重難點(diǎn)13儲(chǔ)存電能的工具——電容器

1．把被測(cè)的力學(xué)量（如位移、力、速度等）轉(zhuǎn)換成電容變化進(jìn)而轉(zhuǎn)變成電信號(hào)變化的傳感器稱為電容傳感器。圖1、圖2分別是電容式位移、壓力傳感器的簡(jiǎn)化模型圖。下列分析正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．圖1所示，被測(cè)物體向左移動(dòng)時(shí)，電容減小
B．圖1所示，被測(cè)物體向左移動(dòng)時(shí)，θ增大
C．圖2所示，當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小
D．圖2所示，當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，極板間的電壓減小
2．電容器作為儲(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。在如圖所示的充電電路中，R為電阻，E為電源（內(nèi)阻不計(jì)）。通過(guò)改變電源和電阻對(duì)同一電容器進(jìn)行兩次充電，對(duì)應(yīng)的

曲線如圖中①②所示，則下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．充電過(guò)程中，電容器帶電荷量增加，電流增大
B．充電過(guò)程中，電阻兩端的電壓在逐漸減小
C．兩次充電，電源的電動(dòng)勢(shì)大小不相等
D．兩次充電，電阻R大小相等
3．如圖所示，彼此絕緣的同軸金屬圓管和圓柱分別帶上等量的異種電荷Q后，兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差為U，若兩導(dǎo)體分別帶上+2Q和-2Q的電荷，則它們間的電勢(shì)差為（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．2U B．4U
C．8U D．16U
4．如圖所示，一平行板電容器兩極板接在恒壓直流電源上，充滿電之后與電源端開(kāi)。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)，若將云母介質(zhì)插入電容器，則電容器（）

A．兩極板間的電勢(shì)差變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大
B．兩極板間的電勢(shì)差變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變小
C．油滴帶正電
D．帶電油滴的電勢(shì)能將減小
5．如圖所示，把一板間距為d的平行板電容器接在電壓為U的電源上，閉合開(kāi)關(guān)K，此時(shí)板間場(chǎng)強(qiáng)為

?，F(xiàn)在兩板中央插入厚度為

的金屬板，電路穩(wěn)定后，板間場(chǎng)強(qiáng)為

，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，抽出金屬板，此時(shí)板間場(chǎng)強(qiáng)為

。則

為（　　）

A．1：1：1 B．1：2：2 C．1：2：1 D．1：1：2
6．如圖所示，平行板電容器通過(guò)一滑動(dòng)變阻器R與直流電源連接，G為一零刻度在表盤中央的靈敏電流計(jì)，閉合開(kāi)關(guān)S后，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．若只在兩板間插入電介質(zhì)，電容器的兩板間電壓將增大
B．若只在兩板間插入電介質(zhì)，電容器的電容將保持減小
C．若只將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)，電容器儲(chǔ)存的電量將減小
D．若只將電容器下極板向下移動(dòng)一小段距離，此過(guò)程電流計(jì)中有從b到a方向的電流
7．如圖所示，兩金屬板M、N帶有等量異種電荷，正對(duì)且水平放置。帶正電小球a、b以一定的速度分別從A、B兩點(diǎn)射入電場(chǎng)，兩小球恰能分別沿直線AC、BC運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．電場(chǎng)中的電勢(shì)

B．小球a、b在C位置一定具有相等的電勢(shì)能
C．僅將下極板N向左平移，則小球a、b仍能沿直線運(yùn)動(dòng)
D．僅將下極板N向下平移，則小球a、b仍能沿直線運(yùn)動(dòng)
8．如圖所示，平行金屬板極板水平放置，開(kāi)關(guān)k₁、k₂均閉合，此時(shí)處于O點(diǎn)的電子槍水平向右射出速度相同的電子，經(jīng)過(guò)金屬板間電場(chǎng)后擊中熒光屏的P點(diǎn)，則（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．只將R₁的滑片向右移，電子將擊中P上方一點(diǎn)
B．只將R₂的滑片向右移，電子將擊中P上方一點(diǎn)
C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)k₁上極板向上移一小段距離，電子仍擊中P點(diǎn)
D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)k₂上極板向上移一小段距離，電子仍擊中P點(diǎn)
9．按如圖所示電路連接好器材，使開(kāi)關(guān)S先后接觸a、b，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．S接a時(shí)，自由電子穿過(guò)了電容器間的電介質(zhì)
B．S接a時(shí)與接b時(shí)，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向相反
C．S接a時(shí)，電容器充電，電容器的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能
D．S離開(kāi)a接到b時(shí)，電容器放電，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電容器的電能
10．如圖所示為某機(jī)器人中電容式位移傳感器工作的簡(jiǎn)化模型圖。當(dāng)被測(cè)物體在左右方向移動(dòng)時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)，連接電容器的靜電計(jì)會(huì)顯示電容器電壓的變化，進(jìn)而能測(cè)出電容的變化，最后就能探測(cè)到物體移動(dòng)的情況，若靜電計(jì)的指針偏角為

，則（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．被測(cè)物體向左移動(dòng)時(shí)，電容C增大，偏角

不變
B．被測(cè)物體向左移動(dòng)時(shí)，電容C減小，偏角

增大
C．被測(cè)物體向右移動(dòng)時(shí)，電容C增大，偏角

減小
D．被測(cè)物體向右移動(dòng)時(shí)，電容C減小，偏角

增大
11．為厲行低碳環(huán)保，很多城市用超級(jí)電容車替換城市公交。某款公交車在車底部安裝超級(jí)電容器（如圖），其標(biāo)稱“2.7V 3000F”車輛進(jìn)站后，車頂充電設(shè)備迅速搭到充電樁上完成快充，若該款超級(jí)電容車的質(zhì)量為2000kg，額定功率60kW，在平直的水平路面上行駛時(shí)，最大行駛速度為90km/h，在不載客的情況下，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．超級(jí)電容器的電容隨電壓的增大而增大
B．超級(jí)電容車的最大儲(chǔ)存電量為81000C
C．電容器在2.7V電壓下才能正常工作
D．超級(jí)電容車以最大速度行駛時(shí)受到阻力的大小為2.4×10³N
12．工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時(shí)，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示的感應(yīng)器，其中A、B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板，上、下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上，當(dāng)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)入A、B之間時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．A、B平行板電容器的電容減小
B．A、B兩板間的電壓增大
C．A、B兩板上的電荷量變小
D．有電流從a向b流過(guò)靈敏電流計(jì)
13．C₁和C₂兩空氣電容器串聯(lián)起來(lái)接上電源充電。然后將電源斷開(kāi)，再把一電介質(zhì)板插入C₁中，則下列選項(xiàng)正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．C₁上電勢(shì)差減小，C₂上電勢(shì)差增大
B．C₁上電勢(shì)差減小，C₂上電勢(shì)差不變
C．C₁上電勢(shì)差增大，C₂上電勢(shì)差減小
D．C₁上電勢(shì)差增大，C₂上電勢(shì)差不變
14．原有一帶電油滴靜止在極板水平放置的平行板電容器中，給電容器再充上一些電荷ΔQ，油滴開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后，電容器突然放電，失去一部分電荷ΔQ′，又經(jīng)時(shí)間t，油滴回到原位置，假如在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中油滴電荷量一定，則（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
A．

＝4 B．

＝3 C．

＝2 D．

＝1
15．如圖所示，A和B為豎直放置的平行金屬板，在兩極板間用絕緣細(xì)線懸掛一帶電小球。開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P在a處，此時(shí)絕緣線向右偏離豎直方向，偏角為θ，電源的內(nèi)阻不能忽略，則下列判斷正確的是（　　）

A．小球帶負(fù)電
B．當(dāng)滑動(dòng)頭從a向b滑動(dòng)時(shí)，細(xì)線的偏角θ變小
C．當(dāng)滑動(dòng)頭從a向b

滑動(dòng)時(shí)，電流表中有電流，方向從下向上
D．當(dāng)滑動(dòng)頭停在b處時(shí)，電源的輸出功率一定大于滑動(dòng)頭在a處時(shí)電源的輸出功率
16．某創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組為研究電子在平行金屬板間運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：讓一束頻率為v的單色光照射某堿金屬，電子通過(guò)速度選擇器后，使具有最大初動(dòng)能的電子沿中軸線水平射入水平放置的平行板電容器A、B極板之間，發(fā)現(xiàn)光電子恰能從B極板的右邊緣飛出。已知平行板電容器的電容為C，帶電荷量為Q，極板長(zhǎng)為L、間距為d，普朗克常量為h，電子的電荷量為e，不計(jì)電子重力和電子間的相互作用，整個(gè)裝置放在真空中。則以下說(shuō)法中正確的是

A．增加單色光的照射強(qiáng)度，則光電子不能從電容器中飛出
B．將A極板向下移動(dòng)少許，則光電子不能從電容器中飛出
C．光電子的最大初動(dòng)能為

D．該堿金屬的逸出功為

17．在一次科學(xué)晚會(huì)上，一位老師表演了一個(gè)“魔術(shù)”：如圖，一個(gè)空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐(金屬)片，將鋸條與靜電起電機(jī)負(fù)極相連，金屬片與靜電起電機(jī)正極相連。在塑料瓶里放一盤點(diǎn)燃的蚊香，很快就看見(jiàn)整個(gè)透明塑料瓶里煙霧繚繞。當(dāng)把起電機(jī)一搖，頓時(shí)塑料瓶清澈透明，停止搖動(dòng)，又是煙霧繚繞。在起電機(jī)搖動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．塑料瓶?jī)?nèi)存在的是勻強(qiáng)電場(chǎng) B．鋸條電勢(shì)高于金屬片電勢(shì)
C．煙塵最終被吸附到金屬片上 D．煙塵被吸附過(guò)程中電勢(shì)能增加
18．使用多用電表可以判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。選擇倍率最大的電阻擋，正確完成歐姆調(diào)零，然后將一支表筆同電容器的一端接觸，用另一支表筆去接觸另一端。下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
A．如果指針不動(dòng)，說(shuō)明電容器可能存在斷路
B．如果指針滿偏，說(shuō)明電容器可能存在斷路
C．如果指針有明顯的偏移又逐漸回到電流零位置，說(shuō)明電容器漏電
D．如果指針偏移后不恢復(fù)電流零位置，說(shuō)明電容器完好
19．在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，電流表、電壓表都是理想電表，A、B為小燈泡，R₁為滑動(dòng)變阻器，R₂為定值電阻，C為電容很大的電容器，閉合開(kāi)關(guān)S后小燈泡均發(fā)光?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P向右緩慢滑動(dòng)一段距離，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．電流表的示數(shù)減小
B．電壓表的示數(shù)增大
C．小燈泡A、B均變亮
D．當(dāng)電路穩(wěn)定后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小燈泡A、B均立刻熄滅
20．如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)為l的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸

上，隨軸以角速度

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓環(huán)的A點(diǎn)和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g，不計(jì)其它電阻和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

B．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為

C．電阻消耗的電功率為

D．電容器所帶的電荷量為

21．如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板a、b，相距為d，組成一個(gè)電容為C的平行板電容器，R₁為定值電阻，R₂為可變電阻，開(kāi)關(guān)S閉合.質(zhì)量為m的帶正電的微粒從O點(diǎn)以水平速度v射入金屬板問(wèn)，沿曲線打在b板上的P點(diǎn)若經(jīng)有關(guān)調(diào)整后，微粒仍從O點(diǎn)以水平速度v射入，不計(jì)空氣阻力及板外電場(chǎng)，則下列判斷正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．只增大R₂，微粒打在P點(diǎn)左側(cè)
B．只增大R₂，微粒仍打在P點(diǎn)
C．S斷開(kāi)，a板稍微豎直上移，微粒仍打在P點(diǎn)
D．S斷開(kāi)，a板稍微豎直上移，微粒打在P點(diǎn)左側(cè)
22．一般煙霧報(bào)警器工作原理如圖所示，半衰期為432年的放射性元素镅

衰變所釋放的射線可使空氣分子電離成正、負(fù)離子，正、負(fù)離子分別向兩極板運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。當(dāng)煙霧進(jìn)入探測(cè)腔內(nèi)時(shí)，煙霧會(huì)吸收部分射線，導(dǎo)致電流減少，外電路探測(cè)到兩個(gè)電極之間電壓電流的變化，從而觸發(fā)警報(bào)。根據(jù)以上信息，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．若圖中電流表中電流方向從左向右，則正離子向右極板運(yùn)動(dòng)
B．镅放出的射線只有γ射線
C．1 kg的镅經(jīng)1296年將有125 g發(fā)生衰變
D．根據(jù)歐姆定律，理想電流表中的電流與兩極板間電壓成正比、與兩極板之間的電阻成反比
23．如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a。平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷，在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，U表示兩極板間的電壓，E_p表示電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能。若保持極板B不動(dòng)，將極板A稍向上平移，則下列說(shuō)法中正確的是（　　）

A．E變小 B．U變大
C．E_p不變 D．電荷仍保持靜止
24．超級(jí)電容器是電容C達(dá)到上千法拉甚至上萬(wàn)法拉的大容量電容器，具有功率密度高、充電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)采用如下圖所示的電路對(duì)某個(gè)超級(jí)電容器充電。充電器具有控制輸出電壓和輸出電流的功能。充電過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一階段是恒流（即充電器輸出的電流不變）充電，當(dāng)充電器檢測(cè)到電壓達(dá)到一定值后，進(jìn)入第二階段，進(jìn)行恒壓充電（即充電器輸出的電壓不變），直到充電終止。若電阻R阻值恒定，關(guān)于充電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．恒流充電時(shí)，充電器的輸出功率逐漸減小
B．恒流充電時(shí)，超級(jí)電容器兩端電壓隨時(shí)間均勻增加
C．恒壓充電時(shí)，電阻R兩端的電壓逐漸減小
D．恒壓充電時(shí)，充電器的輸出功率逐漸增大
25．如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E′的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷量很少，可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)?，F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．平行板電容器的電容將變大
B．靜電計(jì)指針張角變小
C．帶電油滴的電勢(shì)能將減少
D．若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開(kāi)，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變
26．如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地，一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)。現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．平行板電容器的電容變大
B．靜電計(jì)指針張角變小
C．帶電油滴的電勢(shì)能減少
D．帶電油滴受到的電場(chǎng)力變小
27．智能手機(jī)觸摸屏多數(shù)是電容式觸摸屏，當(dāng)手指接觸屏幕上某個(gè)部位時(shí)，就會(huì)與ITO材料構(gòu)成耦合電容，從而改變觸點(diǎn)處的電容大小。如圖簡(jiǎn)化的電路，當(dāng)改變可動(dòng)膜片與固定電極的距離d，使電容C改變；當(dāng)d變小時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．電容C變大
B．電容C變小
C．流過(guò)R的電流從a到b
D．流過(guò)R的電流從b到a
28．如圖所示，D是一個(gè)具有單向?qū)щ娦缘睦硐攵O管，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列措施下，關(guān)于P的運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法中正確的是（　?。?span style="display:none">FAs物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A．保持S閉合，增大A、B板間距離，P仍靜止
B．保持S閉合，減小A、B板間距離，P向下運(yùn)動(dòng)
C．保持S閉合，另將A板接地，B板稍微上移，則P所處原位置電勢(shì)降低
D．若B板接地，斷開(kāi)S后，A板稍微下移，P的電勢(shì)能增加
29．研究平行板電容器電容的裝置如圖所示。設(shè)電容器所帶電荷量為Q（幾乎保持不變），極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E，靜電計(jì)指針偏角為θ，在極板間電勢(shì)為φ的P點(diǎn)固定一負(fù)電荷，其電勢(shì)能為E_P?，F(xiàn)僅將左極板向左平移，則（　　）

A．θ變大，E不變 B．θ變小，E變小
C．φ升高，E_p變小 D．φ降低，E_p變大
30．如圖所示，半徑R=0.8m的

光滑絕緣圓弧軌道PQ固定在豎直平面內(nèi)，Q點(diǎn)的切線水平，質(zhì)量m=6×10^-2kg,帶電量q=8×10^-3C從與圓心O等高的P點(diǎn)由靜止釋放，從Q點(diǎn)進(jìn)入極板間距d=8×10^-2m的兩水平平行板電容器后，剛好能在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好能正常工作。已知電源電動(dòng)勢(shì)E=15V、內(nèi)阻r=1Ω、定值電阻R₀=6Ω、電動(dòng)機(jī)線圈電阻r_M=0.6Ω，取g=10m/s²。求：
(1)小球到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大??；
(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。

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