2023年高三物理二輪練習(xí)13 靜電場(chǎng)、磁場(chǎng)和閉合電路中的電容問(wèn)題（解析版）

2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破

專(zhuān)題13靜電場(chǎng)、磁場(chǎng)和閉合電路中的電容問(wèn)題

專(zhuān)練目標(biāo)______________________________專(zhuān)練內(nèi)容______________________________

目標(biāo)1高考真題（IT—4T）

目標(biāo)2靜電場(chǎng)中的電容的動(dòng)態(tài)分析（5T-8T）

目標(biāo)3磁場(chǎng)中的電容問(wèn)題（9T—12T）

目標(biāo)4閉合電路中的含容電路（13T—16T）

【典例專(zhuān)練】

一、高考真題

1.如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖，電容器上極板固定,

下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng)，兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí)，極板上所帶電荷量變少，

則（）

A.材料豎直方向尺度減小B.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變

C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大D.電容器電容變大

【答案】A

【詳解】D.根據(jù)題意可知極板之間電壓U不變，極板上所帶電荷量。變少，根據(jù)電容定義式C=5可知電

容器得電容C減小，D錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)電容的決定式C=棄；可知極板間距d增大，極板之間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)E=?可知極板間電

Aπkda

場(chǎng)強(qiáng)度E減小，BC錯(cuò)誤；

A.極板間距d增大，材料豎直方向尺度減小，A正確。故選A。

2.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫,

取狹縫所在處。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與X軸夾角均為一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連,

導(dǎo)軌上的金屬棒與X軸垂直，在外力尸作用下從。點(diǎn)開(kāi)始以速度V向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略所有電阻，下列說(shuō)

法正確的是（）

B.金屬棒到達(dá)5時(shí)，電容器極板上的電荷量為5Cvx1）tane

C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，外力F做功的功率恒定

【答案】A

【詳解】C?根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯(cuò)誤；

A.由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2xtan優(yōu)X=W則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=28v%an0由題圖可知電容器直接與電源相連，則電容器的電荷量為Q=CE=2BCv2Λanθ

則流過(guò)導(dǎo)體棒的電流/=A?=28C3tanO°A正確；

Af

B.當(dāng)金屬棒到達(dá)X"處時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為￡=28VX“tan。

則電容器的電荷量為Q=CE'=28CVXOtan，，B錯(cuò)誤；

D.由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)則尸=尸爰=8〃由選項(xiàng)A可知流過(guò)導(dǎo)體棒的電流/恒定，但L與,成正比，則尸

為變力，再根據(jù)力做功的功率公式可看出E為變力，V不變則功率P隨力F變化而變化；

D錯(cuò)誤；故選A。

3.利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A為電流

表，V為電壓表。下列說(shuō)法正確的是（）

A.充電過(guò)程中，電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定

B.充電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定

C.放電過(guò)程中，電流表的示數(shù)均勻減小至零

D.放電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)均勻減小至零

【答案】B

【詳解】A.充電過(guò)程中，隨著電容器C兩極板電荷量的積累，電路中的電流逐漸減小，電容器充電結(jié)束后,

電流表示數(shù)為零，A錯(cuò)誤；

B.充電過(guò)程中，隨著電容器C兩極板電荷量的積累，電壓表測(cè)量電容器兩端的電壓，電容器兩端的電壓迅

速增大，電容器充電結(jié)束后，最后趨于穩(wěn)定，B正確；

CD.電容器放電的/T圖像如圖所示

八//mA

2二二二二二二二二二

0.12468t/s

可知電流表和電壓表的示數(shù)不是均勻減小至。的，CD錯(cuò)誤。故選B。

4.如圖，兩個(gè)定值電阻的阻值分別為凡和&,直流電源的內(nèi)阻不計(jì)，平行板電容器兩極板水平放置，板間

距離為d,板長(zhǎng)為由”，極板間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為“、帶電量為+4的小球以初速度V沿

水平方向從電容器下板左側(cè)邊緣A點(diǎn)進(jìn)入電容器，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰從電容器上板右側(cè)邊緣離開(kāi)電容器。

此過(guò)程中，小球未與極板發(fā)生碰撞，重力加速度大小為g,忽略空氣阻力。

（1）求直流電源的電動(dòng)勢(shì)既;

（2）求兩極板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8；

（3）在圖中虛線的右側(cè)設(shè)計(jì)一勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球離開(kāi)電容器后沿直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值

××XX

,

E&××X×?E

0*V*×X

R、A

\<—∣∕3d—

mgd(R?+&)mvmg

【答案】（1）⑵拓：⑶

冰2

【詳解】（1）小球在電磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力與重力平衡，可得Eg=mg

R2兩端的電壓％=Ed根據(jù)歐姆定律得仇=V旦聯(lián)立解得EO=mgM'+RJ

A1+K2qκ2

設(shè)粒子在電磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,根據(jù)幾何關(guān)系（，-1）2+（，^）2=,.2解得〃=2（/

根據(jù)qvB=m—解得B=

r2dq

（3）由幾何關(guān)系可知，射出磁場(chǎng)時(shí)，小球速度方向與水平方向夾角為60。，要使小球做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球

所受電場(chǎng)力與小球重力在垂直小球速度方向的分力相等時(shí)，電場(chǎng)力最小，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，可得

Eq=mgcos60°解得E=-y2-

二、靜電場(chǎng)中的電容的動(dòng)態(tài)分析

5.2022年9月16日12時(shí)40分前后，臺(tái)風(fēng)"梅花"（熱帶風(fēng)暴）的中心在金普新區(qū)再次登陸，登陸時(shí)中心

附近最大風(fēng)力有9級(jí)。小李同學(xué)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電容式風(fēng)力傳感器。如圖所示，將電容器與靜電計(jì)

組成回路，可動(dòng)電極在風(fēng)力作用下向右移動(dòng)，引起電容的變化，風(fēng)力越大，移動(dòng)距離越大（兩電極不接觸）。

在受到風(fēng)力作用時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

可動(dòng)電極固定電極

A.電容器電容變小

B.若極板上電荷量保持不變，則極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大

C.若電容器始終接在恒壓電源上，則極板所帶電荷量增大

D.只有保持極板電荷量不變，才能通過(guò)靜電計(jì)指針張角反映風(fēng)力大小，且風(fēng)力越大張角越大

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)在受到風(fēng)力作用時(shí)，d減小，則電容器電容變大，故A錯(cuò)誤；

4τrkd

Q

B.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=I=￠=2=蟲(chóng)絲不變，故B錯(cuò)誤；

ddCd3

C.始終接電源U?定，極板帶電量O=CU增大，故C正確；

D.（7一定時(shí)靜電計(jì)指針張角不變；。一定時(shí)，風(fēng)力越大，d越小，電容C越大，則極板間電壓越小，靜電

計(jì)指針張角越小，故D錯(cuò)誤。故選C。

6.如圖所示，C為平行板電容器，D為理想二極管。當(dāng)滑動(dòng)變阻器上的滑片在中點(diǎn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)K,帶電

小球恰能在兩平行板間靜止，下列說(shuō)法正確的是（）

~~I

C,

DZ；一I

4—II——~~I1—1

RTRi

l^κ

A.若將滑動(dòng)變阻器&的滑片向右移動(dòng)，電容器帶電量不變

B.若將滑動(dòng)變阻器上的滑片向右移動(dòng)，則帶電小球?qū)⑾蛳录铀龠\(yùn)動(dòng)

C.若電容器的上金屬板向下平移一小段距離，則帶電小球向下加速運(yùn)動(dòng)

D.若電容器的上金屬板向上平移一小段距離，則帶電小球仍保持靜止

【答案】D

【詳解】由圖可知，電阻Q和&串聯(lián)分壓，電容器與以并聯(lián)，則電容器兩端的電壓與R/兩端的電壓相等。

A.滑動(dòng)變阻器比的滑片向右移動(dòng)，生的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，處兩端的電壓減小，則

Q兩端的電壓增加，即電容器兩端的電壓增加。由公式C=5可知：電容C不變，U增加時(shí)，0增加，流

經(jīng)二極管的電流為正向電流，電容器成功充電，故A錯(cuò)誤：

B.閉合開(kāi)關(guān)K時(shí)，帶電小球恰能在兩平行板間靜止，則由平衡關(guān)系可知小球受到的豎直向下的重力mg和

豎直向上的電場(chǎng)力Eq大小相等。由A可知，滑動(dòng)變阻器叢的滑片向右移動(dòng)，電容器兩端的電壓增加，由公

式E=B■可知：U增加，板間距d不變時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)E增加，則電場(chǎng)力增加，帶電小球?qū)⑾蛏霞铀龠\(yùn)動(dòng)，故B

錯(cuò)誤：

C.電容器的上金屬板向下平移一小段距離，板間距d減小，由公式C=I三可知：板間距d減小時(shí)，電容

4πkd

C增大,由公式C=號(hào)可知：電容C增大，若。不變時(shí)，0增加，流經(jīng)二極管的電流為正向電流，電容器

成功充電。由公式E==可知：。不變，板間距（/減小時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)E增加，則電場(chǎng)力增加，帶電小球?qū)⑾蛏?/p>

a

加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D.電容器的上金屬板向上平移一小段距離，板間距d增大，由公式C=可知：板間距d增大時(shí)，電

容C減小，由公式C=W可知：電容C減小，若。不變時(shí)，0減小，流經(jīng)二極管的電流為負(fù)向電流，電容

器不能放電，即。不變，則。增加。由公式E==,C=g,C=華7聯(lián)立得E=坦2可知：場(chǎng)強(qiáng)E不

dU4τtkdεr-s

變，則電場(chǎng)力不變，帶電小球靜止不動(dòng)，故D正確；故選D。

7.平行板電容器C/、C2水平放置，如圖所示連接在電路中,電源內(nèi)阻不計(jì)，G平行板的正對(duì)面積小于C?

平行板的正對(duì)面積，兩板間的距離相等，P為C/兩板間一點(diǎn),。下板接地，則下列判斷正確的是（)

A.。兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度小于C?兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度

B.G的帶電量小于C2的帶電量

C.將一陶瓷板插入C2板間，C2的帶電量增加

D.將一陶瓷板插人C?板間過(guò)程中，尸點(diǎn)電勢(shì)升高

【答案】BC

【詳解】A.由于兩電容器并聯(lián)在電源兩端，電壓相等，根據(jù)E=Y可知，兩板間的距離相等，則兩板間的

電場(chǎng)強(qiáng)度相同，A錯(cuò)誤;

b?根據(jù)C=而，O=S解得O=病可知，。平行板的正對(duì)面積小于C2平行板的正對(duì)面積，則0

的帶電量小于Cz的帶電量，B正確;

c.將一陶瓷板插入G板間，G的電容變大，而電壓U不變，根據(jù)上述，因此G的帶電量增加，C正確;

D.將一陶瓷板插入G板間過(guò)程中，G充電，但是電容器G兩板間的電壓不變，電容器G兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)

度不變，尸點(diǎn)的電勢(shì)不變，D錯(cuò)誤。故選BC.

8.微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過(guò)手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的，如圖所示，M極板固定，當(dāng)手機(jī)的加速

度變化時(shí),N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的"前后”方向運(yùn)動(dòng)。圖中R為定值電阻。下列對(duì)傳感器描述正確的是（）

eR1

aMI=

耋N重

.?<-

前

后

A.靜止時(shí)，電流表示數(shù)為零，電容器兩極板不帶電

B.保持向前勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流

C.由靜止突然向后加速時(shí)，電容器的電容減小

D.由靜止突然向前加速時(shí)，電流由b向。流過(guò)電流表

【答案】BD

【詳解】A.靜止時(shí)，N板不動(dòng)，電容器的電容不變，則電容器電量不變，則電流表示數(shù)為零，電容器保持

與電源相連，兩極板帶電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.保持向前勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度恒定不變，則N板的位置在某位置不動(dòng)，電容器電容不變，電容器保持

與電源相連電壓不變，由O=CU知電量不變，電路中無(wú)電流，故B正確；

C.由靜止突然向后加速時(shí)，N板相對(duì)向前移動(dòng)，則板間距減小，根據(jù)C=導(dǎo)知電容C增大，故C錯(cuò)誤；

4兀kd

D.由靜止突然向前加速時(shí)，N板相對(duì)向后移動(dòng)，則板間距增大，根據(jù)C=η?知電容C減小，電壓不變，

由0=Ct7知電容器電量減小，電容器放電，電流由b向α流過(guò)電流表，選項(xiàng)D正確。故選BD。

三、磁場(chǎng)中的電容問(wèn)題

9.如圖是某電磁彈射技術(shù)的簡(jiǎn)化模型的等效電路，直流電源電動(dòng)勢(shì)E=35V,超級(jí)電容器的電容C=2F。

兩根固定于同一水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、電阻不計(jì)，它們的間距Z=Im。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

8=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上。質(zhì)量"，=2kg、阻值R=5Ω的金屬棒仍，垂直擱放在兩導(dǎo)軌上處于

靜止?fàn)顟B(tài)，并與兩導(dǎo)軌始終保持良好接觸。開(kāi)關(guān)S先接1,使電容器完全充電后再將S接至2,金屬棒外

開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)S金屬棒成切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于此時(shí)電容器兩端電壓時(shí)，金屬棒M

達(dá)到最大速度，之后便離開(kāi)導(dǎo)軌。下列說(shuō)法正確的是（）

A.開(kāi)關(guān)S先接1,使電容器完全充電后，其電荷量為Q=7C

B.開(kāi)關(guān)S接2后，金屬棒油加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度保持不變

C.金屬棒ab的加速度最大值為14m∕s2

D.金屬棒ah的最大速度為14m∕s

【答案】D

【詳解】A.開(kāi)關(guān)S先接1,使電容器完全充電后，其電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，其電荷量為Q=CE=70C

故A錯(cuò)誤；

B.開(kāi)關(guān)S接2后，金屬棒ab加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電容器因放電其電壓逐漸減小，金屬棒的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)逐漸

增大，則兩者的電壓之差逐漸減小，則流過(guò)金屬棒的電流逐漸減小，所受的安培力逐漸減小，由牛頓第二

定律可知?jiǎng)t加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤;

C.當(dāng)金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器與金屬棒的電壓之差最大，則電流最大，安培力最大，加速度最大為

BIL翳=7.故C錯(cuò)誤;

m

D.金屬棒仍達(dá)到最大速度時(shí)，加速度為零，有U=或%對(duì)金屬棒運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，由動(dòng)量定理有

BiL-At=rnvm-O而電容器放電的電量為q-C(E-U)聯(lián)立解得%=BLfE14m∕s故D正確。

m+B"L^C

故選D。

10.如圖所示，光滑的平行長(zhǎng)導(dǎo)軌水平放置，質(zhì)量相等的導(dǎo)體棒L和心靜止在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸

良好。已知L的電阻大于心的，兩棒間的距離為力不計(jì)導(dǎo)軌電阻，忽略電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)?將開(kāi)關(guān)S從1

撥到2,兩棒運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則()

A.S撥到2的瞬間，L中的電流大于心的

B.S撥到2的瞬間，L的加速度大于心

C.運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，電容器C的電荷量為零

D.運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，兩棒之間的距離大于d

【答案】D

【詳解】A.電源給電容器充電，穩(wěn)定后，S撥到2的瞬間，電容器相當(dāng)于電源，和導(dǎo)體棒L和心組成閉合

電路，由于Z√的電阻大于L，則L中的電流小于心中的電流，故A錯(cuò)誤：

B.S撥到2的瞬間，L中的電流小于乙中的電流，根據(jù)尸=8〃可得，&受到的安培力小于心受到的安培

力，根據(jù)牛頓第二定律，卻的加速度小于心的加速度，故B錯(cuò)誤：

C.S撥到2后，由于導(dǎo)體棒L和心受到安培力的作用，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于

電容器兩端的電壓時(shí)，電路穩(wěn)定，此時(shí)電容器C的電荷量不為零，故C錯(cuò)誤；

D.S撥到2的瞬間，電容器放電，兩棒均有向下的電流，導(dǎo)體棒會(huì)受到安培力作用，由以上分析可知，開(kāi)

始時(shí)，al<a2,當(dāng)心切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大于某值后，L繼續(xù)加速，乙減速，最終兩棒速度相等，所以

在達(dá)到相同速度前心的速度?直大于L的速度，則運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，兩棒之間距離大于力故D正確。故選D。

11.如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、傾斜放置，與水平面夾角a=30。，導(dǎo)軌寬度L=Im,導(dǎo)

體棒M垂直于導(dǎo)軌放置，且接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度8=2.0。

已知導(dǎo)體棒"質(zhì)量w7=O.O2kg,電容器電容為C=0.02F,耐壓值足夠大，定值電阻K=200Ω,重力加速度g=10m∕s2,

導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌電阻不計(jì)。t=0時(shí)開(kāi)關(guān)接1,導(dǎo)體棒ab由靜止釋放，r=2s時(shí)開(kāi)關(guān)接2,下列說(shuō)法正確的是（）

A.t=2s時(shí)，導(dǎo)體棒ah的速度為2.5m∕s

B.f=2s時(shí),電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為0.16J

C.開(kāi)關(guān)接2瞬間，導(dǎo)體棒劭的加速度為3m∕s?

D.開(kāi)關(guān)接2至導(dǎo)體棒協(xié)達(dá)到最大速度的過(guò)程中，通過(guò)電阻K的電荷量為0.02C

【答案】BC

【詳解】A.設(shè)在△/時(shí)間內(nèi)，金屬棒速度變化為△口金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化4E=8Z√?v

電容器兩極板電壓變化AU=BZ1Av電容器所帶電荷量變化4q=αλU=C8LZkv金屬棒中的電流

/=包=CBZ■竺?=C8Cα對(duì)金屬棒，由牛頓笫二定律有Wgsina-BZL=，〃“解得α=im/s），∕=2s時(shí)，導(dǎo)體棒

△t&t

ab的速度為V=at=2m∕s故A錯(cuò)誤；

B.∕=2s時(shí)，電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能E=；CU2=；C（8））2=O]6J故B正確；

F

C.開(kāi)關(guān)接2瞬間，對(duì)導(dǎo)體棒αb有mgsina-8〃,=/Ha,I=—,E=BZv解得α=3m∕s2故C正確：

R

E

D.成達(dá)到最大速度加gsinα=8//,Im=,E,”=比心解得Vzn=5m∕s根據(jù)能量守恒，如果沒(méi)有克服

R

11RTγ

安培力做功;加q-∕ιv2=zκgxsinα解得x=2.hn通過(guò)電阻火的電荷量為g=??=0.02IC實(shí)際上，克服安

培力做功，下滑位移更大，則通過(guò)的電量更大，故D錯(cuò)誤。故選BC。

12.如圖所示，間距為L(zhǎng)的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌，左端接有一個(gè)電容器，電容為C（不會(huì)被擊穿），在尸。虛線

的左側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦質(zhì)量為優(yōu)的金屬桿成靜置在導(dǎo)軌上，距離虛線P0

的距離是“，金屬桿在水平向右恒力廠的作用下，開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌與金屬桿的電阻，下列說(shuō)法正確

的是（）

A.金屬桿ab始終在做加速運(yùn)動(dòng)

B.金屬桿ab的運(yùn)動(dòng)可能是先從加速到勻速再到加速

C.金屬桿ab運(yùn)動(dòng)到達(dá)虛線PQ的時(shí)間r=2乙產(chǎn)+?*

D.電容器能帶的最多電量是CBZJ2"

m+CB2l3

【答案】AD

【詳解】金屬棒向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E,給電容器充電，設(shè)在L/+A/的時(shí)間里，電容器充電

量為M，則M=CE=CBL?v則充電電流為j=竺=CBL包=CBLa對(duì)金屬棒列牛頓第二定律方程

?z?/

F-BLi=ma得a=-上式說(shuō)明金屬棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由X=可得t=、區(qū)

tn+CB~L2Va

得f=JlZ=J網(wǎng)色竿也再由g=CE=CBZV=CBzM得金屬桿最終出磁場(chǎng)時(shí)，電容器帶電量最大，帶電量

為八=CaA普京故選AD。

四、閉合電路中的含容電路

13.在如圖所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，，為電源內(nèi)阻，K為定值電阻，及為滑動(dòng)變阻器。MN、PQ為

水平放置的兩個(gè)平行金屬板，二者之間的電場(chǎng)可以視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線OO'平行于金屬板。當(dāng)R的滑片在

中點(diǎn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S,帶電小球以%從。點(diǎn)沿OO'飛入，剛好從?！c(diǎn)飛出。若帶電小球都能夠從平行金屬

板右側(cè)飛出，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若滑動(dòng)變阻器R的滑片向右移動(dòng)一段距離后不動(dòng)，帶電小球仍以為從。點(diǎn)沿。。'飛入，則飛出點(diǎn)在。'點(diǎn)

B.若滑動(dòng)變阻器R的滑片向右移動(dòng)一段距離后不動(dòng)，帶電小球仍以%從。點(diǎn)沿OO'飛入，則飛出點(diǎn)在。'點(diǎn)

下方

C.若金屬板MN平行上移一小段距離，帶電小球仍以%從。點(diǎn)沿OO'飛入，則小球?qū)⒃贠'點(diǎn)飛出

D.若金屬板MN平行下移一小段距離仍在00,上方，帶電小球仍以％從。點(diǎn)沿OO'飛入，則小球?qū)⒃凇?點(diǎn)

飛出

【答案】C

【詳解】AB.滑動(dòng)變阻器R的滑片向右移動(dòng)一段距離后，滑動(dòng)變阻器電阻R減小，總電流變大，K兩端電

壓變大，即電容器電壓變大，粒子受到向上的電場(chǎng)力變大，帶電小球仍以%從。點(diǎn)沿OO'飛入，K出點(diǎn)在。'

點(diǎn)上方，AB錯(cuò)誤；

C.若金屬板MN平行上移一小段距離?，電容器電容變小，電容器電壓不變，所以電容器電量減小，但由于

二極管的單向?qū)щ娦裕娙萜麟娏繜o(wú)法減小，其電量不變，由C=W7,C=g,E==可得E=出挈

可知場(chǎng)強(qiáng)E不變，粒子受到向上的電場(chǎng)力不變，帶電小球仍以%從。點(diǎn)沿OO'飛入，將在。'點(diǎn)飛出，C正

確；

D.若金屬板兒W平行下移一小段距離，電容器電容變大，電容器電壓不變，所以電容器電量變大，由

E=當(dāng)可知場(chǎng)強(qiáng)E變大，粒子受到向上的電場(chǎng)力變大，帶電小球仍以%從。點(diǎn)沿00'飛入，將在。'點(diǎn)

εS

上方飛出，D錯(cuò)誤。故選C。

14.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定，/、8為平行板電容器的兩塊正對(duì)金屬板，用為光

敏電阻，電阻隨光強(qiáng)的增大而減小。&為定值電阻，且&>/。當(dāng)與的滑動(dòng)觸頭P在中間時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S,

此時(shí)電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為/和U。以下說(shuō)法正確的是（）

U增大

B.若僅用更弱的光照射4,則電源的輸出功率減小

C.若僅將a的滑動(dòng)觸頭尸向。端移動(dòng)，則/減小，。增大

D.若僅增大力、8板間距離，則電容器所帶電荷量增多

【答案】AB

【詳解】A.用更弱的光照射舄，Rl的電阻增大，根據(jù)"串反并同"，可知/減小，。增大，A正確;

B.作出電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系如圖所示

由于舄>「，則外電阻始終大于電源內(nèi)阻，當(dāng)用更弱的光照射4,4的電阻增大，外電阻增大，則電源的輸

出功率減小，B正確；

C.電路穩(wěn)定時(shí)，與平行板電容器串聯(lián)的電阻不起作用，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，即若僅將尺2的滑動(dòng)觸頭P向〃

端移動(dòng)，則/、。均不變，C錯(cuò)誤：

D.根據(jù)C=g=τ??若僅增大力、8板間距離，由于極板間電壓不變，可知電容器所帶電荷量減小，D錯(cuò)

U4πkd

誤。故選ABC

15.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻廠=1Ω,電阻與=2C,Λ2=3Ω,Λ3=7.5Ω,電容器的電容C=4"。

現(xiàn)閉合S∣,待電路穩(wěn)定，則（）

E,r5

A.電容器兩極板間的電勢(shì)差為3V

B.電容器極板的帶電荷量為L(zhǎng)2X10-6C

C.若再閉合S?,電路再次達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，通過(guò)P點(diǎn)的電流方向向下

D.若再閉合S2,電路再次達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，通過(guò)P點(diǎn)的電荷量為1.92X10-5C

【答案】AD

E

【詳解】AB.Sl閉合，S2斷開(kāi)，電路穩(wěn)定時(shí)，舄中無(wú)電流，由閉合電路歐姆定律得∕=}f—