1、4.电容器的电容合格考达标练1.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是()A.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电B.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带负电C.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带正电D.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电答案A解析开关接1时,平行板电容器充电,上极板与电源正极相连而带正电,A对,B错;开关接2时,平行板电容器放电,放电结束后上、下极板均不带电,C、D错误。2.(2021黑龙江大庆一中月考)如图所示,平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接,G为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计,闭合开关S后,下列说法正确的是(
2、)A.若只在两板间插入电介质,电容器的两板间电压将增大B.若只在两板间插入电介质,电容器的电容将保持不变C.若只将滑动变阻器的滑片P向上移动,电容器储存的电荷量将增加D.若只将电容器下极板向下移动一小段距离,此过程电流计中有从a到b方向的电流答案C解析闭合开关S后,电容器两板间电压等于变阻器下部分电阻分担的电压,保持不变,若只在两板间插入电介质,相对介电常数增大,电容器的电容将增大,故A、B错误;若只将滑动变阻器的滑片P向上移动,电容器两极板间电压增大,则电容器所带电荷量增多,故C正确;若只将电容器下极板向下移动一小段距离,板间距离增大,电容减小,而电压不变,则电容器所带电荷量减小,电容器放电
3、,由于上极板带正电,所以此过程电流计中有从b到a方向的电流,故D错误。3.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是()A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间电场强度减小B.若将电容器的下极板上移一点,则P点的电势升高C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小答案D解析由E=Ud、U=QC、C=rS4kd,可知E=4kQrS,S减小,E增大,A项错误;由E=4kQrS可知d变化,E不变,P不变,B项错误;U=Ed,d减小,U减小,C项错误,D项正确。4
4、.如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是()A.是充电过程B.是放电过程C.该电容器的电容为510-2 FD.该电容器的电荷量变化量为0.2 C答案B解析由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错误,B正确;由C=QU=0.240F=510-3F,可知C错误;Q=CU=510-34C=0.02C,D错误。5.平行板电容器充电后断开电源,现将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离。下图表示此过程中电容器两极板间电场强度E随两极板间距离d的变化关系,正确的是()答案C解析由于平行板电容器充电后
5、断开电源,电容器所带电荷量保持不变,两极板间电场强度E=Ud=QCd=4kQrS,E随两极板间距离d的增大保持不变,C正确,A、B、D错误。6.(2021山东安丘月考)在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接,极板A接地。静电计的指针张开一定角度。若将极板A稍向上移动一点,观察到静电计指针的张角变大。这说明了什么?答案见解析解析电容器无法放电,故带电荷量不变,即Q一定;静电计测量的是电压,观察到静电计指针的张角变大,说明电压变大;根据C=QU可以判断电容变小。7.当病人发生心室纤颤时,必须要用除颤器及时进行抢救,除颤器工作时的供电装置是一个C=70 F的电容器,它在工作时
6、,一般是让100300 J的电能在2 ms的时间内通过病人的心脏部位。已知充电后电容器储存的电能为E=12CU2,问:(1)除颤器工作时的电功率在什么范围?(2)要使除颤器的电容器储存140 J的电能,充电电压需达到多大?答案(1)50150 kW(2)2 000 V解析(1)根据电功率P=Wt知P1=100210-3W=5104W=50kW,P2=300210-3W=1.5105W=150kW,即电功率的范围为50150kW。(2)根据电容器储存的电能为E=12CU2,知U=2EC=21407010-6V=2000V。等级考提升练8.(2021山东济南历城二中月考)某电车使用“3 V12 0
7、00 F”石墨烯纳米混合型超级电容器,下列说法正确的是()A.该电容器最多能储存72 000 C的电荷量B.电容器放电,电荷量逐渐减少到0,电容不变C.电容器放电,电荷量逐渐减少到0,电压不变D.若30 s能充满电,则充电平均电流为3 600 A答案B解析该电容器能容纳的最大电荷量为Q=CU=120003C=36000C,选项A错误;电容器的电容与电荷量和电压无关,在充、放电时电容不变,电容器放电,电荷量逐渐减少到0,电压逐渐减小为0,选项B正确,C错误;若30s能充满电,则充电平均电流为I=Qt=3600030A=1200A,选项D错误。9.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场
8、强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C.保持C不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半D.保持C、d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半答案AD解析由E=Ud知,当U不变,d变为原来的两倍时,E变为原来的一半,A项正确;当E不变,d变为原来的一半时,U变为原来的一半,B项错误;C不变,由C=QU知,当Q变为原来的两倍时,U变为原来的两倍,C项错误;C不变,Q变为原来的一半,U变为原来的一半时,d不变,则E变为原来的一半,D项正确。10.(多
9、选)(2021安徽合肥联考)如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法正确的是()A.若F向上压膜片电极,则电流表中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极,则电流表中有从b到a的电流C.若电流表有示数,则说明压力F发生变化D.若电流表没有示数,则说明压力F=0答案AC解析A对,B错:当F向上压膜片电极时,板间距离减小,由电容的决定式C=rS4kd得到,电容器的电容将增大。因电势差不变,则电容器的电荷量增多,处于充电状态,那么电流表中有从a到b的电流。C对,D错:当F变化时,电容变化,而板间电势差不变,由Q=CU,故带电荷量Q发生变化,电容器将发生
10、充、放电现象,回路中有电流,电流表有示数。反之,电流表无示数时,压力F不变。11.(多选)如图所示是电容器充、放电电路。配合电流传感器,可以捕捉瞬间的电流变化,并通过计算机画出电流随时间变化的图像。实验中选用直流8 V电压,电容器选用电解电容器。先使单刀双掷开关S与1端相连,电源向电容器充电,这个过程可瞬间完成。然后把单刀双掷开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流传入计算机,图像上显示出放电电流随时间变化的I-t曲线。以下说法正确的是已知电流I=qt()A.电解电容器用氧化膜做电介质,由于氧化膜很薄,所以电容较小B.随着放电过程的进行,该电容器两极板间电压逐渐减小C.由传感器所记录
11、的该放电电流图像可以估算出该过程中电容器的放电电荷量D.通过本实验可以估算出该电容器的电容值答案BCD解析因氧化膜很薄,板间距离很小,所以电容很大,A选项错;由U=QC可知,因电容器电容不变,放电过程中电容器所带电荷量逐渐减小,所以电容器两端电压逐渐减小,B选项对;由I=qt,再结合放电电流随时间变化的I-t曲线可知,C选项对;根据I-t曲线可求出放电过程中通过电容器的放电电荷量,再由电容器放电瞬间电压与电源电压相等,根据U=QC即可求出电容器的电容值,D选项对。故选B、C、D。12.(2021山东聊城高一期末)某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。(1)若将开关S接1,
12、电容器上极板带(选填“正电”或“负电”),再将S接2,通过电流表的电流方向(选填“向左”或“向右”)。(2)实验中所使用的电容器如图乙所示,当电容器两端电压为额定电压时,电容器极板上所带电荷量为C(结果保留两位有效数字)。答案(1)正电向左(2)2.6解析(1)将开关S接1,电容器上极板与电源的正极相接,则上极板带正电,再将S接2,电容器放电,所以通过电流表的电流方向向左。(2)由题图乙可知该电容器的额定电压为5.5V,电容C=0.47F,当电容器两端电压为额定电压时,电容器极板上所带电荷量Q=CU=0.475.5C=2.6C。13.如图所示,已知平行板电容器两极板间距离d=4 mm,充电后两
13、极板电势差为120 V。A板带正电,若它的电容为3 F,且P到A板距离为1 mm。求:(1)每个极板的带电荷量。(2)一个电子在P点具有的电势能(单位可使用eV)。(3)一个电子从B板出发到A板获得的动能(单位可使用eV)。(4)两极板间的电场强度。答案(1)3.610-4 C(2)-90 eV(3)120 eV(4)3104 N/C解析(1)由Q=UC得Q=120310-6C=3.610-4C。(2)EP=-eP=-eUABddPB=-90eV。(3)因为电子从B板出发到A板的过程中电场力做正功,电势能减小,动能增加,所以由动能定理得Ek-0=-eUBA,Ek=120eV。(4)E=Ud=3104N/C。6
