高考物理一輪復習 第8章 電場 微專題41 電容器問題試題 粵教版-粵教版高三物理試題

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1、41 電容器問題 [方法點撥]　(1)兩類動態(tài)問題的分析要抓住C＝＝和E＝三個基本關系；(2)板間粒子的運動常用動力學方法或動能定理分析． 1．(電容器動態(tài)分析)在如圖1所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與靜電計相接，極板B接地．若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化做出平行板電容器電容變小的結論的依據(jù)是(　　) 圖1 A．極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變大 B．極板上的電荷量幾乎不變，兩極板間的電壓變小 C．兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小 D．兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大 2．(板間粒子運動分析)(多選)如圖2所示，兩塊較大的金

2、屬板A、B相距為d，平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩極板間恰有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)，則以下說法正確的是(　　) 圖2 A．若將S斷開，則油滴將做自由落體運動，G表中無電流 B．若將A向左平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G表中有b→a的電流 C．若將A向上平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G表中有b→a的電流 D．若將A向下平移一小段位移，則油滴向上加速運動，G表中有b→a的電流 3．(電容器應用)(多選)在一塊半導體基板上陳列了10萬顆金屬顆粒，每一顆顆粒充當電容器的一極，外表面絕緣，手指貼在其上構成電容器的另一極，這就組成了指紋傳感器．當手指的

3、指紋一面與絕緣表面接觸時，由于指紋深淺不同，對應的峪(凹陷的部分)和嵴(凸起的部分)與電容感應顆粒間形成一個個電容大小不同的電容器，其工作過程是通過對電容感應顆粒預先充電到某一參考電壓，然后對每個電容的放電電流進行測量，設備采集到不同的數(shù)值匯總，也就完成了指紋的采集，則(　　) A．指紋的嵴與半導體基板上對應的金屬顆粒距離近，電容小 B．指紋的峪與半導體基板上對應的金屬顆粒距離遠，電容小 C．對每個電容感應顆粒都充電到某一參考電壓，在手指擠壓絕緣表面時，電容器電極間的距離減小，金屬顆粒電極帶電荷量減小 D．對每個電容感應顆粒都充電到某一參考電壓，在手指從絕緣表面抬起時，電容器電極間的距

4、離增大，金屬顆粒電極帶電荷量減小 4．(多選)目前智能手機普遍采用了電容屏．電容觸摸屏是利用對人體的電流感應進行工作的．它是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層為一薄層矽土玻璃保護層，夾層ITO涂層作為工作面．當手指觸摸電容觸摸屏時，手指和屏的夾層工作面形成一個電容器，因為工作面上接有高頻信號，電流通過電容器分別從屏的四個角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置．對于觸摸屏，下列說法正確的是(　　) A．使用絕緣筆，在電容屏上也能進行觸控操作 B．手指與屏的接觸面積變大時，電

5、容變小 C．電容觸摸屏只需要觸摸，不需要壓力即能產(chǎn)生位置信號 D．手指壓力變大時，手指與屏的夾層工作面距離變小，電容會變大 5．(多選)電容式加速度傳感器的原理如圖3所示，質(zhì)量塊左、右側(cè)連接電介質(zhì)、輕質(zhì)彈簧，彈簧與電容器固定在外框上，質(zhì)量塊可帶動電介質(zhì)移動，改變電容．則(　　) 圖3 A．電介質(zhì)插入極板間越深，電容器電容越小 B．當傳感器以恒定加速度運動時，電路中有恒定電流 C．若傳感器原來向右勻速運動，突然減速時彈簧會壓縮 D．當傳感器由靜止突然向右加速時，電路中有順時針方向的電流 6．如圖4,平行板電容器兩極板M、N相距為d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極

6、板M帶正電．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電油滴在極板中央處于靜止狀態(tài)，則(　　) 圖4 A．M、N極板之間的電場強度為 B．油滴帶正電 C．帶電油滴的比荷＝ D．將極板N向下緩慢移動一小段距離Δd，油滴的加速度為－g 7．如圖5所示，一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負電，電量也為Q，它們產(chǎn)生的電場在很遠處的電勢為零．兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長為l，且l

7、分布不變)(　　) 圖5 A. B．0 C.(d－1) D. 8．如圖6甲所示的電路，電源電動勢E＝8 V，電阻R與一個電流傳感器相連，傳感器可以將電路中的電流隨時間變化的曲線顯示在計算機屏幕上，先將S接2，給電容器C充電，再將S接1，結果在計算機屏幕上得到如圖乙所示的曲線，將該曲線描繪在坐標紙上(坐標紙上的小方格圖中未畫出)，i軸每小格表示0.1 mA，t軸每小格表示0.1 s，圖線與坐標軸所圍成的面積約為80個小方格．則下列說法正確的是(　　) 圖6 A．充電電流由a極板穿過電容器內(nèi)部流向b極板 B．放電時電流沿順時針方向 C．電容器充電完畢時，所帶電荷量約為

8、8×10－4 C D．電容器的電容約為0.1 F 9．(多選)如圖7所示，兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板A、B平行放置，構成一平行板電容器，電容器下極板接地，閉合開關S，恒定直流電源給電容器充電．在兩極板間有固定點P.用E表示兩極板間的電場強度，φ表示P點的電勢，下列說法正確的是(　　) 圖7 A．保持S接通，上極板A不動，將下極板B緩慢向下移動少許到B′，φ增大 B．保持S接通，上極板A不動，將下極板B緩慢向下移動少許到B′，E增大 C．若斷開S，下極板B不動，將上極板A緩慢向下移動少許到A′，則E不變 D．若斷開S，下極板B不動，將上極板A緩慢向下移動少許到A′，φ減小

9、 答案精析 1．A 2．BC　[S斷開，兩板所帶電荷量不變，板間電壓不變，電場強度不變，油滴仍然靜止， A錯；A左移，電壓不變，電場強度不變，油滴仍靜止，但S變小，電容C變小，由C＝，電荷量變小，電容器放電，G表中電流從b流向a，B對；若將A板上移，d增大，板間電壓不變，電場強度變小，油滴向下加速運動，電容變小，由C＝，電荷量變小，電容器放電，G表中電流從b流向a，C對；同理，D錯．] 3．BD　[指紋的嵴與半導體基板上對應的金屬顆粒距離近，根據(jù)電容的決定式C＝知電容大，指紋的峪與半導體基板上對應的金屬顆粒距離遠，則電容小，故A錯，B對；手指擠壓絕緣表面時，電容器電極間的距離減小，電

10、容增大，根據(jù)Q＝CU知，金屬顆粒電極帶電荷量增大，故C錯；在手指從絕緣表面抬起時，電容器電極間的距離增大，電容減小，根據(jù)Q＝CU知，金屬顆粒電極帶電荷量減小，故D對．] 4．CD　[據(jù)題意可知，絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容觸摸屏上面進行觸控操作，A項錯誤；手指與屏的接觸面積變大，電容應變大，B項錯誤；電容觸摸屏只需要觸摸，因為流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器就能確定手指的位置，無需手指有壓力，C項正確；手指壓力變大時，因為手指與屏的夾層工作面距離變小，電容將變大，D項正確．] 5．CD　[由C＝知，電介質(zhì)插入越深，εr越大，即C越大，A錯；當傳感器以

11、恒定加速度運動時，電介質(zhì)相對電容器靜止，電容不變，電路中沒有電流，B錯；傳感器向右勻速運動，突然減速時，質(zhì)量塊由于慣性相對傳感器向右運動，彈簧壓縮變短，C對；傳感器由靜止突然向右加速時，電介質(zhì)相對電容器向左運動，εr增大，C增大，電源電動勢不變，由C＝知Q增大，上極板電荷量增大，即電路中有順時針方向的電流，D對．] 6．C　[M、N極板之間的電場強度為E＝，選項A錯誤．由題意知油滴受到的電場力豎直向上，又上極板帶正電，故油滴帶負電荷，選項B錯誤．由mg＝qE＝q可得帶電油滴的比荷＝，選項C正確．將極板N向下緩慢移動一小段距離Δd，極板之間電場強度E＝，場強E減小，帶電油滴所受電場力減小，重力

12、將大于電場力，油滴將向下加速運動．由mg－qE＝ma解得油滴的加速度為a＝g－，選項D錯誤．] 7．A　[因為電場力做功與路徑無關，移動兩電荷的過程可等效為——假設兩電荷未用一絕緣剛性桿相連，但彼此絕緣放在一起，首先將兩電荷同時移動到題中負電荷的位置，在此過程中電場力對兩電荷分別做了等量的正功和負功，其總功W1＝0，然后保持負電荷不動，將正電荷沿電場線移動到題中的位置，在勻強電場中做的功為W2＝Eql＝ql＝，因此整個移動過程中電場力的總功大小為W＝W1＋W2＝.] 8．C　[電流不能穿過電容器，否則電容器會被擊穿，而充電的本質(zhì)是a極板上的電子通過電源到達b板，A錯；充電完畢后a極板帶正電，b極板帶負電，放電時電流沿逆時針方向，B錯；圖線與坐標軸所圍成的面積表示電容器放電前所帶的電荷量，約為0.1×10－3×0.1×80 C＝8×10－4 C，C對；電容C＝＝1×10－4 F，D錯．] 9．AC　[S接通時，兩板間的電壓不變，B板下移，因UAP＋UPB＝U，即EdAP＋EdPB＝U，由于d增大，所以E減小，UAP減小，UPB增大，φ＝UPB增大，選項A正確，選項B錯誤． S斷開時，兩極板上的電荷量不變，E＝＝，而C＝，由此可得E與d無關，所以電場強度不變，φ＝UPB＝EdPB也不變，選項C正確，選項D錯誤．]