专题9电容器的电容及动态分析-2021年高考物理静电场微专题突破1

1、专题 电容器的电容及动态分析1、如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是 () 【答案】A2、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是()【答案】C3、如图所示是测定液面高度h的电容式传感器

2、示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则 () A导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大B导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大C导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小D导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小【答案】D4、如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是 ()A若将

3、S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流 B若将A向左平移一小段距离，则油滴向上加速，G表中有ba的电流C若将A向上平移一小段距离，则油滴向下加速运动，G表中有ba的电流D若将A向下平移一小段距离，则油滴向上加速运动，G表中有ba的电流【答案】C5、(多选)如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（  ）。A: 若小球带正电，当AB间距增大时，

4、小球打在N的右侧B: 若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N的左侧C: 若小球带负电，当AB间距减小时，小球可能打在N的右侧D: 若小球带负电，当AB间距增大时，小球可能打在N的左侧【答案】BC【解析】依据公式。A项，若小球带正电，当d增大时，电容减小，但由于二极管单向导通，Q不变，可知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故A项错误。B项，若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，可知E随之增大，所以电场力变大，方向向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故B项正确。C项，若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，Q增大，电场力增大，方向变为向上，若电

5、场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球打在N点右侧，故C项正确。D项，若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，可知电场力增大，方向向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点右侧，故D项错误。综上所述，本题正确答案为BC。6.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()A增大，E增

6、大B增大，Ep不变C减小，Ep增大D减小，E不变【答案】D【解析】若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，根据C可知，C变大；根据QCU可知，在Q一定的情况下，两极板间的电势差减小，则静电计指针偏角减小；根据E，QCU，C联立可得E，可知E不变；P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，故Ep不变；由以上分析可知，选项D正确7、对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间的相应关系的图象正确的是()A B C D【答案】B8、某电容器上标有“25 F、450 V”字样，下列对该电容器的说法中正确的是()A要使该电容器两极板之间电压增加1 V，所需

7、电荷量为2.5×105 CB要使该电容器带电荷量1 C，两极板之间需加电压2.5×105 VC该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×105 CD该电容器能够承受的最大电压为450 V【答案】A9、如图所示的电容式键盘，是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的()A两板间的距离 B两板间的电压 C两板间的电介质 D两板的正对面积【答案】A10、下列关于电容器的说法中不正确的是()A电容器是储存电荷和电能的器件B互相绝缘、相互靠近的两个导体构成电容器的电极，电容跟这两个导体是否带电无关C电容器所带电荷量是指每个极板所带电荷量D电容器的充电过程是将其他形式的能转化为电场能

8、的过程，电容器的放电过程是将电场能转化为其他形式的能【答案】C11、如图甲所示为某同学设计的电容式位移传感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，待测物体固定在可动极板上若两极板所带电荷量Q恒定，极板两端电压U将随待测物体的左右移动而变化，若U随时间t的变化关系为Uatb(a、b为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、丁中反映极板间场强大小E和物体位移x随时间t变化的图线是(设t0时物体位移为零)()A和 B和 C和 D和【答案】D12、用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素,如图所示设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若

9、()A保持S不变，增大d，则变大 B保持S不变，增大d，则变小C保持d不变，减小S，则变小 D保持d不变，减小S，则不变【答案】A13、板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是()AU2U1，E2E1 BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1 DU22U1，E22E1【答案】C14、静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计开始时开关

10、S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是()A断开开关S后，将A、B分开些B保持开关S闭合，将A、B两极板分开些C保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些D保持开关S闭合，将滑动变阻器滑动触头向右移动【答案】A15、将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示，下列说法正确的是( )A保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半【答案】AD【解析】由

11、C，C，E可知，A、D正确16、如图所示，两面积较大、正对着的平行极板A、B水平放置，极板上带有等量异种电荷其中A极板用绝缘线悬挂，B极板固定且接地，P点为两极板的中间位置下列结论正确的是()A若在两极板间加上某种绝缘介质，A、B两极板所带电荷量会增大BA、B两极板电荷分别在P点产生电场的场强大小相等，方向相同C若将A极板竖直向上平移一小段距离，两极板间的电场强度将增大D若将A极板竖直向下平移一小段距离，原P点位置的电势将不变【答案】BD【解析】由于平行板电容器与电源断开，所带电荷量保持不变，因此在两极板间加上某种绝缘介质，A、B两极板所带电荷量也不会增加，A错误；正极板A在P点产生的场强向下

12、，而负极板B在P点产生场强也向下，由于两极板具有对称性，因此两极板电荷分别在P点产生电场的强度大小相等，方向相同，B正确；根据C，而C，平行板电容器内的电场强度E，整理式子可得E，可以得出只要所带电荷量和极板的正对面积不变，电容器内部的电场强度就不变，因此场强大小与距离无关，C错误；同样若将A板竖直向下平移一小段距离，两板间的电场强度不变，P与B间的电势差不变，而B点电势为零，即P点位置的电势将不变，D正确17、如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为P，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两

13、板水平错开一段距离(两板间距不变)，下列说法正确的是()AU变大，E变大BU变小，P变小CP变小，Ep变大DP变大，Ep变小【答案】AC【解析】根据题意可知两极板间电荷量保持不变，当正对面积减小时，则由C可知电容减小，由U可知极板间电压增大，由E可知，电场强度增大，故A正确；设P点的电势为P，则由题可知0PEd是增大的，则P一定减小，由于负电荷在电势低的地方电势能一定较大，所以可知电势能Ep是增大的，故C正确18、如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()A.带电油滴将沿

14、竖直方向向上运动 BP点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减少 D若电容器的电容减小，则极板带电量将增大【答案】B19、如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态以下说法中正确的是()A若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有ba的电流B若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有ba的电流C若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流D若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有ba的电流【答案】AB【解析】根据电路图可知，A板带负电，B板带正电，原来油滴恰好处于静止状态

15、，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与竖直向下的重力平衡；当S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压U此时不变，故板间场强E变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据C可知，电容C减小，故两板所带电荷量Q也减小，因此电容器放电，所以G中有ba的电流，选项A正确；在S闭合的情况下，若将A板向左平移一小段位移，两板间电压U和板间间距d都不变，所以板间场强E不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S减小了，根据C可知，电容C减小，两板所带电荷量Q也减小，电容器放电，所以G中有ba的电流，选项B正确；若将S断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强E也不变，

16、油滴仍然静止，选项C错误；若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，两板所带电荷量Q仍保持不变，两板间间距d变小，根据C，U和E，可得E，显然，两板间场强E不变，所以油滴仍然静止，G中无电流，选项D错误20一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地.在两极板间有一正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则（ ）A.U不变，E变小 B.E变大，变大 C.U变小，不变  D.U不变，不变【答案】C21、把两个相同的电容器A和B连接起来，如图17，电容器A中带点微粒M恰好静止，现在使电容

17、器B板错开，正对面积是原来的一半，而间距不变，此时M的加速度为（ ）A g C g/2 B g/3 D g/4【答案】C22、如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则()A当增大两板间距离时，v也增大 B当减小两板间距离时，v增大C当改变两板间距离时，v不变 D当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大【答案】CD23、如图所示的两个平行板电容器水平放置，A板用导线与M板相连，B板和N板都接地。让A板带电后，在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态。AB间电容为C1，电压为U2,带电量为Q1，MN间电容为C2，电压为U2，带电量

18、为Q2。若将B板稍向下移，下列说法正确的是（  ）AC1减小，C2增大      BU1减小，U2增大 CQ1减小，Q2增大     DP向下动，Q向上动【答案】CD  24、电容器的动态变化模型)如图20所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略一带负电油滴被固定于电容器中的P点现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则 ( )A平行板电容器的电容将变小B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能将减少D若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变【答案】ACD25、如图所示，D是一只二极管，它的作用是只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a ，平行板电容器AB内部原有电荷P处于静止状态，当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间(两极板仍平行)，关于电荷P的说法正确的是( )A仍静止不动