2020屆高考物理第一輪復(fù)習(xí) 知識點 電容器與電容

2020屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)知識點一　電容器與電容 (時間：60分鐘) 知識點一　電容器與電容 1．關(guān)于電容器和電容的概念，下列說法正確的是 (　　)． A．任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成是一個電容器 B．用電源對平行板電容器充電后，兩極板一定帶有等量異種電荷 C．某一電容器帶電荷量越多，它的電容就越大 D．某一電容器兩板間的電壓越高，它的電容就越大 解析　電容器是盛電的容器，電容是描述電容器盛電本領(lǐng)大小的物理量．電容的大小與電容器帶電多少及兩極間電壓大小都無關(guān)． 答案　AB 2．有一個正放電的電容器，若使它的電荷量減少3×10－6 C，其電壓降為原來的，則 (　　)． A．電容器原來帶的電荷量是9×10－6 C B．電容器原來帶的電荷量是4.5×10－6 C C．電容器原來的電壓可能是5 V D．電容器原來的電壓可能是5×10－7 V 解析　由C＝得＝，解得Q＝4.5×10－6 C，故B正確；當(dāng)U1＝5 V時，C1＝＝ F＝0.9 μF；當(dāng)U2＝5×10－7 V時，C2＝＝F＝9 F．這么大的電容可以說在哪里都沒有，F(xiàn)的單位非常大，一般的電容都是μF以及PF.故電壓不可能為5×10－7 V．故C項正確． 答案　BC 知識點二　平行板電容器 3．連接在電源兩極上的平行板電容器，當(dāng)兩極板間距離減小時 (　　)． A．電容器的電容C變大 B．電容器極板的帶電荷量變大 C．電容器兩極板間的電勢差U變大 D．電容器兩極板間的電場強度E變大 解析　電容器兩極板間距離減小，由C∝得其電容變大，所以A正確．因為電容器連在電源上，所以兩極板間的電壓保持不變，故C錯誤．由Q＝CU得電容器所帶電荷量變大，所以B正確．由E＝知，兩極板間的場強變大，所以D正確． 答案　ABD 4．用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖1－8－9所示)．設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ.實驗中，極板所帶電荷量不變，若 (　　)． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 圖1－8－9 A．保持S不變，增大d，則θ變大 B．保持S不變，增大d，則θ變小 C．保持d不變，減小S，則θ變小 D．保持d不變，減小S，則θ不變 解析　靜電計指針偏角體現(xiàn)電容器兩板間電壓大?。谧鲞x項所示的操作中，電容器電荷量Q保持不變，C＝＝.保持S不變，增大d，則C減小，U增大，偏角θ增大，選項A正確，B錯誤；保持d不變，減小S，則C減小，U增大，偏角θ也增大，故選項C、D均錯． 答案　A 5．有兩個平行板電容器，它們的電容之比為5∶4，它們的帶電荷量之比為5∶1，兩極板間距離之比為4∶3，則兩極板間電壓之比和電場強度之比分別為 (　　)． A．4∶1　1∶3　　　　　　　 B．1∶4　3∶1 C．4∶1　3∶1 D．4∶1　4∶3 解析　由U＝得：＝＝＝， 又由E＝＝得：＝＝＝， 所以選項C正確． 答案　C 圖1－8－10 6．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖1－8－10所示的是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極上時，以下說法中正確的是 (　　)． 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 E．若電流表有示數(shù)，則說明壓力F不發(fā)生變化 解析　F向上壓膜片電極，使得電容器兩板間的距離減少，電容器的電容增加，又因電容器兩極板間的電壓不變，所以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，B正確．電流表有示數(shù)，則電容器中不斷充電(或放電)，故Q在變化，F(xiàn)變化，D正確． 答案　BD 知識點三　電容器的綜合應(yīng)用 圖1－8－11 7．計算機鍵盤上的每一個按鍵下面都有一個電容傳感器，如圖1－8－11所示．電容的計算公式是C＝εr，其中常量εr＝9.0×10－12 F·m－1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)某一鍵被按下時，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)生相應(yīng)的信號．已知兩金屬片的正對面積為50 mm2，鍵未被按下時，兩金屬片間的距離為0.60 mm.只要電容變化達0.25 pF，電子線路就能發(fā)生相應(yīng)的信號，那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？ 解析　先求得未按下時的電容C1＝0.75 pF，再由＝，得＝和C2＝1.00 pF，得Δd＝0.15 mm. 答案　0.15 mm 8．如圖1－8－12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．開始時懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了α角度．在以下方法中，能使懸線的偏角α變大的是 (　　)． 圖1－8－12 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) 解析　本題考查的知識點是電容器、電場力．設(shè)PQ兩金屬板構(gòu)成的電容器電容為C0，帶電荷量為q0，由題意知b板與P板的電勢相等，所以兩電容器的電勢差U相等，設(shè)電容C的帶電荷量為q，根據(jù)題意知兩個電容器帶的總電荷量不變，設(shè)為Q，所以q0＋q＝Q.根據(jù)Q＝CU，所以C0U＋CU＝Q，對小球要使α角增大，根據(jù)力的平衡可得小球受到的電場力要增大，即需兩極板間的電勢差增大，因此根據(jù)C0U＋CU＝Q，只有C0或C減小才能使U增大．根據(jù)C＝，電介質(zhì)減小、正對面積減小或極板距離增大都能使電容減小，故選項B、C正確． 答案　BC 圖1－8－13 9．如圖1－8－13所示，已知平行板電容器兩極板間距離d＝4 mm，充電后兩極板電勢差為120 V．A板帶正電，若它的電容為3 μF，且P到A板距離為1 mm.求： (1)每一板的帶電荷量； (2)一個電子在P點具有的電勢能； (3)一個電子從B板出發(fā)到A板獲得的動能； (4)兩板間的電場強度． 解析　(1)由Q＝UC得Q＝120×3×10－6 C＝3.6×10－4 C. (2)EPP＝－eφP＝－edPB＝－90 eV. (3)因為電子從B板出發(fā)到A板的過程中電場力做正功，電勢能減小，動能增加，所以由動能定理得Ek－0＝－eUBA，Ek＝120 eV. (4)E＝＝3×104 N/C. 答案　(1)3.6×10－4 C　(2)－90 eV　(3)120 eV　(4)3×104 N/C 圖1－8－14 10．如圖1－8－14所示，一平行板電容器跟一電源相接，當(dāng)S閉合時，平行板電容器極板A、B間的一帶電液滴恰好靜止．若將兩板間距離增大為原來的兩倍，那么液滴的運動狀態(tài)如何變化？若先將S斷開，再將兩板間距離增大為原來的兩倍，液滴的運動狀態(tài)又將如何變化？ 解析　帶電液滴靜止時，所受的電場力和重力平衡，液滴帶負電，由于液滴所受重力不變，液滴運動狀態(tài)隨電場力的變化而變化，由于電場力F＝Eq，因此，只要分析出場強E的變化情況即可． (1)S閉合時，U不變，d↑，E↓，即E′＝＝＝. 合外力F＝mg－Eq＝mg＝ma，所以a＝，方向向下． 液滴將向下做初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動． (2)S斷開，電容器的電荷量保持不變，當(dāng)d′＝2d時，由公式E∝可知，E不變，E′＝E. 因此，液滴受力情況不變，仍處于靜止狀態(tài)． 答案　見解析