2023年高考物理知識點復習與真題 電容器

電容器

一、真題精選（高考必備）

2.（2021?重慶?高考真題）電容式加速傳感器常用于觸發(fā)汽車安全氣囊，簡化圖如圖所示，極板”、N組成的電容

器為平行板電容器，M固定，N可左右移動，通過測量電容器極板間的電壓的變化來確定汽車的加速度。當汽車遇

緊急情況剎車時，極板M、N間的距離減小，若極板上的電荷量不變，則電容器（）

B.極板間的電壓變大

C.極板間的電場強度變小D.極板間的電場強度不變

3.（2009?海南?高考真題）一平行板電容器兩極板間距為"、極板面積為S,電容為C=學，其中是常量。對

a

此電容器充電后斷開電源。當增加兩板間距時，電容器極板間（）

A.電場強度不變，電勢差變大

B.電場強度不變，電勢差不變

C.電場強度減小，電勢差不變

D.電場強度較小，電勢差減小

4.（2018?北京?高考真題）研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是（）

A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，能使電容器帶電

B.實驗中,只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小

C.實驗中,只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大

D.實驗中,只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大

（2015?安徽?高考真題）已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為今，其中5為平面上單位

5.

面積所帶的電荷量，%為常量.如圖所示的平行板電容器，極板正對面積為S,其間為真空，帶電荷量為0?不計

邊緣效應(yīng)時，極板可看作無窮大導體板，則極板間的電場強度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為

+

+

S+

+

+

。工Q

A.B.丁三和M

2%SεuS

QQ2°-,和轟

C.2/S和xπ24S

6.（2010?重慶?高考真題）某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和。為兩金屬基板,

對著話筒說話時，P振動而?？梢暈椴粍樱谑?、。間距增大過程中,

二

::9:L絕緣固定支架

M

E

N

A.P、。構(gòu)成的電容器的電容增大

B.P上電荷量保持不變

C.M點的電勢比N點的低

D.M點的電勢比N點的高

7.（2017?海南?高考真題）如圖，平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負極相連，一帶電小球經(jīng)絕緣

輕繩懸掛于兩極板之間，處于靜止狀態(tài)現(xiàn)保持右極板不動，將左極板向左緩慢移動關(guān)于小球所受的電場力大小廠和

繩子的拉力大小7,下列判斷正確的是

A.尸逐漸減小，7逐漸減小

B.F逐漸增大，T逐漸減小

C.尸逐漸減小，T逐漸增大

D.尸逐漸增大，T逐漸增大

8.（2016?天津?高考真題）如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器

下級板都接地.在兩極板間有一固定在尸點的點電荷，以E表示兩極板間的電場強度，EP表示點電荷在P點的電

勢能，。表示靜電計指針的偏角.若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則（）

A.e增大，E增大B.e增大，EP不變

c.e減小，EP增大D.e減小，E不變

9.（2014?海南?高考真題）如圖，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為

d,在下極板上疊放一厚度為/的金屬板，其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中。當把金屬板從電容器中快速

抽出后，粒子尸開始運動。重力加速度為g。粒子運動的加速度為（）

D.Γ7g

10.（2008?重慶?高考真題）如圖所示，圖1是某同學設(shè)計的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下

板為待測物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量。將隨待測物體的上下運動而變化，若。隨時間t

的變化關(guān)系為。=備（a、b為大于零的常數(shù)），其圖象如圖2所示，那么圖3、圖4中反映極板間場強大小E和

A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④

11.（2008?寧夏?高考真題）（多選）如圖所示，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)了角度α.在以下方法中，能使懸線的偏角a變大的是

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)

12.（2018?江蘇?高考真題）（多選）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，則充電時間變長

C.若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大

D.若E減小為85V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變

二、強基訓練（高手成長基地）

1.（2022?浙江?高三專題練習）如圖所示，兩塊平行金屬板M、N通過導線、開關(guān)與電源相接，其中N板接地。板

間用絕緣細繩懸掛一帶負電的小球。閉合開關(guān)S,把細1線拉開一小角度（小于10。）后，自Z點靜止釋放小球小

A.小球在/點電勢能大于在8點電勢能

B.只將M板向下移動時8點電勢保持不變

C.只斷開開關(guān)則小球?qū)⑼Ｖ箶[動

D.只把電源正負極對調(diào)則小球擺動周期變小

2.（2022?湖南?長郡中學模擬預測）如圖所示，甲、乙為兩個相同的平行板電容器，它們的極板均水平放置，上極

板間連有一個二極管，下極板均接地.。源是電荷量相同、質(zhì)量分別為機八咤的帶負電油滴。當甲、乙的電荷量分別為

時，油滴恰好分別懸浮在甲、乙的極板之間，則下列說法可能正確的是（）

二極管

甲乙

?a?b

大于

A.QlQ2

B.大于機2

C.將甲的上極板向上平移少許，α向下運動，。向上運動

D.將乙的上極板向右平移少許，α向下運動，6向上運動

3.（2022?湖南師大附中高二開學考試）（多選）如圖所示，A,B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)S分

別與電源兩極相連，兩極中央各有一個小孔a和b,在a孔正上方某處放一帶電質(zhì)點由靜止開始下落，若不計空氣

阻力，該質(zhì)點到達b孔時速度恰為零，然后返回?，F(xiàn)要使帶電質(zhì)點能穿過b孔，則可行的方法是（）

moq

A

E-

B

A.保持S閉合，將A板適當上移

B.保持S閉合，將B板適當下移

C.先斷開S,再將A板適當下移

D.先斷開S,再將B板適當下移

4.（2022?湖北?高二期末）（多選）我國國產(chǎn)東風洲際彈道核導彈可突破西方國家的防空反導系統(tǒng)，具有很強的戰(zhàn)

略威懾力，其內(nèi)部固定安裝有多種類型的傳感器。例如電容式導彈加速度傳感器原理如圖所示，質(zhì)量塊左、右側(cè)分

別連接電介質(zhì)和輕質(zhì)彈簧，彈簧與電容器固定在武器身體內(nèi)部，質(zhì)量塊套在光滑且平行于彈簧軸線的固定直桿上,

質(zhì)量塊可帶動電介質(zhì)移動從而改變電容。則（）

質(zhì)

量

塊

計算機

A.電介質(zhì)插入極板間越深，則電容器電容越大

B.導彈沿彈簧軸線方向向右做加速運動，則電路中一定有電流

C.導彈由靜止突然沿彈簧軸線方向向右勻加速運動時，電路中有順時針方向的電流

D.導彈沿彈簧軸線方向向右勻加速運動過程中突然開始勻速，穩(wěn)定后彈簧長度會變長

5.（2019?北京一七一中高二期中）（多選）電容器充電后就儲存了能量，某同學研究電容器儲存的能量E與電容

器的電容C、電荷量。及電容器兩極間電壓。之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā)，認為電容器儲存的能量等于把電

荷從一個極板搬運到另一個極板過程中克服電場力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓"隨電荷量q變化的

圖像（如圖所示）。按照他的想法，下列說法正確的是（）

A."-g圖線的斜率越大，電容C越大

B.搬運Aq的電量，克服電場力所做的功近似等于Aq上方小矩形的面積

C.對同一電容器，電容器儲存的能量E與兩極間電壓U成正比

D.若電容器電荷量為0時儲存的能量為區(qū)則電容器電荷量為號時儲存的能量為日

6.（2023?全國?高三專題練習）某實驗小組利用圖（α）所示電路測量一電容器的電容，實驗器材有：待測電容器

（電容標稱值Co=IOOoμF）,6節(jié)干電池，定值電阻R,電壓傳感器，電流傳感器，計算機，單刀雙擲開關(guān)S,導

線若干。

請回答下列問題：

（1）按圖（α）連接實物電路。先將開關(guān)S從2端撥至1端，電源對電容器充電；再將開關(guān)S撥至2端，電容器放

電。傳感器將信息即時輸入計算機，屏幕上顯示出如圖（b）所示的電流/、電壓。隨時間，變化的/-f圖線、U-t

圖線，則曲線（選填①②③④）表示電容器充電過程的UT圖線，曲線（選填①②③④）

表示電容器放電過程的/T圖線；

（2）已知每節(jié)干電池的電動勢為1.6V,為了完成上述實驗，至少需要將節(jié)干電池串聯(lián)作為電源；

（3）根據(jù)圖（b）估算當電容器充電完畢時所帶的電荷量是C,計算電容器的電容C=μF,

該值與C。的差異為豆C×W0%=%；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（4）圖（C）中實線表示上述實驗中得到的/T圖線，若串聯(lián)接入電路的干電池個數(shù)保持不變，減小電阻上則得

到/T圖線可能是圖（C）中的虛線（選填"a""b""c"）。

7.（2022?全國?高二單元測試）如圖所示，光滑絕緣斜面高度〃=0.45m,斜面底端與光滑絕緣水平軌道用小圓弧

連接，水平軌道邊緣緊靠平行板中心軸線。正對的平行板和電阻及輸出電壓恒定為U的電源，構(gòu)成如圖所示電路,

平行板板長為L=0.9m,板間距離d=0?6m,定值電阻阻值為凡（未知），可以看作質(zhì)點的帶電小球電量4=-0?01C、

質(zhì)量機=0.03kg,從斜面頂端靜止下滑，重力加速度g=10m∕s2.

（1）若S斷開，小球剛好沿平行板中心軸線做直線運動，求電源的電壓

（2）在（1）的條件下，若S閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使其接入電路的電阻K=6。，小球離開平行板右邊緣時，

速度偏轉(zhuǎn)角tana=0.4,求電阻《的阻值。

8.（2018?全國?高三專題練習）電容器是一種重要的電學元件，基本工作方式就是充電和放電；由這種充放電的工

作方式延伸出來的許多電學現(xiàn)象，使得電容器有著廣泛的應(yīng)用；如圖1所示，電源與電容器、電阻、開關(guān)組成閉合

電路；已知電源電動勢為M內(nèi)阻不計，電阻阻值為凡平行板電容器電容為C,兩極板間為真空，兩極板間距離

為力不考慮極板邊緣效應(yīng)；

q

O

圖2

（i）閉合開關(guān)s,電源向電容器充電，經(jīng)過時間，，電容器基本充滿；

a.求時間f內(nèi)通過R的平均電流7；

b.請在圖2中畫出充電過程中電容器的帶電荷量4隨電容器兩極板電壓"變化的圖像；并求出穩(wěn)定后電容器儲存

的能量Eo；

（2）穩(wěn)定后斷開開關(guān)S.將電容器一極板固定，用恒力E將另一極板沿垂直極板方向緩慢拉開一段距離X,在移動

過程中電容器電荷量保持不變，力尸做功為名與此同時，電容器儲存的能量增加了AE請推導證明：W^E-要

求最后的表達式用已知量表示。

9.（2022?黑龍江哈爾濱?模擬預測）2022年6月17日，我國第三艘航母"福建艦"正式下水，如圖甲所示，“福建艦

"配備了目前世界上最先進的“電磁彈射"系統(tǒng)。"電磁彈射”系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案有多種，并且十分復雜。一種簡化的

物理模型如圖乙所示，電源和一對足夠長平行金屬導軌"、N分別通過單刀雙擲開關(guān)K與電容器相連。電源的電動

勢E=IOV,內(nèi)阻不計。兩條足夠長的導軌相距￡=0.Im且水平放置處于磁感應(yīng)強度8=0.5T的勻強磁場中，磁場

方向垂直于導軌平面且豎直向下，電容器的電容C=IoF?，F(xiàn)將一質(zhì)量為，”=0.1kg,電阻片0.1Q的金屬滑塊垂直放

置于導軌的滑槽內(nèi)，分別與兩導軌良好接觸。將開關(guān)K置于。讓電容器充電，充電結(jié)束后，再將開關(guān)K置于6,金

屬滑塊會在電磁力的驅(qū)動下運動。在電容器放電過程中，金屬滑塊兩端電壓與電容器兩極板間電壓始終相等。不計

導軌和電路其他部分的電阻，不計電容器充、放電過程中電磁輻射和導軌產(chǎn)生的磁場對滑塊的作用，忽略金屬滑塊

運動過程中的一切摩擦阻力。

（1）求在開關(guān)K置于人瞬間，金屬滑塊加速度α的大?。?/p>

（2）求金屬滑塊的最大速度V的大小。

M

圖甲

10.(2021?北京?高三專題練習)電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。實際中的電容器在外形結(jié)構(gòu)

上有多種不同的形式，但均可以用電容描述它的特性。

⑴在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)就組成一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器。圖1為一

平行板電容器的充電電路，在充電過程中兩極板間電勢差“隨電荷量g的變化圖像如圖2所示。類比直線運動中由

丫一/圖像求位移的方法，在圖中畫網(wǎng)格線表示當電荷量由。/增加到Q的過程中電容器增加的電勢能；

(2)同平行板電容器一樣，一個金屬球和一個與它同心的金屬球殼也可以組成一個電容器，叫做球形電容器。如圖3

所示，兩極間為真空的球形電容器，其內(nèi)球半徑為以，外球內(nèi)半徑為心，電容為C=其中/為靜電力

k(R[-RJ

常量。請結(jié)合⑴中的方法推導該球形電容器充電后電荷量達到。時所具有的電勢能給的表達式；

⑶孤立導體也能儲存電荷，也具有電容：

a.將孤立導體球看作另一極在無窮遠的球形電容器，根據(jù)球形電容器電容的表達式推導半徑為R的孤立導體球的電

容C'的表達式；

b.將帶電金屬小球用導線與大地相連，我們就會認為小球的電荷量減小為0。請結(jié)合題目信息及所學知識解釋這一

現(xiàn)象。

三、參考答案及解析

(-)真題部分

1.B

【詳解】A是滑動變阻器；B是電容器；C是電阻箱；D是定值電阻；故選B.

2.D

【詳解】A.根據(jù)C=棄7

4τrkd

極板/、N間的距離減小，電容變大，A錯誤；

B.根據(jù)Cq

極板上的電荷量不變，極板間的電壓變小，B錯誤；

C.由E=?

c=2

U

C=-^-

4πkd

聯(lián)立求得

E=遜

εS

極板間的電場強度不變，C錯誤；

D.由C項分析可知，D正確.

故選D。

3.A

【詳解】因通電后斷開，故兩板上的帶電量不變；增加d,則C減小，則電勢差。增大；由公式C=學和c=g可

aU

得

U=蚣

4S

則電勢差變大，電場強度

E=1L=2

dε0S

故E與d無關(guān),故電場強度不變。

故選A。

4.A

【詳解】A、當用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在6板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而使電容

器帶電，故選項A正確；

B、根據(jù)電容器的決定式：C=修，將電容器6板向上平移，即正對面積S減小，則電容C減小，根據(jù)C=券可

4兀kdU

知，電量。不變，則電壓U增大，則靜電計指針的張角變大，故選項B錯誤;

C、根據(jù)電容器的決定式：C=#v，只在極板間插入有機玻璃板，則介電系數(shù)￡增大，則電容C增大，根據(jù)C=g

4πkdU

可知，電量。不變，則電壓U減小，則靜電計指針的張角減小，故選項C錯誤；

D、根據(jù)C=/可知，電量0增大，則電壓U也會增大，則電容C不變，故選項D錯誤.

點睛：本題是電容器動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵抓住兩點：一是電容器的電量不變；二是電容與哪些因素有什么關(guān)系.

5.D

【詳解】由公式E=F，b=g正負極板都有場強，由場強的疊加可得E=g,電場力F=鳥?Q,故選D.

2%S%S2%S

6.D

【詳解】電容式話筒與電源串聯(lián)，電壓保持不變，在P、。間距增大過程中，根據(jù)電容決定式C=。得電容減小，

4πfa∕

又根據(jù)電容定義式c=?^得電容器所帶電量減小，電容器的放電電流通過R的方向由M到N,所以加點的電勢比N

點的高，故ABC錯，D正確。

故選D。

7.A

【詳解】電容器與電源相連，所以兩端間電勢差不變，將左極板向左緩慢移動過程中，兩板間距離增大,

由“4

可知，電場強度E減小，電場力尸=%減小，小球處于平衡狀態(tài)，受重力、拉力與電場力的作用，受力如圖所示,

根據(jù)力的合成法得：

T=卜+(mg)

由于重力不變，電場力減小，故拉力減小;

A.F逐漸減小,T逐漸減小與分析相符，故A正確;

B.尸逐漸增大，T逐漸減小與分析不符，故B錯誤;

C.F逐漸減小，7逐漸增大與分析不符，故C錯誤;

D.尸逐漸增大，T逐漸增大與分析不符，故D錯誤.

【詳解】若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離,則根據(jù)C=0可知,C變大,Q一定,則根據(jù)Q=CU

可知，U減小，則靜電計指針偏角θ減?。桓鶕?jù)E=7Q=CU,C=砌，聯(lián)立可得E=*,可知Q-定時,

E不變；根據(jù)UI=Edl可知P點離下極板的距離不變，E不變，則P點與下極板的電勢差不變，P點的電勢不變，則

EP不變；故選項ABC錯誤，D正確.

【名師點睛】此題是對電容器的動態(tài)討論；首先要知道電容器問題的兩種情況：電容器帶電荷量一定和電容器兩板

QqU

間電勢差一定；其次要掌握三個基本公式：C=Jl7，E=1,Q=CU;同時記住一個特殊的結(jié)論：電容器帶電荷

44kdd

量一定時，電容器兩板間的場強大小與兩板間距無關(guān).

9.A

【詳解】金屬板是導體，有金屬板時，相當于極板間距減小，抽出金屬板時，相當于極板間距增大，則抽出金屬板

之前，粒子受重力和電場力作用處于平衡，有

U

d-l

當把金屬板從電容器中快速抽出后，根據(jù)牛頓第二定律，有

U

mg-q-j=ma

解得

故選A。

10.C

【詳解】電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測物體，由Q=Cu、C=曰7與E=I得：

Q與C成正比，而C與d成反比，則E與d成反比，所以E與Q成正比.則由Q與t關(guān)系可得，E與t的關(guān)系：選

第②；Q隨時間t的變化關(guān)系為Q=W又由于Q與d成反比.所以d與t成線性關(guān)系.故選第③

故選C

11.BC

【詳解】兩極板間的電荷量恒定，因為a板和Q板接地，b板和P板相連，所以ab間的電勢差和PQ間的電勢差相

等，根據(jù)公式C=7v7可知縮小a、b間的距離，電容增大，根據(jù)公式C=券可得UH減小，則UPQ也減小，即PQ

間的電場強度減小，所以偏角變變小，反之增大ab間的距離，則偏角變大，A錯誤B正確；根據(jù)公式C=WJ可

知取出a、b兩極板間的電介質(zhì)，電容ab減小，根據(jù)公式C=S可得US增大，則UpO也增大，即PQ間的電場強度

增大，所以偏角變大，反之換一塊形狀大小相同，介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，偏小變小，C正確D錯誤；

【名師點睛】在分析電容器動態(tài)變化時，需要根據(jù)C=為判斷電容器的電容變化情況，然后結(jié)合E==,C=g

4πkddU

等公式分析，需要注意的是，如果電容器和電源相連則電容器兩極板間的電壓恒定，如果電容器充電后與電源斷開，

則電容器兩極板上的電荷量恒定不變

12.BCD

【詳解】本題考查電容器的充放電，意在考查考生的分析能力.電容器充電時兩端電壓不斷增大，所以電源與電容

器極板間的電勢差不斷減小，因此充電電流變小，選項A錯誤；當電阻R增大時，充電電流變小，電容器所充電荷

量不變的情況下，充電時間變長，選項B正確；若C增大，根據(jù)。=Ca電容器的帶電荷量增大，選項C正確；當

電源電動勢為85V時，電源給電容器充電仍能達到閃光燈擊穿電壓80V時，所以閃光燈仍然發(fā)光，閃光一次通過的

電荷量不變，選項D正確.

點睛：本題源自于2009年江蘇高考物理卷的第5題，以閃光燈發(fā)光問題為背景考查電容器的充放電問題，解題的

關(guān)鍵是要弄清電路的工作原理和電容器

（二）強基部分

1.D

【詳解】A.M板與電源正極相連，兩板間電場方向由M板指向N板，故/點電勢比8點電勢高，小球帶負電，小

球在4點電勢能小于在8點電勢能，A錯誤；

B.只將M板向下移動時，則根據(jù)E=g

a

可知，場強變大，根據(jù)UBM=%-9M=-E<?M

可知8點電勢減小，B錯誤；

C.只斷開開關(guān)，兩板所帶電荷量保持不變電場強度保持不變，受力保持不變，仍然做單擺運動，C錯誤；

D.只把電源正負極對調(diào)，電場力由豎直向上變?yōu)樨Q直向下，等效重力場的等效重力加速度變大，由小球擺動周期

表達式T=2萬Jl

故周期變小，D正確。故選D。

2.C

【詳解】AB.液滴帶負電保持靜止，因此可知上極板帶正電，Ql的帶電量如果大于Q2,由U=,可知甲的電壓高于

乙的電壓，則會向乙放電使得甲乙的電荷量相同，如果乙的電荷量大，則因為二極管單項導電則不會向甲放電，因

此可知電荷量關(guān)系為2≤Q?,由C=4與E==及C=g可得

4πkddU

F=4萬購

1εS

E_4萬屹

2εS

又油滴靜止可得

=gg

4爸=m2g

甲的場強小于等于乙的場強，因此甲的質(zhì)量小于等于乙的質(zhì)量，AB錯誤；

C.如果甲乙的初始電荷量相同，將甲的上極板向上平移少許時,甲的上極板與乙的上極板等勢,甲因為電勢升高向乙放

電，由C=4與C=g可知,甲的電容C減小,甲的電量Q1減小，從El=絲學?可知甲的場強減小,a的重力大于電

場力,油滴a向下運動.乙的電量Q增大,從區(qū)=色用可知乙的場強減小,6的重力大于電場力,油滴b向上運動,C正

確；

D.將乙的上極板向右平移少許乙的電容減小,但由于二極管的單向?qū)щ娦?乙的電量不變,場強變大力向上運動，電容

器甲不發(fā)生變化a油滴靜止不動,D錯誤；

故選Co

3.BC

【詳解】AB.設(shè)釋放時，質(zhì)點與a孔的距離為人兩板寬度為“，根據(jù)動能定理

tng(h+d)-qU=0

開關(guān)閉合，則兩板間電勢差不變

若將A板上移，設(shè)釋放點到a孔的距離為/?',兩板間距為d',由動能定理

mg(ht+d)-qU=^mv2

因為

h+d=h'+d'

可知

v=0

質(zhì)點到達b孔的速度為零，然后返回

若將B板下移，設(shè)兩板間距為4,根據(jù)動能定理

mg(h+dJ-qU=^mv2

因為

d<dl

所以

v>()

即質(zhì)點能穿過b孔，故A錯誤，B正確:

CD.根據(jù)動能定理

Ing(h+d)-qEd=G

斷開開關(guān)，則電容器的電荷量保持不變，由

,C=-^-,E=-

C吟4τrkdd

得

e4ττkQ

εS

可知，電場強度保持不變

若將A板下移，由動能定理

mg(?h,+d,)-qEd,=-mv2

因為

h+d=h'+d',d'<d

可知

v>0

說明質(zhì)點能通過b孔

若將B板下移，由動能定理

說明質(zhì)點不能到達b板，故C正確，D錯誤.

故選BCo

【詳解】A.根據(jù)電容器的電容公式

可知，當電介質(zhì)插入極板間越深，即電介質(zhì)增大，則電容器電容越大，選項A正確；

B.當傳感器以恒定加速度運動時，根據(jù)牛頓第二定律可知，彈力大小不變，則電容器的電容不變，因兩極的電壓

不變，則電容器的電量不變，因此電路中沒有電流，選項B錯誤；

C.當傳感器由靜止突然向右加速瞬間，質(zhì)量塊要向左運動，導致插入極板間電介質(zhì)加深，因此電容會增大，由于

電壓不變，根據(jù)Q=CU可知，極板間的電量增大，電容器處于充電狀態(tài)，因此電路中有順時針方向電流，選項C

正確；

D.若傳感器原來向右勻加速運動變?yōu)橄蛴覄蛩龠\動，質(zhì)量塊受到向右的彈簧的彈力將變小，彈簧長度會變小，選

項D錯誤。

故選AC0

5.BD

【詳解】A.“口圖線的斜率為

解得

C=-

k

斜率越大，電容越小，A錯誤；

B.類比速度-時間圖像的面積代表位移，則圖像的面積代表克服電場力所做的功，所以搬運△夕的電量，克服電

場力所做的功近似等于必上方小矩形的面積，B正確；

C.他從等效的思想出發(fā)，認為電容器儲存的能量等于把電荷從一個極板搬運到另一個極板過程中克服電場力所做

的功，也等于圖像所圍的面積

EFU

解得

1,

E=-CU-

2

從上面的式子看出，E和U成正比，C錯誤;

D.由下面的公式

1,

E=-CU2

2

c=2

U

解得

E=/

2C

又因為

*

2C

Q,=~

2

解得

E==E

4

D正確。

故選BDo

6.①④57.2x1079.2×1028.0b

【詳解】(1)［1］充電過程，電壓逐漸增大，且增大的越來越慢，故電壓隨時間變化的圖線為①；

⑵放電過程電壓逐漸變小，減小的越來越慢，電容器放電，放電電流與充電電流方向相反，電流逐漸變小，且減小

的越來越慢，故電流隨時間變化的圖像為④。

(2)⑶由圖(6)可以看出，充電完成時，電容器兩端電壓約為7.8V,設(shè)至少需要將〃節(jié)干電池串聯(lián)作為電源

1.6

知至少需要將5節(jié)干電池串聯(lián)作為電源。

(3)⑷由圖(b)圖線④表示電容器放電過程的/T圖線，圖線與坐標軸圍的面積表示放電的總電荷量，即電容

器充電完畢時所帶的電荷量

Q=9×2mA×0.4s=7.2×10^3C

⑸電容器的電容為

C=—×10^,F=9.2×102μF

U7.8

⑹該值與Cl)的差異為

ICLq×100%=∣°0°―920×100%=8.0%

C0IIOOO

(4)［刀由于干電池個數(shù)保持不變，充電完成時電容器兩端電壓不變，電荷量不變，減小電阻，則放電初始電流增

大，電荷量不變即圖線與坐標軸所圍面積不變，則圖線可能是虛線6。

7.(1)U=18V;(2)%=4Ω

【詳解】(1)小球下滑過程機械能守恒，由機械能守恒定律得

mgh=—mVg

代入數(shù)據(jù)得

v0=3m∕s

當S斷開時，極板電勢差即為電源電壓U,由平衡條件得

U

mg=q,

代入數(shù)據(jù)得

t∕=18V

(2)當S閉合時，帶電小球做類平拋運動，水平方向

L=v0t

豎直方向

VV=alt

又

vv=v0tana

代入數(shù)據(jù)得

2

ai=4m/s

對帶電小球，由牛頓第二定律

mg-qEi=ma]

其中

Udd

代入數(shù)據(jù)得

UG=IO.8V

當S閉合，N=6。時，用和凡串聯(lián)，電容器與Rl并聯(lián)，與兩端電壓

URI=UCl

根據(jù)串聯(lián)分壓

Ud=Rl

UR1+Rft

代入數(shù)據(jù)得

勺=4Ω

_CF1

8.(1)a.7=——b.E=-CE2(2)見解析

t02

【詳解】(1)a.設(shè)充電完畢電容器所帶電量為0,即時間，內(nèi)通過電阻R的電量，此時電容器兩端電壓等于電源

的電動勢；根據(jù)電容的定義

c=F

根據(jù)電流強度的定義

7=2

解得平均電流

b.根據(jù)q=C",畫出圖像如圖1所示

圖1圖2

由圖像可知，圖線與橫軸所圍面積即為電容器儲存的能量，如圖2中斜線部分所示

由圖像求出電容器儲存的電能

E。=；EQ

解得

1、1

E0=-CE

（2）設(shè)兩極板間場強為兩極板正對面積為S

根據(jù)

4πkd

得

E-MkQ

S

可知極板在移動過程中板間場強不變，兩極板間的相互作用力為恒力，兩板間的相互作用可以看作負極板電荷處于

正極板電荷產(chǎn)生的電場中，可知兩板間的相互作用力

TEQ

緩慢移動時有

F=F

根據(jù)功的定義有

1,

W=-EQx

代入已知量得出

2πkQ2CE2

uW/=-----X=-----X

S2d

電容器增加的能量

△E=e一更

2C2C

(^Δβ=-C'(^^E)2--CE2)

2d2

C=-^-