2023年高考物理知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)與真題 電容器

電容器

一、真題精選（高考必備）

2.（2021?重慶?高考真題）電容式加速傳感器常用于觸發(fā)汽車安全氣囊，簡(jiǎn)化圖如圖所示，極板”、N組成的電容

器為平行板電容器，M固定，N可左右移動(dòng)，通過測(cè)量電容器極板間的電壓的變化來(lái)確定汽車的加速度。當(dāng)汽車遇

緊急情況剎車時(shí)，極板M、N間的距離減小，若極板上的電荷量不變，則電容器（）

B.極板間的電壓變大

C.極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小D.極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變

3.（2009?海南?高考真題）一平行板電容器兩極板間距為"、極板面積為S,電容為C=學(xué)，其中是常量。對(duì)

a

此電容器充電后斷開電源。當(dāng)增加兩板間距時(shí)，電容器極板間（）

A.電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電勢(shì)差變大

B.電場(chǎng)強(qiáng)度不變，電勢(shì)差不變

C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電勢(shì)差不變

D.電場(chǎng)強(qiáng)度較小，電勢(shì)差減小

4.（2018?北京?高考真題）研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)前,只用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，能使電容器帶電

B.實(shí)驗(yàn)中,只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

C.實(shí)驗(yàn)中,只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D.實(shí)驗(yàn)中,只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

（2015?安徽?高考真題）已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為今，其中5為平面上單位

5.

面積所帶的電荷量，%為常量.如圖所示的平行板電容器，極板正對(duì)面積為S,其間為真空，帶電荷量為0?不計(jì)

邊緣效應(yīng)時(shí)，極板可看作無(wú)窮大導(dǎo)體板，則極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為

+

+

S+

+

+

。工Q

A.B.丁三和M

2%SεuS

QQ2°-,和轟

C.2/S和xπ24S

6.（2010?重慶?高考真題）某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和。為兩金屬基板,

對(duì)著話筒說話時(shí)，P振動(dòng)而。可視為不動(dòng)，在尸、。間距增大過程中,

二

::9:L絕緣固定支架

M

E

N

A.P、。構(gòu)成的電容器的電容增大

B.P上電荷量保持不變

C.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低

D.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高

7.（2017?海南?高考真題）如圖，平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負(fù)極相連，一帶電小球經(jīng)絕緣

輕繩懸掛于兩極板之間，處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)保持右極板不動(dòng)，將左極板向左緩慢移動(dòng)關(guān)于小球所受的電場(chǎng)力大小廠和

繩子的拉力大小7,下列判斷正確的是

A.尸逐漸減小，7逐漸減小

B.F逐漸增大，T逐漸減小

C.尸逐漸減小，T逐漸增大

D.尸逐漸增大，T逐漸增大

8.（2016?天津?高考真題）如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器

下級(jí)板都接地.在兩極板間有一固定在尸點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，EP表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電

勢(shì)能，。表示靜電計(jì)指針的偏角.若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（）

A.e增大，E增大B.e增大，EP不變

c.e減小，EP增大D.e減小，E不變

9.（2014?海南?高考真題）如圖，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為

d,在下極板上疊放一厚度為/的金屬板，其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中。當(dāng)把金屬板從電容器中快速

抽出后，粒子尸開始運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為（）

D.Γ7g

10.（2008?重慶?高考真題）如圖所示，圖1是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下

板為待測(cè)物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量。將隨待測(cè)物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化，若。隨時(shí)間t

的變化關(guān)系為。=備（a、b為大于零的常數(shù)），其圖象如圖2所示，那么圖3、圖4中反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小E和

A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④

11.（2008?寧夏?高考真題）（多選）如圖所示，C為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板；a板接地；P

和Q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導(dǎo)線相連，Q板接地.開始時(shí)

懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度α.在以下方法中，能使懸線的偏角a變大的是

A.縮小a、b間的距離B.加大a、b間的距離

C.取出a、b兩極板間的電介質(zhì)D.換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)

12.（2018?江蘇?高考真題）（多選）如圖所示，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80V時(shí)，閃光燈瞬間

導(dǎo)通并發(fā)光，C放電.放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對(duì)C充電.這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性

地發(fā)光.該電路（）

A.充電時(shí)，通過R的電流不變

B.若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)

C.若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大

D.若E減小為85V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變

二、強(qiáng)基訓(xùn)練（高手成長(zhǎng)基地）

1.（2022?浙江?高三專題練習(xí)）如圖所示，兩塊平行金屬板M、N通過導(dǎo)線、開關(guān)與電源相接，其中N板接地。板

間用絕緣細(xì)繩懸掛一帶負(fù)電的小球。閉合開關(guān)S,把細(xì)1線拉開一小角度（小于10。）后，自Z點(diǎn)靜止釋放小球小

A.小球在/點(diǎn)電勢(shì)能大于在8點(diǎn)電勢(shì)能

B.只將M板向下移動(dòng)時(shí)8點(diǎn)電勢(shì)保持不變

C.只斷開開關(guān)則小球?qū)⑼Ｖ箶[動(dòng)

D.只把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)則小球擺動(dòng)周期變小

2.（2022?湖南?長(zhǎng)郡中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，甲、乙為兩個(gè)相同的平行板電容器，它們的極板均水平放置，上極

板間連有一個(gè)二極管，下極板均接地.。源是電荷量相同、質(zhì)量分別為機(jī)八咤的帶負(fù)電油滴。當(dāng)甲、乙的電荷量分別為

時(shí)，油滴恰好分別懸浮在甲、乙的極板之間，則下列說法可能正確的是（）

二極管

甲乙

?a?b

大于

A.QlQ2

B.大于機(jī)2

C.將甲的上極板向上平移少許，α向下運(yùn)動(dòng)，。向上運(yùn)動(dòng)

D.將乙的上極板向右平移少許，α向下運(yùn)動(dòng)，6向上運(yùn)動(dòng)

3.（2022?湖南師大附中高二開學(xué)考試）（多選）如圖所示，A,B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)S分

別與電源兩極相連，兩極中央各有一個(gè)小孔a和b,在a孔正上方某處放一帶電質(zhì)點(diǎn)由靜止開始下落，若不計(jì)空氣

阻力，該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零，然后返回?，F(xiàn)要使帶電質(zhì)點(diǎn)能穿過b孔，則可行的方法是（）

moq

A

E-

B

A.保持S閉合，將A板適當(dāng)上移

B.保持S閉合，將B板適當(dāng)下移

C.先斷開S,再將A板適當(dāng)下移

D.先斷開S,再將B板適當(dāng)下移

4.（2022?湖北?高二期末）（多選）我國(guó)國(guó)產(chǎn)東風(fēng)洲際彈道核導(dǎo)彈可突破西方國(guó)家的防空反導(dǎo)系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的戰(zhàn)

略威懾力，其內(nèi)部固定安裝有多種類型的傳感器。例如電容式導(dǎo)彈加速度傳感器原理如圖所示，質(zhì)量塊左、右側(cè)分

別連接電介質(zhì)和輕質(zhì)彈簧，彈簧與電容器固定在武器身體內(nèi)部，質(zhì)量塊套在光滑且平行于彈簧軸線的固定直桿上,

質(zhì)量塊可帶動(dòng)電介質(zhì)移動(dòng)從而改變電容。則（）

質(zhì)

量

塊

計(jì)算機(jī)

A.電介質(zhì)插入極板間越深，則電容器電容越大

B.導(dǎo)彈沿彈簧軸線方向向右做加速運(yùn)動(dòng)，則電路中一定有電流

C.導(dǎo)彈由靜止突然沿彈簧軸線方向向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中有順時(shí)針方向的電流

D.導(dǎo)彈沿彈簧軸線方向向右勻加速運(yùn)動(dòng)過程中突然開始勻速，穩(wěn)定后彈簧長(zhǎng)度會(huì)變長(zhǎng)

5.（2019?北京一七一中高二期中）（多選）電容器充電后就儲(chǔ)存了能量，某同學(xué)研究電容器儲(chǔ)存的能量E與電容

器的電容C、電荷量。及電容器兩極間電壓。之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā)，認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電

荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板過程中克服電場(chǎng)力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓"隨電荷量q變化的

圖像（如圖所示）。按照他的想法，下列說法正確的是（）

A."-g圖線的斜率越大，電容C越大

B.搬運(yùn)Aq的電量，克服電場(chǎng)力所做的功近似等于Aq上方小矩形的面積

C.對(duì)同一電容器，電容器儲(chǔ)存的能量E與兩極間電壓U成正比

D.若電容器電荷量為0時(shí)儲(chǔ)存的能量為區(qū)則電容器電荷量為號(hào)時(shí)儲(chǔ)存的能量為日

6.（2023?全國(guó)?高三專題練習(xí)）某實(shí)驗(yàn)小組利用圖（α）所示電路測(cè)量一電容器的電容，實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電容器

（電容標(biāo)稱值Co=IOOoμF）,6節(jié)干電池，定值電阻R,電壓傳感器，電流傳感器，計(jì)算機(jī)，單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)

線若干。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）按圖（α）連接實(shí)物電路。先將開關(guān)S從2端撥至1端，電源對(duì)電容器充電；再將開關(guān)S撥至2端，電容器放

電。傳感器將信息即時(shí)輸入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出如圖（b）所示的電流/、電壓。隨時(shí)間，變化的/-f圖線、U-t

圖線，則曲線（選填①②③④）表示電容器充電過程的UT圖線，曲線（選填①②③④）

表示電容器放電過程的/T圖線；

（2）已知每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.6V,為了完成上述實(shí)驗(yàn)，至少需要將節(jié)干電池串聯(lián)作為電源；

（3）根據(jù)圖（b）估算當(dāng)電容器充電完畢時(shí)所帶的電荷量是C,計(jì)算電容器的電容C=μF,

該值與C。的差異為豆C×W0%=%；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（4）圖（C）中實(shí)線表示上述實(shí)驗(yàn)中得到的/T圖線，若串聯(lián)接入電路的干電池個(gè)數(shù)保持不變，減小電阻上則得

到/T圖線可能是圖（C）中的虛線（選填"a""b""c"）。

7.（2022?全國(guó)?高二單元測(cè)試）如圖所示，光滑絕緣斜面高度〃=0.45m,斜面底端與光滑絕緣水平軌道用小圓弧

連接，水平軌道邊緣緊靠平行板中心軸線。正對(duì)的平行板和電阻及輸出電壓恒定為U的電源，構(gòu)成如圖所示電路,

平行板板長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.9m,板間距離d=0?6m,定值電阻阻值為凡（未知），可以看作質(zhì)點(diǎn)的帶電小球電量4=-0?01C、

質(zhì)量機(jī)=0.03kg,從斜面頂端靜止下滑，重力加速度g=10m∕s2.

（1）若S斷開，小球剛好沿平行板中心軸線做直線運(yùn)動(dòng)，求電源的電壓

（2）在（1）的條件下，若S閉合，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使其接入電路的電阻K=6。，小球離開平行板右邊緣時(shí)，

速度偏轉(zhuǎn)角tana=0.4,求電阻《的阻值。

8.（2018?全國(guó)?高三專題練習(xí)）電容器是一種重要的電學(xué)元件，基本工作方式就是充電和放電；由這種充放電的工

作方式延伸出來(lái)的許多電學(xué)現(xiàn)象，使得電容器有著廣泛的應(yīng)用；如圖1所示，電源與電容器、電阻、開關(guān)組成閉合

電路；已知電源電動(dòng)勢(shì)為M內(nèi)阻不計(jì)，電阻阻值為凡平行板電容器電容為C,兩極板間為真空，兩極板間距離

為力不考慮極板邊緣效應(yīng)；

q

O

圖2

（i）閉合開關(guān)s,電源向電容器充電，經(jīng)過時(shí)間，，電容器基本充滿；

a.求時(shí)間f內(nèi)通過R的平均電流7；

b.請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出充電過程中電容器的帶電荷量4隨電容器兩極板電壓"變化的圖像；并求出穩(wěn)定后電容器儲(chǔ)存

的能量Eo；

（2）穩(wěn)定后斷開開關(guān)S.將電容器一極板固定，用恒力E將另一極板沿垂直極板方向緩慢拉開一段距離X,在移動(dòng)

過程中電容器電荷量保持不變，力尸做功為名與此同時(shí)，電容器儲(chǔ)存的能量增加了AE請(qǐng)推導(dǎo)證明：W^E-要

求最后的表達(dá)式用已知量表示。

9.（2022?黑龍江哈爾濱?模擬預(yù)測(cè)）2022年6月17日，我國(guó)第三艘航母"福建艦"正式下水，如圖甲所示，“福建艦

"配備了目前世界上最先進(jìn)的“電磁彈射"系統(tǒng)。"電磁彈射”系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案有多種，并且十分復(fù)雜。一種簡(jiǎn)化的

物理模型如圖乙所示，電源和一對(duì)足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌"、N分別通過單刀雙擲開關(guān)K與電容器相連。電源的電動(dòng)

勢(shì)E=IOV,內(nèi)阻不計(jì)。兩條足夠長(zhǎng)的導(dǎo)軌相距￡=0.Im且水平放置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)

方向垂直于導(dǎo)軌平面且豎直向下，電容器的電容C=IoF?，F(xiàn)將一質(zhì)量為，”=0.1kg,電阻片0.1Q的金屬滑塊垂直放

置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，分別與兩導(dǎo)軌良好接觸。將開關(guān)K置于。讓電容器充電，充電結(jié)束后，再將開關(guān)K置于6,金

屬滑塊會(huì)在電磁力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)。在電容器放電過程中，金屬滑塊兩端電壓與電容器兩極板間電壓始終相等。不計(jì)

導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻，不計(jì)電容器充、放電過程中電磁輻射和導(dǎo)軌產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)滑塊的作用，忽略金屬滑塊

運(yùn)動(dòng)過程中的一切摩擦阻力。

（1）求在開關(guān)K置于人瞬間，金屬滑塊加速度α的大小；

（2）求金屬滑塊的最大速度V的大小。

M

圖甲

10.(2021?北京?高三專題練習(xí))電容器作為儲(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。實(shí)際中的電容器在外形結(jié)構(gòu)

上有多種不同的形式，但均可以用電容描述它的特性。

⑴在兩個(gè)相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫做平行板電容器。圖1為一

平行板電容器的充電電路，在充電過程中兩極板間電勢(shì)差“隨電荷量g的變化圖像如圖2所示。類比直線運(yùn)動(dòng)中由

丫一/圖像求位移的方法，在圖中畫網(wǎng)格線表示當(dāng)電荷量由。/增加到Q的過程中電容器增加的電勢(shì)能；

(2)同平行板電容器一樣，一個(gè)金屬球和一個(gè)與它同心的金屬球殼也可以組成一個(gè)電容器，叫做球形電容器。如圖3

所示，兩極間為真空的球形電容器，其內(nèi)球半徑為以，外球內(nèi)半徑為心，電容為C=其中/為靜電力

k(R[-RJ

常量。請(qǐng)結(jié)合⑴中的方法推導(dǎo)該球形電容器充電后電荷量達(dá)到。時(shí)所具有的電勢(shì)能給的表達(dá)式；

⑶孤立導(dǎo)體也能儲(chǔ)存電荷，也具有電容：

a.將孤立導(dǎo)體球看作另一極在無(wú)窮遠(yuǎn)的球形電容器，根據(jù)球形電容器電容的表達(dá)式推導(dǎo)半徑為R的孤立導(dǎo)體球的電

容C'的表達(dá)式；

b.將帶電金屬小球用導(dǎo)線與大地相連，我們就會(huì)認(rèn)為小球的電荷量減小為0。請(qǐng)結(jié)合題目信息及所學(xué)知識(shí)解釋這一

現(xiàn)象。

三、參考答案及解析

(-)真題部分

1.B

【詳解】A是滑動(dòng)變阻器；B是電容器；C是電阻箱；D是定值電阻；故選B.

2.D

【詳解】A.根據(jù)C=棄7

4τrkd

極板/、N間的距離減小，電容變大，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)Cq

極板上的電荷量不變，極板間的電壓變小，B錯(cuò)誤；

C.由E=?

c=2

U

C=-^-

4πkd

聯(lián)立求得

E=遜

εS

極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，C錯(cuò)誤；

D.由C項(xiàng)分析可知，D正確.

故選D。

3.A

【詳解】因通電后斷開，故兩板上的帶電量不變；增加d,則C減小，則電勢(shì)差。增大；由公式C=學(xué)和c=g可

aU

得

U=蚣

4S

則電勢(shì)差變大，電場(chǎng)強(qiáng)度

E=1L=2

dε0S

故E與d無(wú)關(guān),故電場(chǎng)強(qiáng)度不變。

故選A。

4.A

【詳解】A、當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在6板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容

器帶電，故選項(xiàng)A正確；

B、根據(jù)電容器的決定式：C=修，將電容器6板向上平移，即正對(duì)面積S減小，則電容C減小，根據(jù)C=券可

4兀kdU

知，電量。不變，則電壓U增大，則靜電計(jì)指針的張角變大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C、根據(jù)電容器的決定式：C=#v，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則介電系數(shù)￡增大，則電容C增大，根據(jù)C=g

4πkdU

可知，電量。不變，則電壓U減小，則靜電計(jì)指針的張角減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)C=/可知，電量0增大，則電壓U也會(huì)增大，則電容C不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

點(diǎn)睛：本題是電容器動(dòng)態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是電容器的電量不變；二是電容與哪些因素有什么關(guān)系.

5.D

【詳解】由公式E=F，b=g正負(fù)極板都有場(chǎng)強(qiáng)，由場(chǎng)強(qiáng)的疊加可得E=g,電場(chǎng)力F=鳥?Q,故選D.

2%S%S2%S

6.D

【詳解】電容式話筒與電源串聯(lián)，電壓保持不變，在P、。間距增大過程中，根據(jù)電容決定式C=。得電容減小，

4πfa∕

又根據(jù)電容定義式c=?^得電容器所帶電量減小，電容器的放電電流通過R的方向由M到N,所以加點(diǎn)的電勢(shì)比N

點(diǎn)的高，故ABC錯(cuò)，D正確。

故選D。

7.A

【詳解】電容器與電源相連，所以兩端間電勢(shì)差不變，將左極板向左緩慢移動(dòng)過程中，兩板間距離增大,

由“4

可知，電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，電場(chǎng)力尸=%減小，小球處于平衡狀態(tài)，受重力、拉力與電場(chǎng)力的作用，受力如圖所示,

根據(jù)力的合成法得：

T=卜+(mg)

由于重力不變，電場(chǎng)力減小，故拉力減小;

A.F逐漸減小,T逐漸減小與分析相符，故A正確;

B.尸逐漸增大，T逐漸減小與分析不符，故B錯(cuò)誤;

C.F逐漸減小，7逐漸增大與分析不符，故C錯(cuò)誤;

D.尸逐漸增大，T逐漸增大與分析不符，故D錯(cuò)誤.

【詳解】若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離,則根據(jù)C=0可知,C變大,Q一定,則根據(jù)Q=CU

可知，U減小，則靜電計(jì)指針偏角θ減?。桓鶕?jù)E=7Q=CU,C=砌，聯(lián)立可得E=*,可知Q-定時(shí),

E不變；根據(jù)UI=Edl可知P點(diǎn)離下極板的距離不變，E不變，則P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，則

EP不變；故選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤，D正確.

【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)電容器的動(dòng)態(tài)討論；首先要知道電容器問題的兩種情況：電容器帶電荷量一定和電容器兩板

QqU

間電勢(shì)差一定；其次要掌握三個(gè)基本公式：C=Jl7，E=1,Q=CU;同時(shí)記住一個(gè)特殊的結(jié)論：電容器帶電荷

44kdd

量一定時(shí)，電容器兩板間的場(chǎng)強(qiáng)大小與兩板間距無(wú)關(guān).

9.A

【詳解】金屬板是導(dǎo)體，有金屬板時(shí)，相當(dāng)于極板間距減小，抽出金屬板時(shí)，相當(dāng)于極板間距增大，則抽出金屬板

之前，粒子受重力和電場(chǎng)力作用處于平衡，有

U

d-l

當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，根據(jù)牛頓第二定律，有

U

mg-q-j=ma

解得

故選A。

10.C

【詳解】電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測(cè)物體，由Q=Cu、C=曰7與E=I得：

Q與C成正比，而C與d成反比，則E與d成反比，所以E與Q成正比.則由Q與t關(guān)系可得，E與t的關(guān)系：選

第②；Q隨時(shí)間t的變化關(guān)系為Q=W又由于Q與d成反比.所以d與t成線性關(guān)系.故選第③

故選C

11.BC

【詳解】?jī)蓸O板間的電荷量恒定，因?yàn)閍板和Q板接地，b板和P板相連，所以ab間的電勢(shì)差和PQ間的電勢(shì)差相

等，根據(jù)公式C=7v7可知縮小a、b間的距離，電容增大，根據(jù)公式C=券可得UH減小，則UPQ也減小，即PQ

間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，所以偏角變變小，反之增大ab間的距離，則偏角變大，A錯(cuò)誤B正確；根據(jù)公式C=WJ可

知取出a、b兩極板間的電介質(zhì)，電容ab減小，根據(jù)公式C=S可得US增大，則UpO也增大，即PQ間的電場(chǎng)強(qiáng)度

增大，所以偏角變大，反之換一塊形狀大小相同，介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，偏小變小，C正確D錯(cuò)誤；

【名師點(diǎn)睛】在分析電容器動(dòng)態(tài)變化時(shí)，需要根據(jù)C=為判斷電容器的電容變化情況，然后結(jié)合E==,C=g

4πkddU

等公式分析，需要注意的是，如果電容器和電源相連則電容器兩極板間的電壓恒定，如果電容器充電后與電源斷開，

則電容器兩極板上的電荷量恒定不變

12.BCD

【詳解】本題考查電容器的充放電，意在考查考生的分析能力.電容器充電時(shí)兩端電壓不斷增大，所以電源與電容

器極板間的電勢(shì)差不斷減小，因此充電電流變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)電阻R增大時(shí)，充電電流變小，電容器所充電荷

量不變的情況下，充電時(shí)間變長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確；若C增大，根據(jù)。=Ca電容器的帶電荷量增大，選項(xiàng)C正確；當(dāng)

電源電動(dòng)勢(shì)為85V時(shí)，電源給電容器充電仍能達(dá)到閃光燈擊穿電壓80V時(shí)，所以閃光燈仍然發(fā)光，閃光一次通過的

電荷量不變，選項(xiàng)D正確.

點(diǎn)睛：本題源自于2009年江蘇高考物理卷的第5題，以閃光燈發(fā)光問題為背景考查電容器的充放電問題，解題的

關(guān)鍵是要弄清電路的工作原理和電容器

（二）強(qiáng)基部分

1.D

【詳解】A.M板與電源正極相連，兩板間電場(chǎng)方向由M板指向N板，故/點(diǎn)電勢(shì)比8點(diǎn)電勢(shì)高，小球帶負(fù)電，小

球在4點(diǎn)電勢(shì)能小于在8點(diǎn)電勢(shì)能，A錯(cuò)誤；

B.只將M板向下移動(dòng)時(shí)，則根據(jù)E=g

a

可知，場(chǎng)強(qiáng)變大，根據(jù)UBM=%-9M=-E<?M

可知8點(diǎn)電勢(shì)減小，B錯(cuò)誤；

C.只斷開開關(guān)，兩板所帶電荷量保持不變電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，受力保持不變，仍然做單擺運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；

D.只把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，電場(chǎng)力由豎直向上變?yōu)樨Q直向下，等效重力場(chǎng)的等效重力加速度變大，由小球擺動(dòng)周期

表達(dá)式T=2萬(wàn)Jl

故周期變小，D正確。故選D。

2.C

【詳解】AB.液滴帶負(fù)電保持靜止，因此可知上極板帶正電，Ql的帶電量如果大于Q2,由U=,可知甲的電壓高于

乙的電壓，則會(huì)向乙放電使得甲乙的電荷量相同，如果乙的電荷量大，則因?yàn)槎O管單項(xiàng)導(dǎo)電則不會(huì)向甲放電，因

此可知電荷量關(guān)系為2≤Q?,由C=4與E==及C=g可得

4πkddU

F=4萬(wàn)購(gòu)

1εS

E_4萬(wàn)屹

2εS

又油滴靜止可得

=gg

4爸=m2g

甲的場(chǎng)強(qiáng)小于等于乙的場(chǎng)強(qiáng)，因此甲的質(zhì)量小于等于乙的質(zhì)量，AB錯(cuò)誤；

C.如果甲乙的初始電荷量相同，將甲的上極板向上平移少許時(shí),甲的上極板與乙的上極板等勢(shì),甲因?yàn)殡妱?shì)升高向乙放

電，由C=4與C=g可知,甲的電容C減小,甲的電量Q1減小，從El=絲學(xué)?可知甲的場(chǎng)強(qiáng)減小,a的重力大于電

場(chǎng)力,油滴a向下運(yùn)動(dòng).乙的電量Q增大,從區(qū)=色用可知乙的場(chǎng)強(qiáng)減小,6的重力大于電場(chǎng)力,油滴b向上運(yùn)動(dòng),C正

確；

D.將乙的上極板向右平移少許乙的電容減小,但由于二極管的單向?qū)щ娦?乙的電量不變,場(chǎng)強(qiáng)變大力向上運(yùn)動(dòng)，電容

器甲不發(fā)生變化a油滴靜止不動(dòng),D錯(cuò)誤；

故選Co

3.BC

【詳解】AB.設(shè)釋放時(shí)，質(zhì)點(diǎn)與a孔的距離為人兩板寬度為“，根據(jù)動(dòng)能定理

tng(h+d)-qU=0

開關(guān)閉合，則兩板間電勢(shì)差不變

若將A板上移，設(shè)釋放點(diǎn)到a孔的距離為/?',兩板間距為d',由動(dòng)能定理

mg(ht+d)-qU=^mv2

因?yàn)?/p>

h+d=h'+d'

可知

v=0

質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔的速度為零，然后返回

若將B板下移，設(shè)兩板間距為4,根據(jù)動(dòng)能定理

mg(h+dJ-qU=^mv2

因?yàn)?/p>

d<dl

所以

v>()

即質(zhì)點(diǎn)能穿過b孔，故A錯(cuò)誤，B正確:

CD.根據(jù)動(dòng)能定理

Ing(h+d)-qEd=G

斷開開關(guān)，則電容器的電荷量保持不變，由

,C=-^-,E=-

C吟4τrkdd

得

e4ττkQ

εS

可知，電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變

若將A板下移，由動(dòng)能定理

mg(?h,+d,)-qEd,=-mv2

因?yàn)?/p>

h+d=h'+d',d'<d

可知

v>0

說明質(zhì)點(diǎn)能通過b孔

若將B板下移，由動(dòng)能定理

說明質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)b板，故C正確，D錯(cuò)誤.

故選BCo

【詳解】A.根據(jù)電容器的電容公式

可知，當(dāng)電介質(zhì)插入極板間越深，即電介質(zhì)增大，則電容器電容越大，選項(xiàng)A正確；

B.當(dāng)傳感器以恒定加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，彈力大小不變，則電容器的電容不變，因兩極的電壓

不變，則電容器的電量不變，因此電路中沒有電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)傳感器由靜止突然向右加速瞬間，質(zhì)量塊要向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致插入極板間電介質(zhì)加深，因此電容會(huì)增大，由于

電壓不變，根據(jù)Q=CU可知，極板間的電量增大，電容器處于充電狀態(tài)，因此電路中有順時(shí)針方向電流，選項(xiàng)C

正確；

D.若傳感器原來(lái)向右勻加速運(yùn)動(dòng)變?yōu)橄蛴覄蛩龠\(yùn)動(dòng)，質(zhì)量塊受到向右的彈簧的彈力將變小，彈簧長(zhǎng)度會(huì)變小，選

項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選AC0

5.BD

【詳解】A.“口圖線的斜率為

解得

C=-

k

斜率越大，電容越小，A錯(cuò)誤；

B.類比速度-時(shí)間圖像的面積代表位移，則圖像的面積代表克服電場(chǎng)力所做的功，所以搬運(yùn)△夕的電量，克服電

場(chǎng)力所做的功近似等于必上方小矩形的面積，B正確；

C.他從等效的思想出發(fā)，認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一個(gè)極板過程中克服電場(chǎng)力所做

的功，也等于圖像所圍的面積

EFU

解得

1,

E=-CU-

2

從上面的式子看出，E和U成正比，C錯(cuò)誤;

D.由下面的公式

1,

E=-CU2

2

c=2

U

解得

E=/

2C

又因?yàn)?/p>

*

2C

Q,=~

2

解得

E==E

4

D正確。

故選BDo

6.①④57.2x1079.2×1028.0b

【詳解】(1)［1］充電過程，電壓逐漸增大，且增大的越來(lái)越慢，故電壓隨時(shí)間變化的圖線為①；

⑵放電過程電壓逐漸變小，減小的越來(lái)越慢，電容器放電，放電電流與充電電流方向相反，電流逐漸變小，且減小

的越來(lái)越慢，故電流隨時(shí)間變化的圖像為④。

(2)⑶由圖(6)可以看出，充電完成時(shí)，電容器兩端電壓約為7.8V,設(shè)至少需要將〃節(jié)干電池串聯(lián)作為電源

1.6

知至少需要將5節(jié)干電池串聯(lián)作為電源。

(3)⑷由圖(b)圖線④表示電容器放電過程的/T圖線，圖線與坐標(biāo)軸圍的面積表示放電的總電荷量，即電容

器充電完畢時(shí)所帶的電荷量

Q=9×2mA×0.4s=7.2×10^3C

⑸電容器的電容為

C=—×10^,F=9.2×102μF

U7.8

⑹該值與Cl)的差異為

ICLq×100%=∣°0°―920×100%=8.0%

C0IIOOO

(4)［刀由于干電池個(gè)數(shù)保持不變，充電完成時(shí)電容器兩端電壓不變，電荷量不變，減小電阻，則放電初始電流增

大，電荷量不變即圖線與坐標(biāo)軸所圍面積不變，則圖線可能是虛線6。

7.(1)U=18V;(2)%=4Ω

【詳解】(1)小球下滑過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得

mgh=—mVg

代入數(shù)據(jù)得

v0=3m∕s

當(dāng)S斷開時(shí)，極板電勢(shì)差即為電源電壓U,由平衡條件得

U

mg=q,

代入數(shù)據(jù)得

t∕=18V

(2)當(dāng)S閉合時(shí)，帶電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向

L=v0t

豎直方向

VV=alt

又

vv=v0tana

代入數(shù)據(jù)得

2

ai=4m/s

對(duì)帶電小球，由牛頓第二定律

mg-qEi=ma]

其中

Udd

代入數(shù)據(jù)得

UG=IO.8V

當(dāng)S閉合，N=6。時(shí)，用和凡串聯(lián)，電容器與Rl并聯(lián)，與兩端電壓

URI=UCl

根據(jù)串聯(lián)分壓

Ud=Rl

UR1+Rft

代入數(shù)據(jù)得

勺=4Ω

_CF1

8.(1)a.7=——b.E=-CE2(2)見解析

t02

【詳解】(1)a.設(shè)充電完畢電容器所帶電量為0,即時(shí)間，內(nèi)通過電阻R的電量，此時(shí)電容器兩端電壓等于電源

的電動(dòng)勢(shì)；根據(jù)電容的定義

c=F

根據(jù)電流強(qiáng)度的定義

7=2

解得平均電流

b.根據(jù)q=C",畫出圖像如圖1所示

圖1圖2

由圖像可知，圖線與橫軸所圍面積即為電容器儲(chǔ)存的能量，如圖2中斜線部分所示

由圖像求出電容器儲(chǔ)存的電能

E。=；EQ

解得

1、1

E0=-CE

（2）設(shè)兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為兩極板正對(duì)面積為S

根據(jù)

4πkd

得

E-MkQ

S

可知極板在移動(dòng)過程中板間場(chǎng)強(qiáng)不變，兩極板間的相互作用力為恒力，兩板間的相互作用可以看作負(fù)極板電荷處于

正極板電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，可知兩板間的相互作用力

TEQ

緩慢移動(dòng)時(shí)有

F=F

根據(jù)功的定義有

1,

W=-EQx

代入已知量得出

2πkQ2CE2

uW/=-----X=-----X

S2d

電容器增加的能量

△E=e一更

2C2C

(^Δβ=-C'(^^E)2--CE2)

2d2

C=-^-