重難點(diǎn)13儲存電能的工具——電容器

1．把被測的力學(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(shí)，電容減小
B．圖1所示，被測物體向左移動時(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)）。通過改變電源和電阻對同一電容器進(jìn)行兩次充電，對應(yīng)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(dǎo)體間的電勢差為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(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．兩極板間的電勢差變大，極板間電場強(qiáng)度變大
B．兩極板間的電勢差變小，極板間電場強(qiáng)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(guān)K，此時(shí)板間場強(qiáng)為

。現(xiàn)在兩板中央插入厚度為

的金屬板，電路穩(wěn)定后，板間場強(qiáng)為

，斷開開關(guān)K，抽出金屬板，此時(shí)板間場強(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(jì)，閉合開關(guān)S后，下列說法正確的是（　　）

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(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，兩小球恰能分別沿直線AC、BC運(yùn)動到C點(diǎn)，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(yùn)動
D．僅將下極板N向下平移，則小球a、b仍能沿直線運(yùn)動
8．如圖所示，平行金屬板極板水平放置，開關(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)過金屬板間電場后擊中熒光屏的P點(diǎn)，則（　　）

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_開關(guān)k₁上極板向上移一小段距離，電子仍擊中P點(diǎn)
D．?dāng)嚅_開關(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，使開關(guān)S先后接觸a、b，下列說法正確的是（　　）

A．S接a時(shí)，自由電子穿過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化模型圖。當(dāng)被測物體在左右方向移動時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動，連接電容器的靜電計(jì)會顯示電容器電壓的變化，進(jìn)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(jì)的指針偏角為

，則（　　）

A．被測物體向左移動時(shí)，電容C增大，偏角

不變
B．被測物體向左移動時(shí)，電容C減小，偏角

增大
C．被測物體向右移動時(shí)，電容C增大，偏角

減小
D．被測物體向右移動時(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(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(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(jì)
13．C₁和C₂兩空氣電容器串聯(lián)起來接上電源充電。然后將電源斷開，再把一電介質(zhì)板插入C₁中，則下列選項(xiàng)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(yùn)動，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(xì)線懸掛一帶電小球。開始時(shí)開關(guān)S閉合且滑動變阻器的滑動頭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)滑動頭從a向b滑動時(shí)，細(xì)線的偏角θ變小
C．當(dāng)滑動頭從a向b

滑動時(shí)，電流表中有電流，方向從下向上
D．當(dāng)滑動頭停在b處時(shí)，電源的輸出功率一定大于滑動頭在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(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(xué)晚會上，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，又是煙霧繚繞。在起電機(jī)搖動時(shí)，下列說法正確的是（　　）

A．塑料瓶內(nèi)存在的是勻強(qiáng)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(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(fù)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(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為滑動變阻器，R₂為定值電阻，C為電容很大的電容器，閉合開關(guān)S后小燈泡均發(fā)光。現(xiàn)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(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，斷開開關(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。長為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。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，下列說法正確的是（　　）

A．棒產(chǎn)生的電動勢為

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，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，則下列判斷正確的是（　　）

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，a板稍微豎直上移，微粒仍打在P點(diǎn)
D．S斷開，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，從而產(chǎn)生電流。當(dāng)煙霧進(jìn)入探測腔內(nèi)時(shí)，煙霧會吸收部分射線，導(dǎo)致電流減少，外電路探測到兩個(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
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(dá)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(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)采用如下圖所示的電路對某個(gè)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(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)于充電過程，下列說法正確的是（　　）

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勢為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)。現(xiàn)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(jì)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(dǎo)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(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一小段距離，則（　　）

A．平行板電容器的電容變大
B．靜電計(jì)指針張角變小
C．帶電油滴的電勢能減少
D．帶電油滴受到的電場力變小
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。如圖簡化的電路，當(dāng)改變可動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(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(yùn)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(shè)電容器所帶電荷量為Q（幾乎保持不變），極板間電場強(qiáng)度為E，靜電計(jì)指針偏角為θ，在極板間電勢為φ的P點(diǎn)固定一負(fù)電荷，其電勢能為E_P。現(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，且此時(shí)電動機(jī)剛好能正常工作。已知電源電動勢E=15V、內(nèi)阻r=1Ω、定值電阻R₀=6Ω、電動機(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)的速度大小；
(2)電動機(jī)輸出的機(jī)械功率。

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