2026年高考物理一轮复习专项练习 考点 29电容器【附解析】

/考点29电容器1.蜡烛火焰是一种含有电子、正离子、中性粒子的气体状物质，将其置于电压恒定的两平行金属板间，板间电场视为匀强电场，如图所示。若两金属板间距减小，关于火焰中电子所受的电场力，下列说法正确的是 ()A.电场力增大，方向向左B.电场力增大，方向向右C.电场力减小，方向向左D.电场力减小，方向向右2.某种不导电溶液的相对介电常数ε，与浓度cm的关系曲线如图(a)所示。将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、电流表等构成如图(b)所示的电路。闭合开关S后，若降低溶液浓度，则 ()A.电容器的电容减小B.电容器所带的电荷量增大C.电容器两极板之间的电势差增大D.溶液浓度降低过程中电流方向为M→N3.电容式加速度传感器可以用于触发汽车安全气囊等系统。如图所示，极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N可左右运动，通过测量电容器极板之间电压的变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极板M、N的距离减小，若极板上电荷量保持不变，则该电容器 ()A.电容变小B.极板间电压变大C.极板间电场强度不变D.极板间电场强度变小4.密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为 ()A.q,r B.2q,r C.2q,2r D.4q,2r5.一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是()A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加B.充电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点6.(多选)如图所示，两块水平放置的平行金属板M、N，下极板N接地。现将其与理想二极管串联，与静电计并联，初始电容器所带电荷量为零。R0为定值电阻，R₁和R₂为电阻箱，闭合开关S稳定后，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，则下列说法正确的是 ()A.断开开关S，M板稍微上移，静电计指针偏角变大B.断开开关S，N板稍微下移，带电油滴的电势能增大C.保持开关S闭合，增大R₁阻值，带电油滴仍然静止不动D.保持开关S闭合，增大R₂阻值，平行板电容器的带电荷量减小7.AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm,电荷量为1.0×10⁻⁸C、质量为3.0×10−4kg的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点(未标出)，gA.MC距离为:5B电势能增加了3C.电场强度大小为3D.减小R的阻值，MC的距离将变大8.(2024广西卷)某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器材如下：电容器，电源E(电动势6V，内阻不计)，电阻.R1=400.0Ω,电阻(1)断开S₁、S₂，将电流传感器正极与a节点相连，其数据采样频率为5000Hz，则采样周期为s;(2)闭合S₁，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I-t曲线如图乙，由图乙可知开关S₁闭合瞬间流经电阻R₁的电流为mA(结果保留3位有效数字)；(3)保持S₁闭合，再闭合S₂，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为V；(4)实验得到放电过程的I-t曲线如图丙，I-t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C，则电容器的电容C为μF。图丙中I-t曲线与横坐标、直线t=1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C，则t=1s时电容器两极板间电压为V(结果保留2位有效数字)。9.电容储能已经在电动汽车，风、光发电，脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：电容器C(额定电压10V，电容标识不清)；电源E(电动势12V，内阻不计)；电阻箱R₁(阻值0～99999.9Ω);滑动变阻器R₂(最大阻值20Ω，额定电流2A)；电压表V(量程15V,内阻很大);发光二极管D₁、D₂，开关S₁、S₂，电流传感器，计算机，导线若干。回答以下问题：(1)按照图甲连接电路，闭合开关S₁，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向端滑动(填“a”或“b”)。(2)调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为V(保留1位小数)。(3)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0V时，开关S₂掷向1，得到电容器充电过程的I-t图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为C(结果保留2位有效数字)。(4)本电路中所使用电容器的电容约为F(结果保留2位有效数字)。(5)电容器充电后，将开关S₂掷向2，发光二极管(填“D₁”或“D₂”)闪光。10.密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电荷量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、v0(1)求油滴a和油滴b的质量之比；(2)判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。11.如图，在装载作业中，传送带与矿物摩擦产生静电，假设传送带带上强大的正电，地球表面由于静电感应带上负电，传送带与地球表面平行正对，该部分空间可视为一平行板电容器。一身穿绝缘工作服的工人在传送带下方作业，由此产生一系列电场问题，下列分析不正确的是()A.不考虑工人的影响，地球表面层与传送带间形成匀强电场B.工人由于静电感应头部带负电，脚部带正电C.工人身体中会产生持续向下的电流，工人会感受到电击现象D.工人的存在会影响该电容器的电容大小1B右侧金属板带正电、左侧金属板带负电，所以板间匀强电场方向水平向左，电子带负电，所以电子所受电场力方向向右，电压恒定，当板间距减小时，由E=Ud知识归纳正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反。2.B关键点拨从图像中获取相对介电常数ε，与浓度cm的关系。解题思路由图像知，若降低溶液浓度，相对介电常数ε，会增大，由平行板电容器电容的决定式C=εrS3C电容器的Q不变，极板间距d减小时，由C=εxS4πkd知电容C增大，A错误；由4D设油滴密度为ρ，由于金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴静止，则由受力平衡知Udq=ρ×5C充电过程中，电容器所带电荷量增加，由C=QU知极板间电势差U增加，充电电流减小，A错误；充电过程中，电容器上极板与电源正极相连，带正电，电流由电源正极流向负极，故流过电阻R的电流由N点流向M点，B错误；放电过程中，电容器所带电荷量减少，由6AC由图可知N板为正极板，油滴处于静止状态，根据平衡条件可知油滴带正电。断开开关S，电荷量保持不变，根据电容决定式C=εxS4πkd,M板稍微上移，d变大，电容减小，根据电容定义式C=QU,可知板间电压U变大，所以静电计指针偏角变大，故A正确；根据电容决定式C=ε,S4πkd,电容定义式C=QU,7B剪断细线后，重力与电场力的合力沿着原先细线所在直线,dlMC=tan30∘,d=10cm,因此lMC=103cm,8答案(1)2×10⁻⁴(2)15.0(3)2(4)47002.8解题思路(1)由周期与频率关系T=1f得T=2×10−4s。(2)由题图乙可知,t=0时I=15.0mA。(3)由题图甲可知,电容器与电阻R₂并联，根据串联分压原理可知，放电结束后电容器两极板间电压为U2=9答案(1)b(2)6.5(33.7×10−3(3.6×1解题思路(1)根据分压电路的特点，若要升高电容器充电电压，滑片应向b端移动。(2)电压表的分度值为0.5V,可知示数为6.5V。(3)由q=lt可知，l-t图线与横轴所围面积表示电荷量，每一个小格代表的电荷量为q=0.2mA×0.5s=1.0×10⁻⁴C。计数时大于半个格记为一个格，不足半个格舍掉，则图线与横轴所围总格数约为37个，故电容器存储的电荷量Q=37(4)根据电容定义式C=QU(5)电容器充电时左侧为正极板，放电时电流沿顺时针方向，根据发光二极管的单向导电性，电流从二极管D₁的正极流入，D₁闪光。10答案(1)8:1(2)见解题思路解题思路(1)设油滴a、b的质量分别为m。、m。，半径分别为r。、r。，密度均为ρ，两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下做匀速运动，则对a:mma=对b:mmb=联立①②③④得:ra=2联立②④⑤得:ma:(2)两板间加上上板为正极的电压后，两个油滴最终均以202向下匀速运动，则油滴a开始时做减速运动，所受电场力向上，油滴b开始时做加速运动，所受电场力向下，故油滴a带负电，油滴b带正电。设两油滴所带电荷量的绝对值分别为qₐ、q₆，匀强电场的