热点28 电容和电容器 --高考物理50热点冲刺精练（名师解析）

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点28 电容和电容器
1．（2024年辽宁顶级名校质检）如图所示，两极板水平放置的平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计外壳接地。闭合电键S时，一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是（ ）
A．若将A极板向下平移一小段距离，则带电油滴向下运动
B．若将A极板向下平移一小段距离，P点电势将降低
C．若断开电键S，再将B极板向下平移一小段距离，静电计指针张角变大
D．若断开电键S，再将B极板向下平移一小段距离，P点电势将降低
【参考答案】C
【名师解析】电容器与电源相连，电压不变，若将极板向下平移一小段距离，根据
电场强度增大，带电油滴向上运动，A错误。
根据
点电势将升高，B错误。
若断开电键，电容器带电荷量不变，将极板向下平移一小段距离，根据
电容减小，根据
电压增大，静电计指针张角变大，C正确。
电场强度不变，根据
点电势将升高，D错误。
2. （2024黑龙江重点高中质检）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容C减小
B. 静电计指针的偏角θ不变
C. 点电荷在P点的电势能EP不变
D. 两极板间的电场强度E减小
【参考答案】C
【名师解析】.电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容增大，A错误；D.两板间的电场强度；因此电场强度与板间距无关，电场强度不变；D错误。C.再根据设与下极板距离为，则点的电势，电势能；因此电荷在点的电势能保持不变；C正确；B.根据可知，电压减小；故静电计指针偏角减小；B错误；故C正确，AD错误。故选C。
3. (2024浙江台州期末)如图所示的电路中，为定值电阻，MN是水平正对放置的平行板电容器的两个极板，板接地，规定接地点电势为零．开关闭合，有一带电油滴静止悬浮在两极板间的点，下列说法正确的是（　　）
A. 保持开关闭合，将M板向右平移一小段距离，电容器的电容增大
B. 保持开关闭合，增大两极板间的距离，电阻中有从到的电流
C. 断开开关，将N板向下平移一小段距离，带电油滴的电势能不变
D. 断开开关，减小两极板间的距离，带电油滴仍静止不动
【参考答案】D
【名师解析】
根据电容决定式
可知，将M板向右平移一小段距离，两板间的正对面积将减小，则电容器的电容C要减小，故A错误；
根据电容定义式和决定式
可知，增大两极板距离的过程中，电容器的电容将减小，由于两极板间的电压不变，所以极板上的电荷量要减少，将在图示电路中形成逆时针方向的电流，即电阻R中有从D到B的电流，故B错误；
断开开关S后，两极板上的电荷量将保持不变；将N板向下平移一小段距离，则根据
有
即极板间的电场强度不变，带电油滴悬浮的位置不变；根据
可知两极板间的电势差将增大，所以A点的电势将升高，由于油滴带负电，根据电势能公式
可知带电油滴的电势能将减小，故C错误；
断开开关S，两极板上的电荷量将保持不变，由
可知，减小两极板间的距离，极板间的电场强度不变，所以带电液滴仍静止不动，故D正确。
4. （2024北京东城期末）富兰克林曾用莱顿瓶收集“天电”，莱顿瓶相当于电容器，其结构如图所示。为提升莱顿瓶的电容值，以下做法正确的是（　　）
A. 升高莱顿瓶的电压 B. 增加铜杆上的电荷量
C. 增加内外锡箔的高度 D. 增加玻璃瓶壁的厚度
【参考答案】C
【名师解析】
根据电容的决定式
可知莱顿瓶的电容与莱顿瓶的电压、铜杆上的电荷量无关，故AB错误；
内外锡箔纸形成一个电容器，玻璃瓶壁为电容器的介质。增加内外锡箔纸的高度，电容器正对面积变大，莱顿瓶的电容值变大，增加玻璃瓶壁厚度，电容器两极板间距离增大，莱顿瓶的电容值变小，故C正确，D错误。
5．(2024福建漳州三模)如图，A、B为平行板电容器的两极板．初始时，电容器不带电，静电计的指针不张开．则（ ）
A．S闭合时，静电计的指针张角立即增大到某一角度后保持不变
B．S闭合，稳定后将电阻箱R的阻值逐渐增大，静电计的指针张角不变
C．S闭合，稳定后再断开S,仅将A板向上平移一小段距离，静电计的指针张角增大
D．S闭合，稳定后再断开S,仅将A板向上平移一小段距离，A、B两板间场强变小
【名师解析】．BC
【命题意图】本题考查电容器的动态分析．
【解题思路】静电计的指针张角随电容器两极板间的电压增大而增大，S闭合时，电源开始对电容器充电，电容器两极板间电压逐渐增大到某一值，静电计的指针张角逐渐增大到某一角度，A错误；S闭合，电路稳定后，通过电阻箱R的电流为零，电阻箱R两端电压为零，电容器两极板间电压等于电源的电动势E,若将电阻箱R的阻值逐渐增大，电容器两极板间电压仍为电源电动势，静电计的指针张角不变，B正确；S闭合，电路稳定后断开S,电容器所带的电荷量Q保持不变，由和得,若仅将A板向上平移一小段距离，即d增大，U增大，则静电计的指针张角增大，C正确；由和得，可知改变电容器两极板间距离d不影响电容器两极板间场强E,D错误．
6. (2024浙江金华期末)如图所示，将平行板电容器MN接入恒压电源，电容器上极板与一个外壳接地的静电计相连，下极板接地，将开关S闭合，电路稳定后一带电油滴恰好静止在电容器两极板间的P点，现将M板缓慢上移，则（　　）
A. 静电计中张角变小
B. 电流计中有从左到右的电流
C. P点处的电势升高
D. 油滴会向上运动
【参考答案】B
【名师解析】
电容器两板电压一定，则静电计中张角不变，选项A错误；
将M板缓慢上移，则两板间距d变大，根据
可知电容器的电容C减小，根据
Q=CU
可知，电容器电量减小，电容器放电，电流计中有从左到右的电流，选项B正确；
根据
可知，两板间场强减小，则P点与N板的电势差减小，P点处的电势降低，选项C错误；
场强减小，则油滴受向上的电场力减小，则油滴向下运动，选项D错误。
7. （2024河北部分学校期末联考） 电容式传感器以其优越的性能在汽车中有着广泛的应用，某物理兴趣小组研究一电容传感器的性能，图甲为用传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E为电动势恒定的电源（内阻忽略不计），R为阻值可调的电阻，C为电容器，将单刀双挪开关S分别拨到a、b，得到充、放电过程电路中的电流I与时间t的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A. 开关接a时，电容器充电，上极板带正电，且电荷量逐渐增大
B. 开关接a后的短暂过程中，有电子从下极板穿过虚线到达上极板
C. 仅增大电阻R的阻值，电流图线与t轴在时间内所围图形的面积将变大
D. 仅将电容器上下极板水平错开些，电流图线与t轴在时间内所围图形的面积将变小
【参考答案】AD
【名师解析】
当开关接a时电容器充电，上极板接电源的正极，所以上极板带正电，随着两极板间电压的增加，电容器极板上的电荷量也逐渐增加，故A正确；
在电容器充电的过程中，上极板上电子在电源的作用下经过电源到达下极板从而给电容器充电，并没有电子穿过虚线，故B错误；
根据电流的定义式有
解得
可知，图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示电容器极板所带的电荷量，由于仅增大电阻R没有影响电容器的电容，也没有影响电容器两端的电压，根据电容的定义式有
解得
所以电容器极板带电量不变，即电流图线与t轴在时间内所围图形的面积不变，故C错误；
D．仅将电容器上下极板水平错开些，电容器极板的正对面积变小，结合电容器的电容决定式有
所以在电容器充电过程中极板的带电量
可知，电容器极板所带电荷量变小，在放电过程中释放的电荷量减小，即电流图线与t轴在时间内所围图形的面积将变小，故D正确。
8．（2024广东百日冲刺联合检测）如图所示，平行板电容器两极板间距为，板带正电，板接地，两板间一点到板的距离为，电容器的电容为C，P点的电场强度为，取大地电势为零，则（　　）
A．A板带电量为
B．点的电势为
C．、两板间的电压为
D．将板向上平移一小段距离，点的电势将降低
【参考答案】B
【名师解析】．板的带电量
故A错误；
B．点的电势
故B正确；
C．、两板间的电压为
故C错误；
D．将板向上平移一小段距离，由于两板的带电量一定，因此两板间的电场强度不变，因此点的电势仍为，故D错误。
9. (2024浙江台州期末)如图所示，为两块水平固定的正对平行金属板，两板间距。将一电荷量为、质量为的可视为质点的小球用绝缘细线悬挂于点，小球处于静止状态且离板距离，闭合开关，调节直流电源使两极板间电压缓慢增大，当时细线恰好断裂。此后保持电压不变，小球最终运动到下极板上。求：
（1）细线恰好断裂时两板间的电场强度大小；
（2）细线能承受的最大拉力大小；
（3）小球运动到下极板时的速度大小。
【参考答案】（1）；（2）；（3）
【名师解析】
（1）根据匀强电场
可得
（2）根据小球受力平衡可得
解得
（3）根据动能定理可得
解得
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