“四翼”檢測評價（八） 電容器的電容

“四翼”檢測評價（八）電容器的電容eq\a\vs4\al(A)組—重基礎·體現(xiàn)綜合1.超級電容器又叫雙電層電容器，是一種新型儲能裝置，它不同于傳統(tǒng)的化學電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬等特點。如圖為一款超級電容器，其標有“2.7V,3000F”，則可知()A．該超級電容器放電時把化學能轉(zhuǎn)化為電能B．該電容器最大容納電荷量為8100CC．該電容器在電壓為2.7V時電容才是3000FD．該電容器在2.5V電壓下電容器不能帶電解析：選B由于是電容器，故其放電時是把儲存的電能釋放到電路中來，并不是把化學能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；該電容器最大容納電荷量為Q＝UC＝2.7V×3000F＝8100C，故B正確；電容是描述電容器容納電荷本領的物理量，其大小與電壓和電量無關，該電容始終為3000F，故C錯誤；電容器的額定電壓為2.7V，說明工作電壓不超過2.7V，可以小于2.7V，故D錯誤。2．(2022·江蘇鹽城期末)在進行電容器充放電的實驗研究中，所選的電容器標有“10V,1000μF”。關于該實驗下列說法正確的是()A．電容器的擊穿電壓為10VB．放電后，電容器的電容為零C．電容器充電時，電流逐漸減小，電容器兩端電壓保持不變D．電容器放電時，電流逐漸減小，電容器兩端電壓逐漸減小解析：選D由題可知，電容器的額定電壓為10V，這個數(shù)值比擊穿電壓低，故A錯誤；電容器放電的過程中電容器的電容不變，電流逐漸減小，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)可知，電容器兩端電壓逐漸減小，故D正確，B錯誤；電容器充電時，電流逐漸減小，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)可知電容器兩端電壓增大，故C錯誤。3.(多選)如圖所示為一平行板電容器，則下列說法正確的是()A．把A板左移一小段，則電容器電容變大B．把A板上移一小段，則電容器電容變大C．把B板左移一小段，則電容器電容變大D．在AB兩板之間插入陶瓷，則電容器電容變大解析：選CD根據(jù)電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)，把A板左移一小段，板間距離d變大，可知電容器電容變小，A錯誤；把A板上移一小段，兩極板正對面積減小，可知電容器電容變小，B錯誤；把B板左移一小段，板間距離d變小，可知電容器電容變大，C正確；在AB兩板之間插入陶瓷，可知相對介電常數(shù)變大，電容器電容變大，D正確。4．超級電容器具有眾多優(yōu)點，如充電速度快，充電10秒至10分鐘可達到其額定容量的95%以上；循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達1至50萬次，等等。若用該種電容器給手機電池充電，下列說法正確的是()A．該電容器給手機電池充電時，電容器的電容變大B．該電容器給手機電池充電時，電容器所帶的電荷量可能不變C．該電容器給手機電池充電時，電容器存儲的電能變少D．充電結(jié)束后，若電容器不帶電，電容器的電容為零解析：選C電容器的電容反映的是電容器容納電荷本領的大小，與是否給手機充電、電容器是否帶電無關，A、D錯誤；該電容器給手機電池充電時，電容器所帶的電荷量不斷變小，存儲的電能不斷變少，B錯誤，C正確。5．(2022·江蘇大港中學期末)平行板電容器充電后斷開電源，現(xiàn)將其中一塊金屬極板沿遠離另一板方向平移一小段距離。此過程中電容器的電容C、兩極板帶電荷量Q、兩板間電場強度E、兩板間電壓U隨兩板間距離d變化的關系，表示正確的是()解析：選C平行板電容器的電容為C＝eq\f(εrS,4πkd)，d增大時，C減小，故A錯誤；平行板電容器充電后斷開電源，Q一定，故B錯誤；電容器兩極板間的電場強度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)一定，故C正確；兩板間電壓為U＝Ed，d增大時，U增大，故D錯誤。6.如圖所示，平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開關S，充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為θ，則()A．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ減小B．保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變C．斷開S，將A板向B板靠近，則θ增大D．斷開S，將A板向B板靠近，則θ不變解析：選D根據(jù)受力平衡可得tanθ＝eq\f(qE,mg)，保持S閉合，將A板向B板靠近，可知極板間的電壓保持不變，板間距離減小，根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知極板間電場強度增大，小球受到的靜電力增大，則θ增大，A、B錯誤；斷開S，將A板向B板靠近，可知極板所帶電荷量保持不變，板間距離減小，根據(jù)E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πkd)d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知極板間電場強度保持不變，小球受到的靜電力保持不變，則θ不變，D正確，C錯誤。7．(2022·河北衡水質(zhì)檢)某研究性學習小組用如圖甲所示裝置研究平行板電容器的放電現(xiàn)象，開關先置于1位置對電容器充電，穩(wěn)定后，開關置于2位置，利用電流傳感器記錄電容器放電過程，作出I-t圖線如圖乙所示，已知電源E的輸出電壓恒為U，I-t圖線與坐標軸圍成的面積為S。下列說法正確的是()A．電容器放電時通過電流傳感器的電流減小得越來越快B．電容器放電持續(xù)時間與電阻R的阻值無關C．S與電阻R的阻值大小成正比D．電容C的大小等于eq\f(S,U)解析：選D根據(jù)圖乙可得，圖中曲線切線斜率的絕對值越來越小，說明傳感器的電流的變化越來越慢，故A錯誤；電阻越大，電路中的電流越小，而電容器中儲存的電荷量一定，電流越小，放電所需的時間越長，所以放電持續(xù)時間與電阻的阻值有關，故B錯誤；I-t圖中曲線與兩坐標軸所圍成的面積S表示電荷量，由B中分析可得，電荷量的多少與電阻大小無關，電阻的大小只會影響放電的時間，根據(jù)電容公式可得C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(S,U)，故C錯誤，D正確。8．(2022·湖南長沙一中期末)某同學利用如圖所示的實驗電路觀察平行板電容器的充放電。(1)按如圖所示電路原理圖連接好實驗電路，將開關S接________(選填“1”或“2”)，對電容器進行充電，一段時間后，記下數(shù)字電壓表的讀數(shù)。(2)充電完成后，再將開關S接通另一端，觀察到電流隨時間變化的情況是________。(3)如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，放電時間將________(選填“變長”“不變”或“變短”)。解析：(1)對電容器進行充電時，電容器兩端應與電源兩端相接，所以開關S接1。(2)放電開始時電流較大，隨著電容器所帶電荷量不斷減小，電容器電壓減小，放電電流逐漸減小并且減小得越來越慢，故C正確，A、B、D錯誤。(3)根據(jù)電容器計算公式可得電荷量Q＝CU，所以電容器儲存的電荷量Q與電阻R無關，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R，放電電流增大，放電時間將變短。答案：(1)1(2)C(3)變短eq\a\vs4\al(B)組—重應用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．(2022·河南郟縣期末)小明同學對他家的電子秤很感興趣，他通過說明書了解到電子秤是用平行板電容器制成的，其電路如圖所示。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導致平行板上層膜片電極下移。則放上物體后()A．極板間電場強度變小B．電容器的帶電荷量減小C．電容器的電容變小D．膜片下移過程中，電流表G有從b到a的電流解析：選D根據(jù)電容器表達式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當兩個極板的距離減小時，電容器的電容增大，再根據(jù)電容器定義式C＝eq\f(Q,U)可知，由于電容器一直和電源相連，電壓不變，當電容增大時，帶電荷量增大，即電容器被充電，電流表有從b到a的電流，B、C錯誤，D正確；由勻強電場公式E＝eq\f(U,d)可知，當電壓不變，兩個極板的距離減小時，極板間電場強度變大，A錯誤。10.(2022·廣東韶關期末)電容位移傳感器具有靈敏度高、精度穩(wěn)定等許多優(yōu)點。某電容位移傳感器的工作原理可簡化為如圖所示的裝置，其中A是固定極板，B是可動極板，備測位移物體與可動極板連接，當物體發(fā)生位移時，電容器極板間距發(fā)生變化，用電路(圖中未畫出)測出電容的變化，即可知道物體位移的大小和方向。假設工作中電容器接在恒壓直流電源上，G為靈敏電流計，則當物體位移向右時，下列說法正確的是()A．電容器的電容變大B．極板間電場強度變大C．電容器所帶電荷量保持不變D．靈敏電流計中電流方向從a到b解析：選D當物體位移向右時，極板間的距離變大，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知電容器的電容變小，故A錯誤；根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知極板間電場強度變小，故B錯誤；根據(jù)Q＝UC結(jié)合A選項可知電容器所帶電荷量變小，故C錯誤；電容器所帶電荷量變小，電容器放電，靈敏電流計中電流方向從a到b，故D正確。11.如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80V時，閃光燈瞬間導通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路()A．充電時，通過R的電流不變B．若R增大，則充電時間變短C．若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量減小D．若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變解析：選D充電時，通過R的電流逐漸減小，故A錯誤；若R增大，充電的最大電流減小，充電時間變長，故B錯誤；若C增大，電容器充滿電后帶的電荷量增多，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大，故C錯誤；若E減小為85V，電容器充滿電后電壓仍然大于閃光燈導通需要的電壓，所以閃光燈閃光一次通過的電荷量不變，故D正確。12.某同學用如圖所示的實驗電路來研究電容器的充、放電過程，電容器原來不帶電，單刀雙擲開關S先接1，穩(wěn)定后再接2，下列說法正確的是()A．S接1時，電流表的讀數(shù)逐漸增大B．S接2時，電流從左向右流過電流表C．電流表的內(nèi)阻會影響電容器的最大電壓D．增大電阻箱的阻值可以延長電容器的放電時間解析：選DS接1時，電源對電容器充電，隨著逐漸充電，電路中電流越來越小，充電完畢后，電路中電流為零，即電流表的讀數(shù)逐漸減小為零后不變，故A錯誤；S接1時，電容器充電完畢后上極板帶正電，下極板帶負電，S接2時，電容器放電，所以電流從右向左流過電流表，故B錯誤；電容器的最大電壓為電容器充電完畢時電容器兩端的電壓，其值為電源電動勢，所以，電流表的內(nèi)阻不會影響電容器兩端的最大電壓，故C錯誤；增大電阻箱的阻值，根據(jù)歐姆定律可知，電容器的放電電流將減小，根據(jù)Q＝eq\x\to(I)t可知，Q一定，則電容器的放電時間將延長，故D正確。13.(2022·廣東佛山期中)如圖所示，兩塊平行金屬板A、B相隔6cm。分別接在36V的直流電源的正負極上。點C在兩板間且到板A的距離為2cm，正極板A接地。(1)求A、B兩板間的場強。(2)求C、A之間的電勢差UCA。(3)將一個電荷量為q＝2×10－8C的粒子從C點移到A板，求這個過程中靜電力做的功。解析：(1)A、B兩板間的場強為E＝eq\f(U,d)＝eq\