PAGE7-第5節(jié)科學探究:電容器1.(2024~2025學年安徽合肥六校高二上期末考試)有一個已充電的電容器,兩極板之間的電壓是6V,所帶電荷量是4.5×10-4C。將電容器的電壓降為4V,電容器所帶電荷量是()A.1.5×10-4C B.3.0×10-4CC.3.5×10-4C D.4.0×10-4C解析電容器的電容和其兩極板間的電壓以及所帶電荷量大小無關,即電壓改變時,電容大小恒定不變,所以依據C=QU可知C=6V4.5×10-4C=4V答案B2.如圖所示,為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關系圖線,若將該電容器兩端的電壓從40V降低到36V,對電容器來說正確的是()A.是充電過程B.是放電過程C.該電容器的電容為5×10-2FD.該電容器的電荷量改變量為0.2C解析由Q=CU知,U降低,Q減小,故為放電過程,A錯,B對;由C=QU=0ΔQ=CΔU=5×10-3×4C=0.02C,D錯。答案B3.平行板電容器充電后斷開電源,現(xiàn)將其中一塊金屬板沿遠離另一極板的方向平移一小段距離。下圖表示此過程中電容器兩極板間電場強度E隨兩極板間距離d的改變關系,正確的是()解析由于平行板電容器充電后斷開電源,電容器所帶電荷量保持不變,兩極板間電場強度E=Ud=QCd=答案C4.(2024~2025學年四川廣元高二上期末)如右圖所示的可變電容器,旋轉動片使之與定片漸漸重合。則電容器的電容將()A.漸漸增大 B.漸漸減小C.保持不變 D.先增大后減小解析旋轉動片使之與定片漸漸重合時,相當于增加了電容器的正對面積,則由電容器的確定式C=εrS4π答案A5.(2024~2025學年陜西渭南富平高二上期末)如圖所示的試驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素,其中電容器左側極板和靜電計外殼均接地,電容器右側極板與靜電計金屬球相連,使電容器帶電后與電源斷開。(1)下列關于試驗中運用靜電計的說法正確的是。

A.運用靜電計的目的是視察電容器電壓的改變狀況B.運用靜電計的目的是測量電容器電荷量的改變狀況(2)以下狀況中,能使靜電計指針偏角增大的有。

A.把兩板間的距離減小B.把兩板的正對面積減小C.在兩板間插入相對介電常數(shù)較大的電介質解析(1)靜電計可測量電勢差,依據指針張角的大小,視察電容器電壓的改變狀況,無法推斷電荷量的改變狀況,故A正確,B錯誤。(2)兩板間距離d減小,依據電容的確定式C=εrS4πkd知,電容C增大,電荷量不變,依據C=QU知,電勢差減小,指針偏角變小,故A錯誤;兩板的正對面積減小,依據電容的確定式知,電容C減小,電荷量不變,依據C=QU知,電勢差增大,指針偏角變大,故B正確;在兩極板間插入電介質,依據C=εr答案(1)A(2)B6.如圖所示,平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓電源上,兩極板間距為3cm,電容器帶電荷量為6×10-8C,A極板接地。求:(1)平行板電容器的電容。(2)平行板電容器兩板之間的電場強度。(3)距B板2cm的M點處的電勢。解析(1)平行板電容器的電容C=QU=6×1(2)兩板之間為勻強電場,E=Ud=603×10-2(3)M點距A板間距離為dAM=d-dBM=1cmA與M間電勢差UAM=EdAM=20V又UAM=φA-φM,φA=0可得φM=-20V。答案(1)1×10-9F(2)2×103V/m,方向豎直向下(3)-20V實力提升1.甲如圖甲所示為一只“極距改變型電容式傳感器”的部分構件示意圖。當動極板和定極板之間的距離d改變時,電容C便發(fā)生改變,通過測量電容C的改變就可知道兩極板之間的距離d的改變狀況。在圖乙中能正確反映C與d之間改變規(guī)律的圖像是()乙解析依據電容的確定式C=εrS4πkd,電容C與兩極板間距離d成反比,依據數(shù)學學問可知,答案A2.(2024~2025學年云南楚雄州高二上期末)兩個較大的平行金屬板A、B相距為d,分別接在電壓為U的電源正、負極上,這時質量為m,帶電荷量q的油滴恰好靜止在兩板之間,如圖所示,在其他條件不變的狀況下,假如將兩板特別緩慢地水平錯開一些,那么在錯開的過程中()A.油滴將向上加速運動,電流計中的電流從b流向aB.油滴將向下加速運動,電流計中的電流從a流向bC.油滴靜止不動,電流計中的電流從b流向aD.油滴靜止不動,電流計中的電流從a流向b解析將兩板緩慢地錯開一些,兩板正對面積減小,依據電容的確定式C=εrS4πkd得知,電容減小,而電壓不變,則由C=QU知,電容器帶電荷量減小,電容器處于放電狀態(tài),電路中產生順時針方向的電流,則電流計中有a→答案D3.(多選)(2024~2025學年四川內江高二上期末)某電容式話筒的原理如圖所示,E為電源,R為電阻,薄片P和Q為兩金屬極板,對著話筒說話時,P振動而Q可視為不動,當P、Q間距離增大時,下列推斷中正確的是()A.P、Q構成的電容器的電容增加 B.P上電荷量保持不變C.有電流自M經R流向N D.PQ間的電場強度減小解析電容式話筒與電源串聯(lián),電壓保持不變。在PQ間距增大過程中,依據電容確定式C=εrS4πkd,得電容減小,故A錯誤;依據電容定義式C=QU,得電容器所帶電荷量減小,電容器的放電電流通過R的方向由M到N,再答案CD4.(多選)如圖所示是一種通過測量電容器電容的改變,檢測液面凹凸的儀器原理圖,電容器的兩個電極分別用導線接到指示器上,指示器可顯示出電容的大小,下列關于該儀器的說法中,正確的有()A.該儀器中電容器的兩個電極分別是芯柱和導電液體B.芯柱外套的電介質越厚,該電容器的電容越大C.假如指示器顯示出電容增大了,則說明液面上升了D.假如指示器顯示出電容減小了,則說明液面上升了解析該裝置的結構類似于平行板電容器:芯柱和導電液體構成電容器的兩個電極,電介質的厚度d相當于兩平行板間的距離,h越大,則正對面積S越大;所以其他條件不變,d越大時,C就越小;若C增大,就表明h增大了,故選A、C項。答案AC5.(2024~2025學年廣東汕頭潮陽高二上教學質量監(jiān)測)板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時,兩極板間電勢差為U1,板間電場強度為E1。現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q,板間距變?yōu)?2d,其他條件不變,這時兩極板間電勢差為U2,板間電場強度為E2,下列說法正確的是(A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1解析由公式C=εrS4πkd、C=QU和E=Ud得U=4kπdQεrS,E=4k答案C6.用電流傳感器視察電容器的放電過程,傳感器與計算機相連,還能顯示出電流隨時間改變的I-t圖像。依據圖甲所示連接電路。電源用直流8V左右,電容器可選幾十微法的電解電容器。甲先使開關S與1端相連,電源向電容器充電,這個過程可在短時間內完成。然后把開關S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計算機,屏幕上顯示出電流隨時間改變的I-t圖像(圖乙)。乙一位同學得到的I-t圖像如圖丙所示,電源電壓是8V已知電流I=qt。丙(1)在圖丙中畫一個直立的狹長矩形(在圖丙的最左邊),它的面積的物理意義是什么?(2)怎樣依據I-t圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量?試著算一算。(3)假如要測繪充電時的I-t圖像,請把圖丁中電路圖補充完整;得到的I-t圖像可能是什么形態(tài)的?丁解析(1)矩形的面積表示在0.2s內電容器放出的電荷量。(2)用數(shù)方格的方法估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量,方法是數(shù)小方格的個數(shù),不足半個舍去,半個以上記一個。圖中每個小方格表示8×10-5C,曲線與坐標軸圍成的面積中有43個小方格,電容器釋放的全部