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專題8.5 含電容電路 一．選擇題 1. （2018高考成都一診）如圖所示的電路中，電源電動勢E=4V，內(nèi)阻r=1Ω,，定值電阻R0=1Ω,，R 為滑動變阻器,電容器的電容C=40μF。閉合開關(guān)S,下列說法中正確的是 A.將R 的阻值調(diào)至2Ω時,電容器的電荷量為810-5C B.將R 的阻值調(diào)至2Ω時,滑動變阻器的功率為最大值 C.將R 的阻值調(diào)至2Ω時,電源的輸出功率為最大值 D.在R 的滑動觸頭P 由左向右移動的過程中,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)的知識點(diǎn)。 【解題思路】將R的阻值調(diào)至2Ω時，由閉合電路歐姆定律，可計(jì)算出滑動變阻器中電流 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2Ω時，外電阻R等于定值電阻和內(nèi)阻之和，滑動變阻器的功率為最大值，選項(xiàng)B正確；將R的阻值調(diào)至2Ω時，定值電阻和滑動變阻器相對于電池來說，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錯誤；在R的滑動觸頭P由左向右移動的過程中，滑動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錯誤。 2．（2018江蘇高考物理）如圖所示，電源E對電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80 V時，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)知識點(diǎn)。 3.（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 D.液滴的電勢能不變 【參考答案】BD 4.（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放電過程中釋放的電荷量 【參考答案】 D 5.（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)滑動變阻器滑片P向b端滑動過程中，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 D. 電容器C所帶電量減少，液滴向下加速運(yùn)動 【參考答案】BD 6．（2018云南昭通五校聯(lián)考）（多選）如圖所示，當(dāng)電路里滑動變阻器R2的滑動觸頭P向下滑動時(　　) 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 D．R1消耗的功率增大 【參考答案】AB 【名師解析】P下滑時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錯誤．內(nèi)電壓減小，外電壓增大，電壓表的讀數(shù)增大，故C錯誤．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． 7.(2016全國卷Ⅱ，17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖7所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，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(　　) 圖7 A. B. C. D. 【參考答案】C 【名師解析】S斷開時等效電路如圖甲所示。 甲 電容器兩端電壓為U1＝R＝E； S閉合時等效電路如圖乙所示。 乙 電容器兩端電壓為U2＝R＝E， 由Q＝CU得＝＝，故選項(xiàng)C正確。 8.(2017滄州模擬)(多選)如圖5所示的電路中，電源電動勢E＝3 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，定值電阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，電容器的電容C＝100 μF，則下列說法正確的是(　　) 圖5 A.閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5 V B.閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.010－4 C C.閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為1.510－4 C D.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3.010－4 C 【參考答案】AC 9．[2015黃岡模擬]如圖所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)阻r一定，A、B為平行板電容器的兩塊正對金屬板，R1為光敏電阻．當(dāng)R2的滑動觸頭P在a端時，閉合開關(guān)S，此時電流表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的滑動觸頭P向b端移動，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變化量的絕對值與I變化量的絕對值的比值不變 【參考答案】BD 10．（2017廣州模擬）阻值均為R的四個電阻、電容為C的電容器及電動勢為E的電源（不計(jì)內(nèi)阻）連接成如圖所示的電路。開關(guān)K閉合且電路穩(wěn)定時，以下說法正確的是 A．電容器兩板間電壓為 B．電容器極板上的電荷量為 C．減小電容器兩極板正對面積，極板上的電荷量減小 D．減小電容器兩極板間的距離，穩(wěn)定后兩板間電壓比原來的更小 【參考答案】C 【名師解析】開關(guān)K閉合且電路穩(wěn)定時，外電路等效為三個電阻串聯(lián)，電容器兩板間電壓為U=，選項(xiàng)A錯誤。由C=Q/U，可得電容器極板上的電荷量為Q=CU=，選項(xiàng)B錯誤。減小電容器兩極板正對面積，電容C減小，極板上的電荷量Q=CU減小，選項(xiàng)C正確。減小電容器兩極板間的距離，只是改變了電容器電容，不影響穩(wěn)定后兩板間的電壓，選項(xiàng)D錯誤。 11.[2015山東質(zhì)檢]如圖所示，R1、R2、R3、R4均為可變電阻，C1、C2均為電容器，電源的電動勢為E, 內(nèi)阻r≠0.若改變四個電阻中的一個阻值，則(　　) A．減小R1，C1、C2所帶的電荷量都增加 B．增大R2，C1、C2所帶的電荷量都增加 C．增大R3，C1、C2所帶的電荷量都增加 D．減小R4，C1、C2所帶的電荷量都增加 【參考答案】BD 12．(2016陜西西安一中模擬)(多選)如圖所示，I為電流表示數(shù)，U為電壓表示數(shù)，P為定值電阻R2消耗的功率，Q為電容器C所帶的電荷量，W為電源通過電荷量q時電源做的功。當(dāng)變阻器滑動觸頭向右緩慢滑動過程中，下列圖象能正確反映各物理量關(guān)系的是(　　) 【參考答案】AB 【名師解析】變阻器滑動觸頭向右緩慢滑動過程中，接入電路的電阻減小，電路中電流增大，R2消耗的功率為P＝I2R， P∝I2，故A正確；電容器C的電壓UC＝E－I(R2＋r)，電荷量Q＝CUC＝C[E－I(R2＋r)]，則＝－C(R2＋r)，保持不變，則Q－I圖象是向下傾斜的直線，故B正確；電壓表示數(shù)U＝E－Ir，U－I圖象應(yīng)是向下傾斜的直線，故C錯誤；電源通過電荷量q時電源做的功W＝qE，E是電源的電動勢，則W－I是過原點(diǎn)的直線，故D錯誤。 13.在如圖所示的電路中，電壓表和電流表均為理想電表，電源內(nèi)阻不能忽略．當(dāng)閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器的滑片P向下調(diào)節(jié)，則下列敘述正確的是(　　) A．電壓表和電流表的示數(shù)都增大 B．燈L2變暗，電流表的示數(shù)減小 C．燈L1變亮，電壓表的示數(shù)減小 D．電源的效率增大，電容器C的帶電荷量增加 【參考答案】C 14. [2014天津卷] 如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置．閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動．如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是(　　) A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大兩板間的距離 D．?dāng)嚅_開關(guān)S 【參考答案】B 【名師解析】為了保證帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動，就要使電容器兩板之間的場強(qiáng)E不變．電路穩(wěn)定后，和電容器相串聯(lián)的電阻對電容器兩端的電壓不產(chǎn)生影響，而增大R1的阻值將使電容器兩端的電壓增大，根據(jù)E＝可知，E增大；增大R2的阻值，電容器兩端的電壓不變，E不變，故A錯誤，B正確；增大兩板間的距離，E減小，故C錯誤；斷開開關(guān)S，電容器兩端的電壓發(fā)生改變，D錯誤． 15．如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)電阻為r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定時，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q.將滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，則與P移動前相比(　　) A．U變小 B．I變小 C．Q不變 D．Q減小 【參考答案】B 16.電源、開關(guān)S、定值電阻R1、R2、光敏電阻R3和電容器連接成如圖11所示的電路，電容器的兩平行板水平放置。當(dāng)開關(guān)S閉合，并且無光照射光敏電阻R3時，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點(diǎn)，當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R3時，光敏電阻的阻值變小，則(　　) A.液滴向下運(yùn)動 B.液滴向上運(yùn)動 C.電容器所帶電荷量減少 D.電容器兩極板間電壓變大 【參考答案】BD 17.如圖所示電路中，S閉合，已知電容C=2μF，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻不計(jì)，R1=1Ω，R2=2Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，則電容器極板a所帶的電荷量為（　?。? A．-810-6C B．410-6C C．-410-6C D．810-6C 【參考答案】D 【名師解析】由閉合電路歐姆定律，R1，R2支路電流 I1=E/( R1+R2)=4A， R3，R4支路電流 I2=E/( R3+R4)=4/3A， 取B點(diǎn)電勢為零，則C點(diǎn)電勢為φC= I1 R2=8V D點(diǎn)電勢為φD= I2 R4=4V 兩極板電勢差U=φC-φD=4V 電容器極板a所帶的電荷量為Q=CU=810-6C，選項(xiàng)D正確。 18.如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，電阻R2、R3為定值電阻，R1為滑動變阻器，A、B為電容器的兩個極板。當(dāng)滑動變阻器R1處于某位置時， A、B兩板間的帶電油滴靜止不動。則下列說法中正確的是 （ ） A. 僅把R1的觸頭向右滑動時，油滴向下運(yùn)動 B. 僅把R2斷路時，油滴向上運(yùn)動 C. 僅把R3短路時，油滴向上運(yùn)動 D. 當(dāng)電流表的讀數(shù)減小時，油滴向下運(yùn)動 【參考答案】 B 19.（寧夏石嘴山市第三中學(xué)2016屆高三下學(xué)期第四次模擬考試?yán)砜凭C合試題）如圖所示，A為巨磁電阻，當(dāng)它周圍的磁場增強(qiáng)時，其阻值增大；C為電容器．在S閉合后，當(dāng)有磁鐵靠近A時，下列說法正確的有 A．電流表的示數(shù)增大 B．電容器C的電荷量增大 C．電壓表的示數(shù)變大 D．電源內(nèi)阻消耗的功率變大 【參考答案】BC 【名師解析】當(dāng)有磁鐵靠近A時，巨磁電阻A電阻增大，電流表的示數(shù)減小，電壓表的示數(shù)變大，電容器C的電荷量增大，電源內(nèi)阻消耗的功率變小，選項(xiàng)BC正確。 考點(diǎn)：閉合電路的歐姆定律 【名師點(diǎn)睛】有磁鐵靠近A時，其阻值增大，然后結(jié)合電路的關(guān)系即可判斷出電流和電壓的變化，分析總電流和路端電壓的變化，即可分析其他量的變化。 20.(2016西北工大附中高三質(zhì)檢)如圖所示電路中，R1、R2、R3、R4為四個可變電阻器，C1、C2為兩個極板水平放置的平行板電容器，兩電容器的兩極板間分別有一個油滴P、Q處于靜止?fàn)顟B(tài)，欲使油滴P向上運(yùn)動，Q向下運(yùn)動，應(yīng)使下列變阻器連入電路的阻值增大的是(　　) A．R1 B．R2 C．R3 D．R4 【參考答案】C 二．計(jì)算題 1.如圖所示電路中，R1=5Ω，R2=7Ω，R3=8Ω，R4=10Ω，C=20μF，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。 【名師解析】 （1）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==25/6Ω 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==0.6A U4= 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 UC=1.810-4C。 2.如圖所示，電源電動勢E＝10 V，內(nèi)阻不計(jì)，兩電容器 C1=C2=30 μF，電阻R1=4.0 Ω，R2=6.0 Ω，開關(guān)S是閉合的，求斷開S以后，求通過R1的電量。