高三物理含容电路试题

高三物理含容电路试题
1.传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示为一种测定压力的电容式传感器。

当待测压力F
作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是
A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化
【答案】BD
【解析】当F向上压膜片电极时，电容器两极板之间距离d减小，由可知C增大，又由及U不变可知Q增大，故电容器处于充电状态，电路中电流方向为从b到a，A、C错误，
B正确；电容器稳定状态下，电路中没有电流，只有在充放电是有电流，D正确。

【考点】闭合电路的欧姆定律；电容器的电压、电荷量和电容的关系。

2.如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压恒定为U的电源两极连接，
极板M带正电。

现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与
油滴带电荷量的比值为k，则（）
A．油滴带负电
B．油滴带电荷量为
C．电容器的电容为
D．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
【答案】AC
【解析】由题意知，极板M带正电，板间电场向下，又油滴在极板中央处于静止状态，可知受电
场力竖直向上，与电场反向，故油滴带负电，所以A正确；根据平衡条件得：，所以B错误；电容器的电荷量，再根据，所以C正确；将极板N向下
缓慢移动一小段距离，板间距d增大，电荷量Q不变，所以板间电场强度保持不变，
所以油滴受电场力不变，保持静止，故D错误。

【考点】本题考查平行板电容器
3.如图所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a．平行板电容器的
A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态．以Ｅ表示两极板间的电场强度，Ｕ表示两极板
间的电压，Ｅp表示电荷在P点的电势能．若保持极板B不动，将极板A稍向上平移，则下列说
法中正确的是
A.E变小
B.Ｅp不变
C.U变大
D.电荷将向上加速
【答案】C
【解析】将极板A稍向上平移，板间距离增大，根据电容的决定式C=得知，电容C减小，而电容器两端的电压不变，由知电容器所带电量将要减小，由于二极管具有单向导电性，电容器上电荷放不掉，电荷不能流回电源，所以电容器的电量仍保持不变，根据推论可知，板间场强E=，所以E不变，电荷所受的电场力不变，仍保持静止状态．P与B板间电势差
U
PB =Ed
PB
，E、d
PB
都不变，U
PB
保持不变，P点的电势保持不变，则电荷在P点电势能E
P
不
变．故本题选C.
【考点】电容器的动态分析，电势与电势能.
4.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R
1
和R
2
为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流计，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是
()
A．在P向上移动的过程中，A表的示数变大，油滴仍然静止，G中有方向由a至b的电流
B．在P向上移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有由b至a的电流
C．在P向下移动的过程中，A表的示数变大，油滴向下加速运动， G中有由a至b的电流D．在P向下移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有由b至a的电流
【答案】BC
【解析】滑片不动时油滴重力与电场力平衡，p向上移动时滑动变阻器阻值变大，导致总电阻R’
增加，由“串反并同”的结论可知总电流I减小，电容器两端的电压u增加，则选项A错误，由电
容器内的场强E=u/d可知场强增加，导致电场力F=qE变大，则油滴向上运动，此时对电容器充电，有电流从b流向a，所以B选项正确；当滑片向下滑动时，相反，电流I变大，电压u变小，电场力F减小，油滴向下加速运动，电容器放电，有电流从a至b,,则C选项正确而D选项错误。

【考点】本题考查电路动态平衡问题和力的平衡问题。

5.（14分）一电路如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，
，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长，两极
板的间距。

（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R
4
的总电量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入C的电场中，刚好沿
虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取）
【答案】（1）（2）微粒不能射出
两端电压为
【解析】（1）S断开时，电阻R
3
S闭合后，外阻为端电压为
两端电压为
电阻R
3
的总电量为
则所求流过R
4
（2）设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则
设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：
竖直方向：
由以上各式求得：
故微粒不能射出
【考点】本题考查串并联电路的电压，电阻的计算，电容的定义式，类平抛运动
点评：本题学生明确开关断开和闭合时电路中各电阻的连接方式，电容器两极板间的电压变化，进而求出电荷量的变化；第二问微粒做类平抛运动，可按平抛运动的方法去分析。

6.在如图的电路中电源电动势为E,内电阻为r.闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q.现将滑动变阻器的滑动触头从图示位置向a端移动一些,待
电流达到稳定后,则与移动前相比( )
A．U变小B．I变大
C．Q增大D．Q减小
【答案】C
【解析】将滑动变阻器的滑动触头从图示位置向a端移动一些,则其阻值变大,回路总电阻变大,干路电流I变小,路端电压U升高,因此A､B错;电容器两端电压等于电压表示数,U变大,因此其带电量Q增大,C对D错.
为定值电阻，R为滑7.在如图6所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R
动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是()
A．灯泡L将变暗
B．灯泡L将变亮
C．电容器C的电荷量将减小
D．电容器C的电荷量将增大
【答案】AD
【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器R接入电路部分电阻增大，灯泡L中电流减小，灯泡L将变暗，选项B错、A正确；电阻R接入电路部分电阻增大，电源路端电压增大，电容器
两端电压增大，电容器C的电荷量增大，选项C错、D正确．
8.在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C，当闪光灯两端电压达到
击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定()
A．电源的电动势E一定小于击穿电压U
B．电容器所带的最大电荷量一定为CE
C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大
D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
【答案】D
【解析】电容器两端电压与闪光灯两端电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U 时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U而断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充、放电，使得闪光灯周期性短暂闪光，要使得充电后达到电压U，则电动势一定大于或等于U，故A项错；电容器两端的最大电压
为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，故B项错；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错；充电时电荷通过电阻R，通过闪光灯放电，故充、放电过程中，通过电阻R的电荷
量与通过闪光灯的电荷量一定相等，故D项正确．
9.如图所示，电源的电动势E="12" V，内阻不计，电阻6Ω ，=12Ω，电容器的电
容C=10F，电容器中有一带电微粒恰好处于静止状态。

若在工作的过程中，电阻突然发生断路，电流表可看作是理想电表。

则下列判断正确的是（）
=2V
A．发生断路前U
AB
B．变化过程中流过电流表的电流方向由下到上
C．发生断路后原来静止的带电微粒向下加速的加速度为3g
D．从电阻断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量为8C
【答案】C
【解析】设R1左端为O点，R2右端为D点，R1和R2所在支路两端电压为12V，由串联分压，同理，，A错；当突然发生断路时，电容器两端电压
为R3两端电压，为4V，电容应处于充电过程，流过电流表的电流为由上到下，B错；带电微粒
静止时受到向上的电场力，有F=qE=mg ，电容电压变化后电场力方向先下，大小变为2mg ，微粒的加速度变为3g ，方向向下，C 对；电容器带电量变化△Q=C △U=10F×6V=0.6×10-4C ，D 错；
10. 如图所示电路，开关S 1、S 2均处于闭合状态。

在分别断开S 1、S 2后的短暂过程中，关于流过
电阻R 1、R 2的电流方向，以下判断正确的是 （ ）
A ．若只断开S 1，流过R 1的电流方向为自左向右
B ．若只断开S 1，没有电流流过R 1
C ．若只断开S 2，流过R 2的电流方向为自左向右
D ．若只断开S 2，流过R 2的电流方向为自右向左
【答案】D
【解析】只断开S 1，电容C 两端电压变大，向电容充电，流过R 1的电流方向为自右向左，AB 错误；只断开S 2，C 通过R 2放电，C 错误、D 正确。

11. 如图所示，R 1、R 2、R 3、R 4均为可变电阻，C 1、C 2均为电容器，电源的电动势为E ，内阻
r≠0。

若改变四个电阻中的一个阻值，则（ ）
A ．减小R 1，C 1、C 2所带的电量都增加
B ．增大R 2，
C 1、C 2所带的电量都增加 C ．增大R 3，C 1、C 2所带的电量都增加
D ．减小R 4，C 1、C 2所带的电量都增加
【答案】BD
【解析】设R1左端为O 点，R2右端为D 点，R1和R2所在支路两端电压为12V ，由串联分压
，同理，，A 错；当突然发生断路时，电容器两端电压
为R3两端电压，为4V ，电容应处于充电过程，流过电流表的电流为由上到下，B 错；带电微粒静止时受到向上的电场力，有F=qE=mg ，电容电压变化后电场力方向先下，大小变为2mg ，微粒的加速度变为3g ，方向向下，C 对；电容器带电量变化△Q=C △U=10F×6V=0.6×10-4C ，D 错
12. 在如图所示的电路中，电源电动势为E ，内电阻为r ，C 为电容器，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L 能正常发光。

当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是
A ．灯泡L 将变暗
B ．灯泡L 将变亮
C ．电容器C 的电荷量将减小
D．电容器C的电荷量将增大
【答案】AD
【解析】略
13.如下图所示的电路中，电源电动势E=6.00V，其内阻可忽略不计。

电阻的阻值分别为
R
1=2.4kΩ、R
2
=4.8kΩ，电容器的电容C=4.7μF。

闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R
1
两
端电压，其稳定值为1.50V。

【1】该电压表的内阻为多大？
【答案】4.8kΩ
【2】由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？【答案】2.35×10－6C
14.如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器．闭合开关S，当滑动变阻器R
1、R
2
的滑片
处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态，要使尘埃P向下加速运动，下列方法中唯一可行的是
A．把R
1
的滑片向左移动
B．把R
2
的滑片向左移动
C．把R
2
的滑片向右移动
D．把闭合的开关S断开
【答案】B
【解析】略
15.如图所示各元件规格如图示，则图中电容器所带电量为（）
A．6×10－5C；B．2×10－5C；
C．4×10－5C；D．1.2×10－5C；
【答案】B
【解析】略
16.如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R
1=12Ω，R
2
=R
4
=4Ω，R
3
=8Ω，C为平行
板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.0×10-2m。

（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求通过R
4
的总电量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v
=2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好
沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s2）
【答案】
（2）设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：
…………………⑦
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则：
…………………⑧
设微粒能从电场中射出，则：
水平方向：…………………⑨
竖直方向：…………………⑩解⑦⑧⑨⑩，代入已知数据得：
…………………⑾
故微粒不能从C的电场中射出。

【解析】略
17.如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N金
属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（）
A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升
B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升
C．电压U增人时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变
D．电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
【答案】BD 【解析】略
18.如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压为U
ab ，电阻R
1
=20Ω，R
2
=60Ω，右端连
接间距d=0.04m、板长l=10cm的两水平放置的平行金属板。

闭合开关，板间电场视为匀强电场，将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v
=0.5m/s沿两板中线水平射入板间。

调节滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿中线匀速运动，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s2。

试问：
（1）输出电压为U
ab 是多大？微粒沿中线匀速运动时，电阻R
1
消耗的电功率是多大？
（2）微粒带何种电荷？为使微粒不打在金属板上，R
2
两端的电压应满足什么条件？
【答案】当粒子匀速通过平板时，粒子的重力与电场力平衡，设此时R
2两端的电压为U
2
，那么：
解得：="20V " （3分）
（1）R
1与R
2
并联后，电阻R
12
=15Ω，而R
12
与变阻器串联，则R
总
=30Ω
那么：="40V " （4分）
又P=得：电阻R
1消耗的功率为：P
2
="20W " （4分）
（2）因上极板带正电，故粒子带负电（1分）
粒子穿过板的时间t==0.2s （2分）
当粒子刚从下极板穿出时：而：E=联立解得：U=18V(2分) 同理有：而：E=联立解得：U="22V " （2分）
故R
2两端的电压应满足的条件是：18V＜U
2
＜22V （1分）
【解析】略
19.一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为φ，如图所示。

下列方法中能使夹角φ减小的是：
A．保持电键闭合，使两极板靠近一些
B．保持电键闭合，使滑动变阻器滑片向右移动
C．保持电键闭合，使两极板远离一些
D．打开电键，使两极板靠近一些
【答案】C
【解析】略
20.如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,
则可能是（）A．电键S闭合瞬间
B．电键S由闭合到断开瞬间
C．电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动D．电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动
【答案】AC
【解析】略。