考點29電容器

1.蠟燭火焰是一種含白電子、正離子、中性粒子的氣體狀物質(zhì)，將具置于電壓恒定的兩平行金屬板間，板間電

場視為勻強電場，如圖所示。若兩金屬板間距減小，關(guān)于火焰中電子所受的電場力，下列說法正確的是（）

A.電場力增大,方向向左B.電場力增大，方向向右

C電場力減小，方向向左D.電場力減小，方向向右[1A卜

2.某種不導(dǎo)電溶液的相對介電常數(shù)?與濃度cm的關(guān)系曲線如圖（a）所示。將平行板電容器的兩極板全部插入該

溶液中，并與恒壓電源、電流表等構(gòu)成如圖（b）所示的電路。閉合開關(guān)S后，若降低溶液濃度，則（）

圖（a）圖（b）

A.電容器的電容減小

B.電容器所帶的電荷量增大

C.電容器兩極板之間的電勢差增大

D.溶液濃度降低過程中電流方向為MTN

3.電容式加速度傳感器可以用于觸發(fā)汽車安全氣囊等系統(tǒng)。如圖所示，極板M、N組成的電容器視為平行板電

容器，”固定，N可左右運動，通過測量電容器極板之間電壓的變化來確定汽車的加速度.當(dāng)汽車減速時，極板

M、N的距離減小，若極板上電荷量保持不變，則該電容器（）

A.電容變小

B.極板間電壓變大[p7]

C極板間電場強度不變HI

D.極板間電場強度變小Q~a

4.密立根油滴實驗裝置如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間產(chǎn)生勻強電場。用一

個噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場，油滴從噴口噴出時由于摩擦而帶電。金屬板間電勢差

為U時，電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持t爭止。若僅將金屬板間電勢差調(diào)整為2U,則在板間能保持靜

止的球狀油滴所帶電荷量和半徑可以為（）

A.q,rB.2q,rC.2q,2rD.4q,2r

5—平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接I，電源E給電容器C充電；開關(guān)S接2,電容器C對電阻

R放電。下列說法正確的是（）I一一二——?

A充電過程中，電容器兩極板間電勢差增加，充電電流增加|A，T『

B.充電過程中，電容器的上極板帶正電荷，流過電阻R的電流由M點流向N點“卜

C放電過程中，電容器兩極板間電勢差減小，放電電流減小

D.放電過程中，電容器的上極板帶負(fù)電荷，流過電阻R的電流由N點流向M點

6.（多選）如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板M、N,下極板N接地?，F(xiàn)將其與理想二極管串聯(lián)，與靜電計

并聯(lián)，初始電容器所帶電荷量為零。R0為定值電阻，”和R2為電阻箱，閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，一帶電油滴恰好靜

止于兩板間的P點，則下列說法正確的是（）

A?斷開開關(guān)S,M板稍微上移，靜電計指針偏角變大

B.斷開開關(guān)S,N板稍微下移,帶電油滴的電勢能增大

C.保持開關(guān)S閉合，增大心阻值,帶電油滴仍然靜止不動

D.，'呆持開關(guān)S閉合,增大R2阻值，平行板電容器的帶電荷量減小

7.AB、CD兩塊正對的平行金屬板與水平面成30。角固定，豎直截面如圖所示。兩板間距10cm，電荷量為1.0

xlO-8C、質(zhì)量為3.0x10-4枚的小球用長為5cm的絕緣細(xì)線懸掛于A點。閉合開關(guān)S，小球靜止時，細(xì)線與AB板

夾角為30。；剪斷細(xì)線，小球運動到CD板上的M點（未標(biāo)出），g=l0〃而2,則（）

直流電源

B

A.MC2巨離為：5郵cm

B電勢能增加了^V3xio-V

C.電場強度大小為V3X104/V/C

D.減小R的阻值，MC的距離將變大

8.（2024廣西卷）某同學(xué)為探究電容器充、放電過程，設(shè)計了圖甲實驗電路。器材如下：電容器，電源E（電動勢

6V,內(nèi)阻不計），電阻.％=400.0Q,電阻&2=200.0。,電流傳感器，開關(guān)S1、S2,導(dǎo)線若干。實驗步驟如下：

⑴斷開工、S2,將電流傳感器正極與a節(jié)點相連，具數(shù)據(jù)采樣頻率為5000Hz,則采樣周期為s;

（2）閉合SI，電容器開始充電,直至充電結(jié)束，得到充電過程的I-t曲線如圖乙，由圖乙可知開關(guān)S1閉合瞬間

流經(jīng)電阻Ri的電流為mA（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

（3保持S】閉合，再閉合S2,電容器開始放電，直至放電結(jié)束,則放電結(jié)束后電容器兩極板間電壓為

,V；

（4）實驗得到放電過程的M曲線如圖丙，1-1曲線與坐標(biāo)軸所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為O.O188C,則電

容器的電容C為肝。圖丙中U曲線與橫坐標(biāo)、直線1=1s所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為O.OO38C,

則t=ls時電容器兩極板間電壓為V（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

9.電容儲能已經(jīng)在電動汽車，風(fēng)、光發(fā)電，脈沖電源等方面得至J廣泛應(yīng)用。杲同學(xué)設(shè)計圖甲所示電路，探究不

同電壓下電容器的充、放電過程，器材如下：

圖甲

電容器C（額定電壓10V,電容標(biāo)識不清）；

電源E（電動勢12V,內(nèi)阻不計）；

電阻箱Ri（阻值。?99999.9Q）;

滑動變阻器R2（最大阻值20Q,額定電流2A）；

電壓表V（量程15V,內(nèi)阻很大）；

發(fā)光二極管D］、D2,開關(guān)Si、Sz,電流傳感器，計算機，導(dǎo)線若干。

回答以下問題：

（1成照圖甲連接電路，閉合開關(guān)S1，若要升高電容器充電電壓，滑動變阻器滑片應(yīng)向端滑動（填

或七”）。

（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置,電壓表表盤如圖乙所示,示數(shù)為V（保留I位小數(shù)）。

（3）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置，電壓表示數(shù)為8.0V時，開關(guān)S2擲向1,得到電容器充電過程的I-t圖像，

如圖丙圻示。借鑒“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中估算油膜面積的方法，根據(jù)圖像可估算出充電結(jié)束后，電

容器存儲的電荷量為C（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（4）本電路中所使用電容器的電容約為F（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

⑸電容器充電后，將開關(guān)S2擲向2,發(fā)光二極管________（填“D」或◎”）閃光。

10密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上卜放置，間距固定，可從上板中央的小孔向兩板間噴

入大小不同、帶電荷量不同、密度相同的小油滴。兩板間不加電壓時，油滴a、b在重力和空氣阻力的作用下豎直

向下勻速運動，速率分別為％、會兩板間加上電壓后（上板為正極），這兩個油滴很快達(dá)到相同的速率y,均豎直

向下勻速運動。油滴可視為球形，所受空氣阻力大小與油滴半徑、運動速率成正比，比例系數(shù)視為常數(shù)。不計空氣

浮力和油滴間的相互作用。

（I）求油滴a和油滴b的質(zhì)量之比；

（2）判斷油滴a和油滴b所帶電荷的正負(fù)，并求a、b所帶電荷量的絕對值之比。

ao°b

"如圖，在裝載作業(yè)中，傳送帶與礦物摩擦產(chǎn)生靜電，假設(shè)傳送帶帶上強大的正電，地球表面由于靜電感應(yīng)帶

上負(fù)電，傳送帶與地球表面平行正對，該部分空間可視為一平行板電容器。一身穿絕緣工作服的工人在傳送帶下方

作業(yè)，由此產(chǎn)生一系列電場問題，下列分析不正確的是（）

A.不考慮工人的影響，地球表面層與傳送帶間形成勻強電場

B.工人由于靜電感應(yīng)頭部帶負(fù)電，腳部帶正電

C工人身體中會產(chǎn)生持續(xù)向下的電流，工人會感受到電擊現(xiàn)象

D.工人的存在會影響該電容器的電容大小

傳送帶

1B右側(cè)金屬板帶正電、左側(cè)金屬板帶負(fù)電，所以板間勻強電場方向水平向左，電子帶負(fù)電，所以電子所受電

場力方向向右,電壓恒定，當(dāng)板間距砌'時，由七］知，E變大，則電場力F=qE增大，故選B。

知識歸納正電荷所受電場力與電場強度方向相同，負(fù)電荷所受電場力與電場強度方向相反。

2.B

關(guān)腱點撥從圖像中獲取相對介電常數(shù)￡,與濃度cm的關(guān)系。

解迤思路由圖像知，若降低溶液濃度，相對介電常數(shù)?會增大，由平行板電容器電容的決定式金口電

容會增大，故A錯誤；因為連接恒壓電源，U不變，由C=￥，增大，電容器充電，電流方向為NTM,故B正確，

c、D錯誤。

3C電容器的Q不變，極板間距d減小時，由O線知電容C噌大，A錯誤；由C=宗Q不變、C增大得板間

電壓U減小，B錯誤；￡=*?=*=隼與d無關(guān)，故Q不變、d減小時電場強度E不變，故C正確，D錯

aCa-4-加---d￡b

誤。

4D設(shè)油滴密度為p,由于金屬板間電勢差為U時，電荷量為q、半徑為r的球狀油滴靜止,則由受力平衡知

%=px；當(dāng)金屬板間電勢差為2U時，設(shè)此時電荷量為q'、半徑為r的球狀油滴能靜止，則有乎廣。'白尸四，

只有D選項中q1=4q,r'=2r能使②式成立，故選D。

5C充電過程中，電容器所帶電荷量增加，由。=供口極板間電勢差U增加，充電電流減小,A錯誤；充電過程

中，電容器上極板與電源正極相連，帶正電，電流由電源正極流向負(fù)極，故流過電阻R的電流由N點流向M點，

B錯誤；放電過程中，電容器所帶電荷量減少，由探口極板間電勢差U減小，故放電電流減小，C正確；放電

過程中，電容器上極板帶正電荷，故流過R的電流由M點流向N點，D錯誤。

6AC由圖可知N板為正極板，油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件可知油滴帶正電。斷開開關(guān)S,電荷量保持

不變，根據(jù)電容決定式。-普,M板稍微上移，d變大，電容減小，根據(jù)電容定義式C-號,可知板間電壓U變大，

所以靜電計指針偏角變大，故A正確根據(jù)電容決定式C=生，電容定義式C=￥，板間場強房?聯(lián)立可得E=寫,

4ndUa￡rS

斷開開關(guān)s,N板稍微下移，電荷量保持不變，所以板間場強不變，油滴靜止不動，下極板與P間電勢差為U=EdpN，

可知下極板與P間電勢差變大，而N板的電勢始終不變，所以P點電勢降低，根據(jù)與石可知帶電油滴的電勢能降

低，故B錯誤；保持開關(guān)S閉合，電容器兩板間電壓等于電阻Ro兩端的電壓,當(dāng)增大Ri的阻值時,Ro兩端的電

壓減小，電容器兩板間電壓降低，根據(jù)可知電容器將會放電，因為二極管的單向?qū)щ娦?，電容器的電荷量?/p>

能減少，根據(jù)板間場強￡=嚶,可知板間場強不變，所以油滴仍然靜止不動，故C正確；保持開關(guān)S閉合，電容器

兩板間電壓等于電阻Ro兩端的電壓，當(dāng)增大R2的阻值時,電容器兩板間電壓與R2的阻值無關(guān)，根據(jù)。=阿知

平行板電容器的帶電荷量保持不變,故D錯誤。

7B剪斷細(xì)線后，重力與電場力的合力沿著原先細(xì)線所在直線，-=tan3O,410皿因此/必廣1()8皿選項A錯

WC

誤；帶電小球的受力如圖所示,由幾何關(guān)系知F=Eq.6后7=%，則E=v5xl0R/c選項c錯誤;剪斷細(xì)線，小球克

服電場力做功隊卬尸dT側(cè)sin3O、解得用=(v5xio-4J,則電勢能增加了[6xl()7/選項B正確；R阻值變化不

會影響兩平行板之間的電勢差，即減小R的阻值，不會改變MC的距離，選項D錯誤。

mg

8答案(1)2x10-4(2)15.0(3)2(4>47002.8解題思路⑴由周期與頻率關(guān)系7=%導(dǎo)7=2乂1()-4&⑵由題圖乙可

知g0時1=15.0mA。(3)由題圖甲可知，電容器與電阻Rz并聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，放電結(jié)束后電容器兩極板

間電壓為U浮鼻E=2匕(4)電容器充滿電后U=E=6V,則△UEV,由可得C=470()RF;同理有△。產(chǎn)增

A|T/<2OC

=0.8匕所以0=七+口。=2.8V。

-33-44-4

9答案(l)b(2)6.5((3)3.7xiO(3.6xlO-M.8xlO-)(4)4.6X10(4.5X10~~4.8X10)(5)D1

解題思路(1)根據(jù)分壓電路的特點，若要升高電容器充電電壓，滑片應(yīng)向b端移動。

(2)電壓表的分度值為0.5V,可知示數(shù)為6.5Vo

(3)由q=ll可知，1-1圖線與橫軸所圍面積表示電荷量，每一個〃格代表的電荷量為q=0.2mAx0.5s=I.OxIO-4C。

計數(shù)時大于半個格記為一個格，不足半個格舍掉，則圖線與橫軸所圍總格數(shù)約為37個，故電容器存儲的電荷量Q=

37^=3.7xjo^Co

(4根據(jù)電容定義式。=勞可得04.6x10-4&

(5)電容器充電時左側(cè)為正極板，放電時電流沿順時針方向，根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦?，電流從二極管Di

的正極流入，Di閃光。

10答案(1)8:1(2)見解題思路

解迤思路(1)設(shè)油滴a、b的質(zhì)量分別為m。、m0，半徑分別為r。、r。，密