2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第23講 電容器 電容（含解析）

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1、 2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第23講 電容器 電容（含解析） 1．(雙選)圖K23－1為靜電除塵機(jī)理的示意圖，塵埃在電場(chǎng)中通過某種機(jī)制帶電，在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的，下列表述正確的是(　　) 圖K23－1 A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷 B．電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極 C．帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同 D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大 2. xx·宜昌模擬有的計(jì)算機(jī)鍵盤的每一個(gè)鍵下面連一小塊金屬片，與該金屬片隔有一定空隙的是另一塊小的固定金屬片，這兩片金屬片組成一個(gè)小電容器．該電容器的電容C可用公式C＝

2、計(jì)算，公式中常量εr＝9×10－12F·m－1，S表示金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)鍵按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)出是哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào)．設(shè)每個(gè)金屬片的正對(duì)面積為50 mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片的距離為0.6 mm，如果電容變化0.25 pF，電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào)，則鍵至少需要被按下 A．0.15 mm　　　　　　　　B. 0.25 mm C．0.35 mm D. 0.45 mm 3．xx·寧德質(zhì)檢在一塊半導(dǎo)體基板上陣列了10萬金屬顆粒，每一顆粒充當(dāng)電容器的一極，外表面絕緣，手指貼在其上構(gòu)成電容器的另一極，這就組成了

3、指紋傳感器．當(dāng)手指的指紋一面與絕緣表面接觸時(shí)，由于指紋深淺不同，對(duì)應(yīng)的峪和嵴與顆粒間形成一個(gè)個(gè)電容值大小不同的電容器，則(　　) A．指紋的嵴處與半導(dǎo)體基板上對(duì)應(yīng)的金屬顆粒距離近，電容小 B．指紋的峪處與半導(dǎo)體基板上對(duì)應(yīng)的金屬顆粒距離遠(yuǎn)，電容小 C．對(duì)每個(gè)電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓，在手指靠近時(shí)，各金屬電極電荷量減小 D．對(duì)每個(gè)電容感應(yīng)顆粒都充電至某一參考電壓，在手指遠(yuǎn)離時(shí)，各金屬電極均處于充電狀態(tài) 4．(雙選)如圖K23－2所示，當(dāng)S閉合后，一帶電微粒在平行板電容器間處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是(　　) 圖K23－2 A．保持S閉合，使滑片P向左滑動(dòng)，微粒仍靜止

4、B．?dāng)嚅_S后，使兩板錯(cuò)開一定距離，微粒仍靜止 C．?dāng)嚅_S后，使兩極板靠近，則微粒將向上運(yùn)動(dòng) D．?dāng)嚅_S后，使兩極板靠近，則微粒仍保持靜止 5．帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電后，懸線與豎直方向的夾角為θ，如圖K23－3所示．下列方法中能使夾角θ減小的是(　　) 圖K23－3 A．保持開關(guān)閉合，使兩極板靠近一些 B．保持開關(guān)閉合，使滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng) C．保持開關(guān)閉合，使兩極板遠(yuǎn)離一些 D．?dāng)嚅_開關(guān)，使兩極板靠近一些 6．(雙選)傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖K23－4所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器．當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜

5、片電極上時(shí)，以下說法中正確的是(　　) 圖K23－4 A．若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流 B．若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流 C．若F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流 D．若電流表有示數(shù)，則說明壓力F發(fā)生變化 7．電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖K23－5所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電．油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力． (1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)

6、差u，當(dāng)u＝U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．該油滴所帶電荷量q為多少？ (2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差u＝U時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶電荷量Q. 圖K23－5 8．xx·松滋一中在真空中水平放置一個(gè)平行板電容器，兩極板間有一個(gè)帶電油滴，電容器兩板間距為d，當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時(shí)，油滴保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖K23－6所示．給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1，油滴開始向上運(yùn)動(dòng)；經(jīng)時(shí)間Δt后，電容器突然放電使其電壓減少ΔU2，又經(jīng)過時(shí)間Δt，油滴恰好回到原來

7、的位置．假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變，充電和放電的過程均很短暫，這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽略不計(jì)，重力加速度為g.試求： (1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比； (2)第一個(gè)Δt與第二個(gè)Δt時(shí)間內(nèi)油滴運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比； (3)ΔU1與ΔU2之比． 圖K23－6 課時(shí)作業(yè)(二十三) 1．BD　[解析] 集塵極接直流高壓電源正極，帶正電荷，放電極接電源負(fù)極，帶負(fù)電荷，故電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極，選項(xiàng)B正確；塵埃在電場(chǎng)力作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，受力方向與電場(chǎng)方向相反，故塵埃帶負(fù)電荷，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；由F＝qE可知，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E不變時(shí)，F(xiàn)與q成正比，選項(xiàng)D正確． 2．A　[

8、解析] 先求得未按下時(shí)的電容C1＝0.75 pF和恰能檢測(cè)出信號(hào)時(shí)的電容C2＝1.00 pF，再由＝得＝， 即Δd＝0.15 mm，A正確． 3．B　[解析] 對(duì)應(yīng)的峪和嵴與顆粒間形成的電容器近似看成是平行板電容器，由C＝知，d變小時(shí)C變大，d變大時(shí)C變小，A錯(cuò)，B對(duì)；當(dāng)電容器兩極電壓一定時(shí)，由Q＝CU＝，d變小時(shí)Q變大(充電)，d變大時(shí)Q變小(放電)，C、D均錯(cuò)． 4．AD　[解析] 保持S閉合，極板兩端的電壓恒等于電源電動(dòng)勢(shì)，極板間距不變，微粒仍靜止，A正確；斷開S后，Q不變，由C＝、U＝和E＝得E＝，使兩板錯(cuò)開一定距離，E增大，微粒將向上運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；使兩極板靠近，E不變，微粒仍保持

9、靜止，C錯(cuò)誤，D正確． 5．C　[解析] 保持開關(guān)閉合，兩極間電壓不變，使兩極板靠近一些，板間場(chǎng)強(qiáng)變大，夾角θ增大，A錯(cuò)；保持開關(guān)閉合，使滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，不會(huì)影響板間電壓，夾角θ不變，B錯(cuò)；保持開關(guān)閉合，使兩極板遠(yuǎn)離一些，由E＝可知，場(chǎng)強(qiáng)減小，夾角θ減小，C對(duì)；斷開開關(guān)，使兩極板靠近一些，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，夾角θ不變，D錯(cuò)． 6．BD　[解析] F向上壓膜片電極，使得電容器兩板間的距離減小，電容器的電容增加，而電容器兩極板間的電壓不變，故電容器的電荷量增加，電容器繼續(xù)充電，電路中有從b到a的電流．選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、D正確． 7．(1)　(2)或 [解析] (1)油滴勻速下

10、落過程中受到的電場(chǎng)力和重力平衡，可見所帶電荷為負(fù)電荷，即q＝m1g，解得q＝. (2)油滴加速下落，若油滴帶負(fù)電，電荷量為Q1，則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向上，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得m2g－Q1＝m2a1 d＝a1t2 解得Q1＝ 若油滴帶正電，電荷量為Q2，則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向下，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a2，由牛頓第二定律得 m2g＋Q＝m2a2 d＝a2t2 解得Q2＝. 8．(1)　(2)1∶3　(3)1∶4 [解析] (1)油滴靜止時(shí)，有 mg＝q 解得＝. (2)設(shè)第一個(gè)Δt內(nèi)油滴的位移為x1，加速度為a1，第二個(gè)Δt內(nèi)油滴的位移為x2，加速度為a2，則 x1＝a1(Δt)2 x2＝v1Δt－a2(Δt)2 且v1＝a1Δt，x2＝－x1 解得a1∶a2＝1∶3. (3)油滴向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有 q－mg＝ma1 即q＝ma1 油滴向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有 mg－q＝ma2 即q＝ma2 解得＝.