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專題2.7 含電容電路(提高篇)一選擇題1(2019湖南長沙一模)阻值相等的四個(gè)電阻、電容為C的電容器及電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻可以忽略的電池連接成如圖所示電路開始時(shí),開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定,然后閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定閉合開關(guān)前后電容器所帶的電荷量( )A增加 B增加 C增加D減少【參考答案】B。【名師解析】由已知條件及電容定義式C可得:Q1U1C,Q2U2C.S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示。甲U1EE;S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示,乙U2EE Q1=,Q2=Q=Q2-Q1=,故選項(xiàng)B正確2. (2019江蘇泰州期末)如圖所示電路中,合上開關(guān)S后,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U、I,定值電阻R2消耗的功率為P,電容器所帶的電荷量為Q,兩電表均為理想電表當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),下列有關(guān)物理量之間變化關(guān)系圖象正確的是()ABCD【參考答案】BD【名師解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻減小,由閉合電路歐姆定律,E=I(r+ R1+ R2),電流表讀數(shù)I增大,電壓表讀數(shù)U減小,定值電阻R2消耗的功率P增大,3(2019南京六校聯(lián)考)如圖所示,電源電動(dòng)勢E=9V,內(nèi)電阻r=4.5,變阻器R1的最大電阻Rm=5.0,R2=1.5,R3=R4=1000,平行板電容器C的兩金屬板水平放置,在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),電源恰好有最大的輸出功率,在平板電容器正中央引入一帶電微粒,也恰能靜止,那么( )A在題設(shè)條件下,R1接入電路的阻值為3,電源的輸出功率為4.5WB引入的微粒帶負(fù)電,當(dāng)開關(guān)與a斷開但未與b接觸時(shí),微粒將向下運(yùn)動(dòng)C在題設(shè)條件下,R1的阻值增大時(shí),R2兩端的電壓增大D在題設(shè)條件下,當(dāng)開關(guān)接向b后,流過R3的電流方向?yàn)閐c【參考答案】.AD【名師解析】在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),電源恰好有最大的輸出功率,根據(jù)電源輸出功率最大的條件,R1+R2= r=4.5,解得R1=3,電源的輸出功率為P=4.5W,選項(xiàng)A正確;在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),電源輸出電流I=E/( R1+R2+r)=1A,電容器兩端電壓UC=I R1=3V,上極板帶正電,在平板電容器正中央引入一帶電微粒,也恰能靜止,微粒所受電場力豎直向上,微粒帶負(fù)電。當(dāng)開關(guān)與a斷開但未與b接觸時(shí),電容器帶電荷量不變,微粒所受電場力不變,微粒仍能靜止,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在題設(shè)條件下,R1的阻值增大時(shí),電流減小,R2兩端的電壓減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在題設(shè)條件下,當(dāng)開關(guān)接向b后,電容器通過R4放電,流過R3的電流方向?yàn)閐c,選項(xiàng)D正確。4.(2018高考成都一診)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢E=4V,內(nèi)阻r=1,,定值電阻R0=1,,R 為滑動(dòng)變阻器,電容器的電容C=40F。閉合開關(guān)S,下列說法中正確的是( )A.將R 的阻值調(diào)至2時(shí),電容器的電荷量為810-5CB.將R 的阻值調(diào)至2時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率為最大值C.將R 的阻值調(diào)至2時(shí),電源的輸出功率為最大值D.在R 的滑動(dòng)觸頭P 由左向右移動(dòng)的過程中,電容器的電荷量增加【參考答案】.AB【命題意圖】 本題考查含電容器電路、直流電路動(dòng)態(tài)分析、閉合電路歐姆定律、電容公式、電源輸出電功率最大的條件及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)?!窘忸}思路】將R的阻值調(diào)至2時(shí),由閉合電路歐姆定律,可計(jì)算出滑動(dòng)變阻器中電流I=A=1A,電容器兩端電壓U=IR=2V,電容器的電荷量Q=CU=4010-62C=810-5C,選項(xiàng)A正確;把定值電阻R0看作電源內(nèi)阻的一部分,根據(jù)電源輸出功率最大的條件,將R的阻值調(diào)至2時(shí),外電阻R等于定值電阻和內(nèi)阻之和,滑動(dòng)變阻器的功率為最大值,選項(xiàng)B正確;將R的阻值調(diào)至2時(shí),定值電阻和滑動(dòng)變阻器相對(duì)于電池來說,是外電阻,大于電池內(nèi)阻,電源的輸出功率不是最大值,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在R的滑動(dòng)觸頭P由左向右移動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值逐漸減小,電容器兩端電壓逐漸減小,根據(jù)公式Q=CU可知,電容器的電荷量逐漸減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5(2018江蘇高考物理)如圖所示,電源E對(duì)電容器C充電,當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80 V時(shí),閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光,C放電放電后,閃光燈斷開并熄滅,電源再次對(duì)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(shí),通過R的電流不變B.若R增大,則充電時(shí)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85 V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變【參考答案】BCD【命題意圖】本題考查電容器電路、電容器充電和放電及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?!窘忸}思路】充電時(shí),通過R的電流逐漸減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若R增大,充電的最大電流減小,充電時(shí)間變長,選項(xiàng)B正確;若C增大,電容器充電的電荷量增多,則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大,選項(xiàng)C正確;若E減小為85V,電容器充滿電后電壓仍然大于閃光燈導(dǎo)通需要的電壓,所以閃光燈閃光一次通過的電荷量不變,選項(xiàng)D正確。6.(2018山東濟(jì)寧二模)如圖所示,理想二極管、平行板電容器、電源組成閉合電路,帶電液滴P置于水平放置的平行板電容器的正中間,且處于靜止?fàn)顟B(tài),平行板電容器的B板接地。若將極板A向上移動(dòng)少許,下列說法中正確的是( )A.電容器的電容增大 B.A、B間的電壓增大C.液滴將向上運(yùn)動(dòng) D.液滴的電勢能不變【參考答案】.BD【名師解析】若將極板A向上移動(dòng)少許,兩極板之間的距離增大,根據(jù)平行板電容器的電容決定式,電容器的電容減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于電路中串聯(lián)了理想二極管,二極管具有單向?qū)щ娦裕瑑蓸O板上帶電荷量不變,兩極板之間的電場強(qiáng)度不變,若將極板A向上移動(dòng)少許,兩極板之間的距離增大,由U=Ed可知,A、B間的電壓增大,選項(xiàng)B正確;由于兩極板之間的電場強(qiáng)度不變,液滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài),液滴的電勢能不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。7.(2018北京20中三模)圖甲是觀察電容器放電的電路。先將開關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,然后把開關(guān)S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),在屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖乙所示。則下列判斷正確的是( )A. 隨著放電過程的進(jìn)行,該電容器的電容逐漸減小B. 根據(jù)I-t曲線可估算出該電容器的電容大小C. 電容器充電過程的I-t曲線電流應(yīng)該隨時(shí)間的增加而增大D. 根據(jù)I-t曲線可估算出電容器在整個(gè)放電過程中釋放的電荷量【參考答案】 D【名師解析】電容器的電容由電容器本身的特性決定,與板間的電荷量無關(guān),因此在放電過程中,該電容器的電容不變選項(xiàng)A錯(cuò)誤;I-t圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示電荷量,可估算出電容器在整個(gè)放電過程中釋放的電荷量,但由于電容器電壓的變化量無法估算,由C=Q/U知,不能估算出該電容器的電容大小選項(xiàng)B錯(cuò)誤D正確電容器充電過程的I-t曲線電流應(yīng)該隨時(shí)間的增加而減小,充電完畢,充電電流為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤8.(多選)(百校聯(lián)盟2018年高考名師猜題保溫金卷物理試題)如圖所示電路中電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,開關(guān)s閉合后,平行金屬板中的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài),電流表和電壓表均為理想電表,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向b端滑動(dòng)過程中,下列說法正確的是( )A. R3的功率變大 B. 電壓表、電流表示數(shù)都變大C. 減小平行板間距則液滴一定向下移動(dòng) D. 電容器C所帶電量減少,液滴向下加速運(yùn)動(dòng)【參考答案】 BD【名師解析】此閉合電路的外電路由R1、R2、R3構(gòu)成,R2與R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián),電容器兩端的電壓與R3兩端電壓相等,現(xiàn)將滑片向b端滑動(dòng),R2接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,外電路電壓減小,總電流變大,則定值電阻R1上的電壓增大,電壓表示數(shù)變大,R3兩端電壓減小,R3功率變小,電流表示數(shù)變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;平行板間電壓減小,減小平行板間距時(shí),板間電場可能不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電容器兩端的電壓減小,所帶電荷量減少,電容器極板間的場強(qiáng)減小,液滴受到的電場力減小,液滴向下加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確9(2018云南昭通五校聯(lián)考)(多選)如圖所示,當(dāng)電路里滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)()A 電容器C兩端的電壓增大 B 電容器C兩極板間的電場強(qiáng)度增大C 電壓表的讀數(shù)減小 DR1消耗的功率增大【參考答案】AB【名師解析】P下滑時(shí)R2接入電路的電阻增大,總電阻增大,總電流減小,R1消耗的功率減小,故D錯(cuò)誤內(nèi)電壓減小,外電壓增大,電壓表的讀數(shù)增大,故C錯(cuò)誤電容器兩端的電壓增大,兩極板間的電場強(qiáng)度增大,A、B選項(xiàng)正確10.(2016全國卷,17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A. B. C. D.【參考答案】C【名師解析】S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示。甲電容器兩端電壓為U1RE;S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示。乙電容器兩端電壓為U2RE,由QCU得,故選項(xiàng)C正確。11.如圖所示,E為電源,R為電阻,D為理想二極管,P和Q構(gòu)成一理想電容器,M、N為輸出端,讓薄金屬片P以圖示位置為中心在虛線范圍內(nèi)左右做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng),而Q固定不動(dòng).下列說法中正確的是( ) A. P每次向右運(yùn)動(dòng),電容器的電容就會(huì)增大B. P每次向左運(yùn)動(dòng),電容器的電壓就會(huì)增大C. 隨著P的左右運(yùn)動(dòng),兩板間電場強(qiáng)度最終會(huì)保持不變D. 隨著P的左右運(yùn)動(dòng),輸出端會(huì)有周期性脈沖電壓輸出【參考答案】ABD【名師解析】P每次向右運(yùn)動(dòng),平行板電容器兩極板之間的距離減小,根據(jù)平行板電容器決定式可知,電容器的電容就會(huì)增大,選項(xiàng)A正確;由于平行板電容器通過理想二極管與直流電源連接,P每次向左運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)致極板間距增大,則電容C減小,因二極管的影響,電容器不能放電,即電量Q不變,根據(jù)公式U=QCQC,得電壓增大,選項(xiàng)B正確;根據(jù)E=UdUd,隨著P的左右運(yùn)動(dòng),那么兩板間電場強(qiáng)度會(huì)變化,故C錯(cuò)誤;隨著P的左右運(yùn)動(dòng),電容C會(huì)改變,因二極管的作用,電量只能增大,不會(huì)減小,那么當(dāng)給電容器充電時(shí),電阻中有電流通過,因此輸出端會(huì)有周期性脈沖電壓輸出,故D正確。12.(2017滄州模擬)(多選)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢E3 V,內(nèi)電阻r1 ,定值電阻R13 ,R22 ,電容器的電容C100 F,則下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5 VB.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.0104 CC.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為1.5104 CD.先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,通過電阻R1的電荷量為3.0104 C【參考答案】AC【名師解析】閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電流I0.5 A,電容器兩端的電壓為UIR11.5 V,選項(xiàng)A正確;電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量QCU1001061.5 C1.5104 C,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,電容器C通過電阻R1放電,通過電阻R1的電荷量為1.5104 C,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13(2015黃岡模擬)如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r一定,A、B為平行板電容器的兩塊正對(duì)金屬板,R1為光敏電阻當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭P在a端時(shí),閉合開關(guān)S,此時(shí)電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為I和U.以下說法正確的是()A若僅將R2的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng),則I不變,U增大B若僅增大A、B板間距離,則電容器所帶電荷量減少C若僅用更強(qiáng)的光照射R1,則I增大,U增大,電容器所帶電荷量增加D若僅用更強(qiáng)的光照射R1,則U變化量的絕對(duì)值與I變化量的絕對(duì)值的比值不變【參考答案】BD【名師解析】 若僅將R2的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng),電壓表與電流表示數(shù)都不變,A錯(cuò)誤;增大A、B板間距離,電容減小,電容器兩端電壓不變,由QCU得電荷量減小,B正確;光照更強(qiáng),光敏電阻R1變小,根據(jù)串聯(lián)分壓,U變小,C錯(cuò)誤;U變化量的絕對(duì)值與I變化量的絕對(duì)值的比值就等于r,D正確二計(jì)算題1.如圖所示電路中,R1=5,R2=7,R3=8,R4=10,C=20F,AB兩端電壓U=15V,電表為理想電表。求:(1)電流表、電壓表的示數(shù);(2)電容器極板所帶的電荷量?!久麕熃馕觥浚?)作出等效電路,可以看出,R2、R3、R4串聯(lián)后與R1并聯(lián),R2上無電流通過,R2、R3、R4串聯(lián)后與R1并聯(lián)的等效電阻R=25/6由歐姆定律,可得電流表的示數(shù)I=3.6A電壓表的示數(shù)等于R4兩端電壓,R4中電流I4=0.6AU4= I4 R4=6V。(2)電容器兩極板之間的電壓UC= I4(R2+R3)=9V電容器極板所帶的電荷量Q=C
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