重難點13儲存電能的工具——電容器

1．把被測的力學量（如位移、力、速度等）轉換成電容變化進而轉變成電信號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、壓力傳感器的簡化模型圖。下列分析正確的是（　　）

A．圖1所示，被測物體向左移動時，電容減小
B．圖1所示，被測物體向左移動時，θ增大
C．圖2所示，當F向上壓膜片電極時，電容將減小
D．圖2所示，當F向上壓膜片電極時，極板間的電壓減小
2．電容器作為儲能器件，在生產生活中有著廣泛的應用。在如圖所示的充電電路中，R為電阻，E為電源（內阻不計）。通過改變電源和電阻對同一電容器進行兩次充電，對應的

曲線如圖中①②所示，則下列說法正確的是（　　）

A．充電過程中，電容器帶電荷量增加，電流增大
B．充電過程中，電阻兩端的電壓在逐漸減小
C．兩次充電，電源的電動勢大小不相等
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，兩導體間的電勢差為U，若兩導體分別帶上+2Q和-2Q的電荷，則它們間的電勢差為（　　）

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。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態，若將云母介質插入電容器，則電容器（）

A．兩極板間的電勢差變大，極板間電場強度變大
B．兩極板間的電勢差變小，極板間電場強度變小
C．油滴帶正電
D．帶電油滴的電勢能將減小
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，閉合開關K，此時板間場強為

。現在兩板中央插入厚度為

的金屬板，電路穩定后，板間場強為

，斷開開關K，抽出金屬板，此時板間場強為

。則

為（　　）

A．1：1：1 B．1：2：2 C．1：2：1 D．1：1：2
6．如圖所示，平行板電容器通過一滑動變阻器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，閉合開關S后，下列說法正確的是（　　）

A．若只在兩板間插入電介質，電容器的兩板間電壓將增大
B．若只在兩板間插入電介質，電容器的電容將保持減小
C．若只將滑動變阻器滑片P向上移動，電容器儲存的電量將減小
D．若只將電容器下極板向下移動一小段距離，此過程電流計中有從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兩點射入電場，兩小球恰能分別沿直線AC、BC運動到C點，則下列說法正確的是（　　）

A．電場中的電勢

B．小球a、b在C位置一定具有相等的電勢能
C．僅將下極板N向左平移，則小球a、b仍能沿直線運動
D．僅將下極板N向下平移，則小球a、b仍能沿直線運動
8．如圖所示，平行金屬板極板水平放置，開關k₁、k₂均閉合，此時處于O點的電子槍水平向右射出速度相同的電子，經過金屬板間電場后擊中熒光屏的P點，則（　　）

A．只將R₁的滑片向右移，電子將擊中P上方一點
B．只將R₂的滑片向右移，電子將擊中P上方一點
C．斷開開關k₁上極板向上移一小段距離，電子仍擊中P點
D．斷開開關k₂上極板向上移一小段距離，電子仍擊中P點
9．按如圖所示電路連接好器材，使開關S先后接觸a、b，下列說法正確的是（　　）

A．S接a時，自由電子穿過了電容器間的電介質
B．S接a時與接b時，電流表指針的偏轉方向相反
C．S接a時，電容器充電，電容器的電能轉化為其他形式的能
D．S離開a接到b時，電容器放電，其他形式的能轉化為電容器的電能
10．如圖所示為某機器人中電容式位移傳感器工作的簡化模型圖。當被測物體在左右方向移動時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動，連接電容器的靜電計會顯示電容器電壓的變化，進而能測出電容的變化，最后就能探測到物體移動的情況，若靜電計的指針偏角為

，則（　　）

A．被測物體向左移動時，電容C增大，偏角

不變
B．被測物體向左移動時，電容C減小，偏角

增大
C．被測物體向右移動時，電容C增大，偏角

減小
D．被測物體向右移動時，電容C減小，偏角

增大
11．為厲行低碳環保，很多城市用超級電容車替換城市公交。某款公交車在車底部安裝超級電容器（如圖），其標稱“2.7V 3000F”車輛進站后，車頂充電設備迅速搭到充電樁上完成快充，若該款超級電容車的質量為2000kg，額定功率60kW，在平直的水平路面上行駛時，最大行駛速度為90km/h，在不載客的情況下，下列說法正確的是（　　）

A．超級電容器的電容隨電壓的增大而增大
B．超級電容車的最大儲存電量為81000C
C．電容器在2.7V電壓下才能正常工作
D．超級電容車以最大速度行駛時受到阻力的大小為2.4×10³N
12．工廠在生產紡織品、紙張等絕緣材料時，通常要在生產流水線上設置如圖所示的感應器，其中A、B為平行板電容器的上、下兩個極板，上、下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上，當流水線上的產品進入A、B之間時，下列說法正確的是（　　）

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流過靈敏電流計
13．C₁和C₂兩空氣電容器串聯起來接上電源充電。然后將電源斷開，再把一電介質板插入C₁中，則下列選項正確的是（　　）

A．C₁上電勢差減小，C₂上電勢差增大
B．C₁上電勢差減小，C₂上電勢差不變
C．C₁上電勢差增大，C₂上電勢差減小
D．C₁上電勢差增大，C₂上電勢差不變
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，油滴開始向上運動，經時間t后，電容器突然放電，失去一部分電荷ΔQ′，又經時間t，油滴回到原位置，假如在運動過程中油滴電荷量一定，則（　　）
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線懸掛一帶電小球。開始時開關S閉合且滑動變阻器的滑動頭P在a處，此時絕緣線向右偏離豎直方向，偏角為θ，電源的內阻不能忽略，則下列判斷正確的是（　　）

A．小球帶負電
B．當滑動頭從a向b滑動時，細線的偏角θ變小
C．當滑動頭從a向b

滑動時，電流表中有電流，方向從下向上
D．當滑動頭停在b處時，電源的輸出功率一定大于滑動頭在a處時電源的輸出功率
16．某創新實驗小組為研究電子在平行金屬板間運動的規律，設計了如圖所示的實驗：讓一束頻率為v的單色光照射某堿金屬，電子通過速度選擇器后，使具有最大初動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，發現光電子恰能從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，極板長為L、間距為d，普朗克常量為h，電子的電荷量為e，不計電子重力和電子間的相互作用，整個裝置放在真空中。則以下說法中正確的是

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

D．該堿金屬的逸出功為

17．在一次科學晚會上，一位老師表演了一個“魔術”：如圖，一個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負極相連，金屬片與靜電起電機正極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。當把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。在起電機搖動時，下列說法正確的是（　　）

A．塑料瓶內存在的是勻強電場 B．鋸條電勢高于金屬片電勢
C．煙塵最終被吸附到金屬片上 D．煙塵被吸附過程中電勢能增加
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。下列說法正確的是（　　）
A．如果指針不動，說明電容器可能存在斷路
B．如果指針滿偏，說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，說明電容器漏電
D．如果指針偏移后不恢復電流零位置，說明電容器完好
19．在如圖所示的電路中，電源內阻不能忽略，電流表、電壓表都是理想電表，A、B為小燈泡，R₁為滑動變阻器，R₂為定值電阻，C為電容很大的電容器，閉合開關S后小燈泡均發光。現將滑動變阻器R₁的滑片P向右緩慢滑動一段距離，則下列說法正確的是（　　）

A．電流表的示數減小
B．電壓表的示數增大
C．小燈泡A、B均變亮
D．當電路穩定后，斷開開關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的金屬圓環內存在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。長為l的金屬棒，一端與圓環接觸良好，另一端固定在豎直導電轉軸

上，隨軸以角速度

勻速轉動。在圓環的A點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狀態。已知重力加速度為g，不計其它電阻和摩擦，下列說法正確的是（　　）

A．棒產生的電動勢為

B．微粒的電荷量與質量之比為

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，組成一個電容為C的平行板電容器，R₁為定值電阻，R₂為可變電阻，開關S閉合.質量為m的帶正電的微粒從O點以水平速度v射入金屬板問，沿曲線打在b板上的P點若經有關調整后，微粒仍從O點以水平速度v射入，不計空氣阻力及板外電場，則下列判斷正確的是（　　）

A．只增大R₂，微粒打在P點左側
B．只增大R₂，微粒仍打在P點
C．S斷開，a板稍微豎直上移，微粒仍打在P點
D．S斷開，a板稍微豎直上移，微粒打在P點左側
22．一般煙霧報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、負離子，正、負離子分別向兩極板運動，從而產生電流。當煙霧進入探測腔內時，煙霧會吸收部分射線，導致電流減少，外電路探測到兩個電極之間電壓電流的變化，從而觸發警報。根據以上信息，下列說法正確的是（　　）

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動
B．镅放出的射線只有γ射線
C．1 kg的镅經1296年將有125 g發生衰變
D．根據歐姆定律，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點處于靜止狀態。以E表示兩極板間的電場強度，U表示兩極板間的電壓，E_p表示電荷在P點的電勢能。若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確的是（　　）

A．E變小 B．U變大
C．E_p不變 D．電荷仍保持靜止
24．超級電容器是電容C達到上千法拉甚至上萬法拉的大容量電容器，具有功率密度高、充電速度快、循環壽命長等優點。現采用如下圖所示的電路對某個超級電容器充電。充電器具有控制輸出電壓和輸出電流的功能。充電過程分為兩個階段：第一階段是恒流（即充電器輸出的電流不變）充電，當充電器檢測到電壓達到一定值后，進入第二階段，進行恒壓充電（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，關于充電過程，下列說法正確的是（　　）

A．恒流充電時，充電器的輸出功率逐漸減小
B．恒流充電時，超級電容器兩端電壓隨時間均勻增加
C．恒壓充電時，電阻R兩端的電壓逐漸減小
D．恒壓充電時，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勢為E′的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略。一帶負電油滴被固定于電容器中的P點。現將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則（　　）

A．平行板電容器的電容將變大
B．靜電計指針張角變小
C．帶電油滴的電勢能將減少
D．若先將上極板與電源正極的導線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變
26．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地，一帶負電油滴被固定于電容器中的P點。現將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則（　　）

A．平行板電容器的電容變大
B．靜電計指針張角變小
C．帶電油滴的電勢能減少
D．帶電油滴受到的電場力變小
27．智能手機觸摸屏多數是電容式觸摸屏，當手指接觸屏幕上某個部位時，就會與ITO材料構成耦合電容，從而改變觸點處的電容大小。如圖簡化的電路，當改變可動膜片與固定電極的距離d，使電容C改變；當d變小時，下列說法正確的是（　　）

A．電容C變大
B．電容C變小
C．流過R的電流從a到b
D．流過R的電流從b到a
28．如圖所示，D是一個具有單向導電性的理想二極管，水平放置的平行板電容器AB內部原有帶電微粒P處于靜止狀態。下列措施下，關于P的運動情況的說法中正確的是（　　）

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向下運動
C．保持S閉合，另將A板接地，B板稍微上移，則P所處原位置電勢降低
D．若B板接地，斷開S后，A板稍微下移，P的電勢能增加
29．研究平行板電容器電容的裝置如圖所示。設電容器所帶電荷量為Q（幾乎保持不變），極板間電場強度為E，靜電計指針偏角為θ，在極板間電勢為φ的P點固定一負電荷，其電勢能為E_P。現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，Q點的切線水平，質量m=6×10^-2kg,帶電量q=8×10^-3C從與圓心O等高的P點由靜止釋放，從Q點進入極板間距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動，且此時電動機剛好能正常工作。已知電源電動勢E=15V、內阻r=1Ω、定值電阻R₀=6Ω、電動機線圈電阻r_M=0.6Ω，取g=10m/s²。求：
(1)小球到達Q點時的速度大小；
(2)電動機輸出的機械功率。

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重難點13儲存電能的工具——電容器

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