2022年高考物理一輪復習方案 第23講 電容器 電容(含解析)

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1、 2022年高考物理一輪復習方案 第23講 電容器 電容(含解析) 1.(雙選)圖K23-1為靜電除塵機理的示意圖,塵埃在電場中通過某種機制帶電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵目的,下列表述正確的是(  ) 圖K23-1 A.到達集塵極的塵埃帶正電荷 B.電場方向由集塵極指向放電極 C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大 2. xx·宜昌模擬有的計算機鍵盤的每一個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小電容器.該電容器的電容C可用公式C=

2、計算,公式中常量εr=9×10-12F·m-1,S表示金屬片的正對面積,d表示兩金屬片間的距離.當鍵按下時,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出是哪個鍵被按下了,從而給出相應的信號.設每個金屬片的正對面積為50 mm2,鍵未按下時兩金屬片的距離為0.6 mm,如果電容變化0.25 pF,電子線路恰能檢測出必要的信號,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·寧德質檢在一塊半導體基板上陣列了10萬金屬顆粒,每一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

3、指紋傳感器.當手指的指紋一面與絕緣表面接觸時,由于指紋深淺不同,對應的峪和嵴與顆粒間形成一個個電容值大小不同的電容器,則(  ) A.指紋的嵴處與半導體基板上對應的金屬顆粒距離近,電容小 B.指紋的峪處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至某一參考電壓,在手指靠近時,各金屬電極電荷量減小 D.對每個電容感應顆粒都充電至某一參考電壓,在手指遠離時,各金屬電極均處于充電狀態(tài) 4.(雙選)如圖K23-2所示,當S閉合后,一帶電微粒在平行板電容器間處于靜止狀態(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,微粒仍靜止

4、B.斷開S后,使兩板錯開一定距離,微粒仍靜止 C.斷開S后,使兩極板靠近,則微粒將向上運動 D.斷開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部,閉合開關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.保持開關閉合,使兩極板靠近一些 B.保持開關閉合,使滑動變阻器滑片向右移動 C.保持開關閉合,使兩極板遠離一些 D.斷開開關,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所示是一種測定壓力的電容式傳感器.當待測壓力F作用于可動膜

5、片電極上時,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科學家密立根通過油滴實驗測出的.油滴實驗的原理如圖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、負電荷.油滴從噴霧器噴出后,由于摩擦而帶電.油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中,通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況.兩金屬板間的距離為d,忽略空氣對油滴的浮力和阻力. (1)調節(jié)兩金屬板間的電勢

6、差u,當u=U0時,使得某個質量為m1的油滴恰好做勻速運動.該油滴所帶電荷量q為多少? (2)若油滴進入電場時的速度可以忽略,當兩金屬板間的電勢差u=U時,觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動,經(jīng)過時間t運動到下極板,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平行板電容器,兩極板間有一個帶電油滴,電容器兩板間距為d,當平行板電容器的電壓為U0時,油滴保持靜止狀態(tài),如圖K23-6所示.給電容器突然充電使其電壓增加ΔU1,油滴開始向上運動;經(jīng)時間Δt后,電容器突然放電使其電壓減少ΔU2,又經(jīng)過時間Δt,油滴恰好回到原來

7、的位置.假設油滴在運動過程中電荷量不變,充電和放電的過程均很短暫,這段時間內油滴的位移可忽略不計,重力加速度為g.試求: (1)帶電油滴所帶電荷量與質量之比; (2)第一個Δt與第二個Δt時間內油滴運動的加速度大小之比; (3)ΔU1與ΔU2之比. 圖K23-6 課時作業(yè)(二十三) 1.BD [解析] 集塵極接直流高壓電源正極,帶正電荷,放電極接電源負極,帶負電荷,故電場方向由集塵極指向放電極,選項B正確;塵埃在電場力作用下向集塵極運動,受力方向與電場方向相反,故塵埃帶負電荷,選項A、C錯誤;由F=qE可知,當電場強度E不變時,F(xiàn)與q成正比,選項D正確. 2.A [

8、解析] 先求得未按下時的電容C1=0.75 pF和恰能檢測出信號時的電容C2=1.00 pF,再由=得=, 即Δd=0.15 mm,A正確. 3.B [解析] 對應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C變大,d變大時C變小,A錯,B對;當電容器兩極電壓一定時,由Q=CU=,d變小時Q變大(充電),d變大時Q變小(放電),C、D均錯. 4.AD [解析] 保持S閉合,極板兩端的電壓恒等于電源電動勢,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=,使兩板錯開一定距離,E增大,微粒將向上運動,B錯誤;使兩極板靠近,E不變,微粒仍保持

9、靜止,C錯誤,D正確. 5.C [解析] 保持開關閉合,兩極間電壓不變,使兩極板靠近一些,板間場強變大,夾角θ增大,A錯;保持開關閉合,使滑動變阻器滑片向右移動,不會影響板間電壓,夾角θ不變,B錯;保持開關閉合,使兩極板遠離一些,由E=可知,場強減小,夾角θ減小,C對;斷開開關,使兩極板靠近一些,板間場強不變,夾角θ不變,D錯. 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A、C錯誤,選項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力和重力平衡,可見所帶電荷為負電荷,即q=m1g,解得q=. (2)油滴加速下落,若油滴帶負電,電荷量為Q1,則油滴所受到的電場力方向向上,設此時的加速度大小為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力方向向下,設此時的加速度大小為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,有 mg=q 解得=. (2)設第一個Δt內油滴的位移為x1,加速度為a1,第二個Δt內油滴的位移為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)油滴向上加速運動時,由牛頓第二定律有 q-mg=ma1 即q=ma1 油滴向上減速運動時,由牛頓第二定律有 mg-q=ma2 即q=ma2 解得=.

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