(2022·廣東佛山期中)如圖所示，兩塊平行金屬板A、B相隔6cm。分別接在36V的直流電源的正負(fù)極上。點(diǎn)C在兩板間且到板A的距離為2cm，正極板A接地。(1)求A、B兩板間的場(chǎng)強(qiáng)。(2)求C、A之間的電勢(shì)差UCA。(3)將一個(gè)電荷量為q＝2×10－8C的粒子從C點(diǎn)移到A板，求這個(gè)過(guò)程中靜電力做的功。解析：(1)A、B兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為E＝eq\f(U,d)＝eq\