資源簡介

8.6電容器
滿分：70
班級：__________ 姓名：__________ 考號：__________
一、單選題（共7小題,共28分）
1. 靜電懸浮技術是利用靜電場對帶電物體的電場力來平衡重力，
從而實現材料懸浮無容器處理的一種先進技術，其原理示意圖如圖所示。
若兩平行金屬極板間電勢差為U，間距為D。質量為m的金屬微粒懸浮于其中，重力加速度大小為g,
則金屬微粒所帶電荷的電性和電荷量q分別為（　　）
（4分）
A.負電荷，q = mgd U
U
B.負電荷，q = mgd
mgd
C.正電荷，q = U
U
D.正電荷，q = mgd
正確答案： C
答案解析： 解：電容器的下極板帶正電，兩極板間場強方向豎直向上，微粒受電場力方向豎直向上，因
此微粒帶正電；
U
根據電場力公式結合平衡條件 d q = mg
mgd
解得電荷量q = U
綜上分析，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
2. 如圖所示的電容器上下兩極板由不同材料組成，其中A極板的材料不受溫度的影響，
B極板的材料隨溫度的升高而膨脹，電鍵S斷開時，靈敏電流計的指針不偏轉，其中R為電阻箱。
下列說法正確的是（　　）
（4分）
A.閉合電鍵瞬間，流過電流計的電流向左
B.閉合電鍵穩定后，僅升高溫度，流過電流計的電流向右
C.閉合電鍵穩定后，僅降低溫度，流過電流計的電流向右
D.閉合電鍵穩定后，僅增大R的電阻值，流過電流計的電流向右
正確答案： B
答案解析： 解：A、閉合電鍵瞬間，電源對電容器充電，由電路圖可知，回路中的電流沿順時針方向，
則流過電流計的電流向右，故A錯誤；
BC、閉合電鍵穩定后，僅升高溫度，B極板膨脹，則電容器兩極板之間的距離減小，由電容的決定式
ε S Q
C r = 可知，電容器的電容C增大，電容器的電壓U不變，由電容的定義式C= 可知，電容器所帶 4πkd U
的電荷量增加，則電源對電容器充電，流過電流計的電流向右；反之，僅降低溫度時，兩極板之間的距
離增加，電容器的電容減小，電容器所帶的電荷量減少，電容器放電，則流過電流計的電流向左，故B正
確；C錯誤；
D、閉合電鍵穩定后，僅增大R的電阻值，電容器兩極板間的電壓不變，則電容器所帶的電荷量不變，電
容器既不充電也不放電，電路中沒有電流，則電流計的指針不偏轉，故D錯誤。
故選：B。
3. 某同學利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖1所示連接電路．先使開關S接1，
電容器很快充電完畢．然后將開關擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，
屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖2所示．
他進一步研究滑動變阻器的阻值變化對曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動一段距離，
再重復以上操作，又得到一條I-t曲線．關于這條曲線，下列判斷正確的是（　　）
（4分）
A.曲線與坐標軸所圍面積將增大
B.曲線與坐標軸所圍面積將減小
C.曲線與縱軸交點的位置將向上移動
D.曲線與縱軸交點的位置將向下移動
正確答案： D
答案解析： 解：AB、I-t圖線與坐標軸所圍成的面積表示電容器放電的電荷量，而電容器的帶電量
Q=CE，沒有變化，所以曲線與坐標軸所圍面積不變，故A、B錯誤。
CD、將滑片P向右移動時，變阻器接入電路的電阻增大，由閉合電路歐姆定律知，將開關擲向2時電容器
開始放電的電流減小，則曲線與縱軸交點的位置將向下移動，故C錯誤，D正確。
故選：D。
4. 如圖所示為一測定液面高低的傳感器示意圖，A為固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，
C為導電液體，把傳感器接到圖示電路中，已知靈敏電流表指針偏轉方向與電流方向相同．
如果發現指針正向右偏轉，則導電液體的深度h變化為(　　)
（4分）
A.h正在增大
B.h正在減小
C.h不變
D.無法確定
正確答案： B
答案解析： 如圖所示為一測定液面高低的傳感器示意圖。
液體的高度升高，導致電容器的電容變大。然而把傳感器接到圖示電路中，已知靈敏電流表指針偏轉方
向與電流方向相同。如果發現指針正向右偏轉，說明電容器在放電。由于傳感器與電源相連，所以傳感
器兩端電勢不變，而電容器電量在減小，則說明電容器的電容在減小。故液體的高度正在減小。
故選：B。
5. 超級電容器又叫雙電層電容器，是一種新型儲能裝置，它不同于傳統的化學電源，
是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時間短、
循環壽命長、工作溫度范圍寬等特點。如圖為一款超級電容器，其標有“2.7V，3000F”，則可知(　　)
（4分）
A.該電容器充電時把電能轉化為化學能
B.該電容器充電時板間的電場強度增大
C.該電容器容納電荷的本領較3000pF的電容小
D.該電容器只有在2.7V電壓下，電容才是3000F
正確答案： B
答案解析： A、由于是電容器，故該超級電容充電時把電能存儲在電容器中，沒有轉化為化學能，故A錯
誤；
B、電容器充電時板間的電壓增大，距離不變，根據 可知，電場強度增大，故B正確；
CD、電容是描述電容器容納電荷本領的物理量，其大小與電壓和電量無關，故電容始終為3000F，故CD錯
誤；
故選：B。
6. 美國物理學家密立根通過研究平行板間的帶電油滴，比較準確地測定了電子的電荷量。如圖所示，
平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電，
現有一質量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止狀態，且此時極板電荷量與油滴電荷量的比值為k，則
(　　)
（4分）
A.油滴帶正電
mg
B.油滴電荷量為 Ud
kmgd
C.電容器的電容為 U2
D.將極板N向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上運動
正確答案： C
答案解析： 由題意知油滴受到的靜電力方向豎直向上，又上極板帶正電，故油滴帶負電，故A錯誤；設
E = U C = Q q = mgd油滴電荷量為q，則極板的電荷量為Q=kq，由于qE=mg， d ， U ，解得 U ，故C正確、
B錯誤；將極板N向下緩慢移動一小段距離，U不變，d增大，則電場強度E減小，重力將大于靜電力，油滴
將向下運動，故D錯誤。
7. 工廠在生產紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監控其厚度，
通常要在生產流水線上設置如圖所示的傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下極板，上、
下極板位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當流水線上通過的產品厚度增大時，
下列說法正確的是(　　)
（4分）
A.A、B平行板電容器的電容減小
B.A、B兩板間的電場強度增大
C.A、B兩板上的電荷量變小
D.有電流從b向a流過靈敏電流計
正確答案： D
答案解析： 由于 ，當流水線上通過的產品厚度增大時，即εr增大，故電容增大，A項錯誤；電
壓不變，電容增大，則電荷量Q=CU增大，電容器充電，有電流從b向a流過靈敏電流計，C項錯誤，D項正
確；根據 可知電場強度不變，B項錯誤。
二、多選題（共1小題,共6分）
8. 對一電容器充電時電容器的電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的關系圖像如圖所示，其中正確的是
(　　) （6分）
A.
B.
C.
D.
正確答案： C D
答案解析： 對一確定的電容器，其電容是不變的，與所加電壓或電荷量無關，但其所帶電荷量Q=CU，是
和兩極板間電壓成正比的，故C、D兩項正確。
三、實驗題（組）（共2小題,共18分）
9. 在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。電源電壓為6.0V，
內阻可以忽略。單刀雙擲開關S先跟2相接，某時刻開關改接1，一段時間后，把開關再改接2。
實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。
（10分）
(1)開關S改接2后，電容器進行的是_______（選填“充電”或“放電”）過程。此過程得到的I-
t圖像如圖2所示，圖中在0-0.2s內用陰影標記的狹長矩形的面積的物理意義是_______。
如果不改變電路其他參數，只減小電阻R的阻值，則此過程的I-t曲線與坐標軸所圍成的面積將
_______（選填“減小”、“不變”或“增大”）。 （6分）
正確答案： 放電；0.2s內電容器放電量；不變；
答案解析： 開關S改接2后，電容器相當于電源。進行的是放電過程；根據Q=It,可知長方形的面積等于
0.2s內電容器的放電量；
只減小電阻R的阻值，不改變電容的帶電量，則此過程，電容的放電量不變，則I-t曲線與坐標軸所圍成
的面積不變；
(2)若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量Q=3.45×10-3C，則該電容器的電容為
_______μF。 （2分）
正確答案： 575；
答案解析： 整個放電過程中釋放的電荷量Q=3.45×10-3C，根據
Q=CU=CE
可得該電容器的電容為
3
C Q 3.45 × 10= E = F = 575μF 6
(3)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Q及電容器兩極間電壓U之間的關系。他從等效的思想出發，
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U隨電荷量Q變化的圖像如圖3所示。按他的想法，
下列說法正確的是_______。 （2分）
A.U-Q圖線的斜率越大，電容C越大
B.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
Q E
C.若電容器電荷量為Q時儲存的能量為E，則電容器電荷量為 2 時儲存的能量為 4
D.由于圖線是一條過原點的直線，所以既可以用圖線與橫軸所圍成的面積表示電容器儲能，
也可以用圖線跟縱軸所圍成的面積表示電容器儲能
正確答案： C
答案解析： A、根據
U = Q C
可知U-Q圖線的斜率越大，電容C越小，故A錯誤；
B、他從等效的思想出發，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，則有
E 1= QU
1
= 2
2
CU
2
可知對同一電容器，電容器儲存的能量E與兩極間電壓的平方U2成正比，故B錯誤；
C、根據
E 1
2
= CU
2 = Q
2 C 2
Q E
可知電容器電荷量為 2 時儲存的能量為 4 ，故C正確；
D、類比速度—時間圖像與時間軸圍成的面積才代表位移，則U-Q圖像與Q軸圍成的面積才代表儲能，圖線
跟縱軸所圍成的面積不能表示電容器儲能，故D錯誤。
故選：C。
10. 某實驗小組的同學在探究電容器的充、放電時，設計了如圖甲所示的電路，
實驗時進行了如下的操作：
①將單刀雙擲開關接a,并穩定一段時間。
②將單刀雙擲開關接b,描繪出電流表的示數隨時間的變化規律，如圖丙所示。
（8分）
(1)根據電路圖甲用筆劃線代替導線將圖乙中的實物圖連線； （2分）
正確答案：
答案解析： 由電路圖甲將圖乙中的實物圖依次連線，如圖所示
(2)下列現象正確的是 _______。 （2分）
A.操作①中，電容器的上極板帶正電
B.操作②中，流過電流計的電流向上
C.操作②中，兩極板之間的電場強度逐漸減小
正確答案： A C
答案解析： A．操作①中，電源對電容器充電，根據電源的正負極可知電容器的上極板帶正電，故A正
確；
B．操作②中，電容器放電，由于上極板帶正電，則該過程中流過電流計的電流向下，故B錯誤；
U
C．電容器放電的過程中，電容器所帶電荷量逐漸減小，則兩極板間的電壓逐漸減小，根據E = d 可知
場強不斷變小，故C正確；
故選：AC。
(3)若I-t圖線與坐標軸圍成的面積表示電荷量，電源的電壓為U=2V，電容器的電容約為C=
_______F（結果保留兩位有效數字）；如果操作①、②中，僅將電阻箱的阻值調小，則圖丙中，
電容器的放電時間t _______（填“變大”“變小”或“不變”）。 （4分）
正確答案： 1.5×10-3；變小
答案解析： i～t圖像中，圖像與橫坐標軸圍成的面積表示電荷量，根據橫軸與縱軸的數據可知，一個格
子的電荷量為8×10-5C，由大于半格算一個，小于半格舍去，因此圖像所包含的格子個數為38，所以釋
放的電荷量為q =8×10-5 C×38=3.04×10-3 C
Q
根據電容器的電容C = U 可得
3
C 3.04 × 10= F ≈ 1.5 × 10
3F
2
電容器放電過程的平均電流為
I = U R
又
Q = It
所以電阻箱的阻值R越小，I 越大，t越短。
四、計算題（組）（共2小題,共18分）
11. 平行的帶電金屬板A、B間是勻強電場．如圖所示，兩板間距離是5cm，兩板間的電壓是60V．
試問：
（12分）
(1)兩板間的場強是多大？
（3分）
E = U
60
正確答案： （1）根據公式 代入數據得： E = 2 V/m = 1200V/m d ．5 × 10
U
答案解析： （1）根據E = d 求解電場強度
(2)電場中有P1和P2兩點，P1點離A板1.0cm，P2點離B板也是1.0cm，
P1和P2兩點間的電勢差為多大？
（3分）
正確答案： （2）P1P2沿電場方向的距離為：d12＝5 cm﹣（1+1）cm＝3 cm
根據公式U＝Ed，有：U12＝Ed12＝1 200×3×10﹣
2V＝36 V．
答案解析： （2）根據公式UAB＝Ed求解P1和P2兩點間的電勢差；
(3)若B板接地，P1和P2兩點的電勢各是多少伏？
（6分）
正確答案： 由公式φ1﹣φB＝Ed1B＝1 200×（4×10﹣
2） V＝48 V 得：
φ1＝48 V．
同理：φ2﹣φB＝Ed2B＝1 200×1×10﹣
2 V＝12 V
得：φ2＝12 V．
答案解析： （3）B板接地，電勢為零，P1和P2兩點的電勢等于其與電勢零點的電勢差．
12. 電子所帶的電荷量最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測出的。油滴實驗的原理如圖所示，
兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負電荷。油滴從噴霧器噴出后，
由于摩擦而帶負電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，
通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況。兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油滴的浮力和阻力。
（6分）
(1)調節兩金屬板間的電勢差u，當u=U0時，使得某個質量為m1的油滴恰好做勻速運動。
求該油滴所帶電荷量q1。
（3分）
m gd
1
正確答案： U
0
U m gd1
答案解析： 由油滴恰好做勻速運動有m g 0 ，可得油滴所帶電荷量q = 。1 = q1 d 1 U0
(2)若油滴進入電場時的速度可以忽略，當兩金屬板間的電勢差u=U時，
觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動，經過時間t運動到下金屬板，
求此油滴所帶的電荷量q2。

（3分）
m d
2 2d
正確答案： U (g t2 )
1 2 2d
答案解析： 由運動學公式有d = at ，可得油滴的加速度a = 2 ，由于油滴帶負電，有2 t
m d
m g q U d = m a
2 2d
2 2 2 ，可得q = g 2 U ( 2 ) 。t8.6電容器
滿分：70
班級：__________ 姓名：__________ 考號：__________
一、單選題（共7小題,共28分）
1. 靜電懸浮技術是利用靜電場對帶電物體的電場力來平衡重力，
從而實現材料懸浮無容器處理的一種先進技術，其原理示意圖如圖所示。
若兩平行金屬極板間電勢差為U，間距為D。質量為m的金屬微粒懸浮于其中，重力加速度大小為g,
則金屬微粒所帶電荷的電性和電荷量q分別為（　　）
（4分）
mgd
A.負電荷，q= U
B.負電荷，q= U mgd
q= mgdC.正電荷， U
U
D.正電荷，q= mgd
2. 如圖所示的電容器上下兩極板由不同材料組成，其中A極板的材料不受溫度的影響，
B極板的材料隨溫度的升高而膨脹，電鍵S斷開時，靈敏電流計的指針不偏轉，其中R為電阻箱。
下列說法正確的是（　　）
（4分）
A.閉合電鍵瞬間，流過電流計的電流向左
B.閉合電鍵穩定后，僅升高溫度，流過電流計的電流向右
C.閉合電鍵穩定后，僅降低溫度，流過電流計的電流向右
D.閉合電鍵穩定后，僅增大R的電阻值，流過電流計的電流向右
3. 某同學利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖1所示連接電路．先使開關S接1，
電容器很快充電完畢．然后將開關擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，
屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖2所示．
他進一步研究滑動變阻器的阻值變化對曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動一段距離，
再重復以上操作，又得到一條I-t曲線．關于這條曲線，下列判斷正確的是（　　）
（4分）
A.曲線與坐標軸所圍面積將增大
B.曲線與坐標軸所圍面積將減小
C.曲線與縱軸交點的位置將向上移動
D.曲線與縱軸交點的位置將向下移動
4. 如圖所示為一測定液面高低的傳感器示意圖，A為固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，
C為導電液體，把傳感器接到圖示電路中，已知靈敏電流表指針偏轉方向與電流方向相同．
如果發現指針正向右偏轉，則導電液體的深度h變化為(　　)
（4分）
A.h正在增大
B.h正在減小
C.h不變
D.無法確定
5. 超級電容器又叫雙電層電容器，是一種新型儲能裝置，它不同于傳統的化學電源，
是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時間短、
循環壽命長、工作溫度范圍寬等特點。如圖為一款超級電容器，其標有“2.7V，3000F”，則可知(　　)
（4分）
A.該電容器充電時把電能轉化為化學能
B.該電容器充電時板間的電場強度增大
C.該電容器容納電荷的本領較3000pF的電容小
D.該電容器只有在2.7V電壓下，電容才是3000F
6. 美國物理學家密立根通過研究平行板間的帶電油滴，比較準確地測定了電子的電荷量。如圖所示，
平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電，
現有一質量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止狀態，且此時極板電荷量與油滴電荷量的比值為k，則
(　　)
（4分）
A.油滴帶正電
mg
B.油滴電荷量為 Ud
kmgd
C.電容器的電容為 U2
D.將極板N向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上運動
7. 工廠在生產紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監控其厚度，
通常要在生產流水線上設置如圖所示的傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下極板，上、
下極板位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當流水線上通過的產品厚度增大時，
下列說法正確的是(　　)
（4分）
A.A、B平行板電容器的電容減小
B.A、B兩板間的電場強度增大
C.A、B兩板上的電荷量變小
D.有電流從b向a流過靈敏電流計
二、多選題（共1小題,共6分）
8. 對一電容器充電時電容器的電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的關系圖像如圖所示，其中正確的是
(　　) （6分）
A.
B.
C.
D.
三、實驗題（組）（共2小題,共18分）
9. 在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。電源電壓為6.0V，
內阻可以忽略。單刀雙擲開關S先跟2相接，某時刻開關改接1，一段時間后，把開關再改接2。
實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。
（10分）
(1)開關S改接2后，電容器進行的是_______（選填“充電”或“放電”）過程。此過程得到的I-
t圖像如圖2所示，圖中在0-0.2s內用陰影標記的狹長矩形的面積的物理意義是_______。
如果不改變電路其他參數，只減小電阻R的阻值，則此過程的I-t曲線與坐標軸所圍成的面積將
_______（選填“減小”、“不變”或“增大”）。 （6分）
(2)若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量Q=3.45×10-3C，則該電容器的電容為
_______μF。 （2分）
(3)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Q及電容器兩極間電壓U之間的關系。他從等效的思想出發，
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U隨電荷量Q變化的圖像如圖3所示。按他的想法，
下列說法正確的是_______。 （2分）
A.U-Q圖線的斜率越大，電容C越大
B.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
Q E
C.若電容器電荷量為Q時儲存的能量為E，則電容器電荷量為 2 時儲存的能量為
4
D.由于圖線是一條過原點的直線，所以既可以用圖線與橫軸所圍成的面積表示電容器儲能，
也可以用圖線跟縱軸所圍成的面積表示電容器儲能
10. 某實驗小組的同學在探究電容器的充、放電時，設計了如圖甲所示的電路，
實驗時進行了如下的操作：
①將單刀雙擲開關接a,并穩定一段時間。
②將單刀雙擲開關接b,描繪出電流表的示數隨時間的變化規律，如圖丙所示。
（8分）
(1)根據電路圖甲用筆劃線代替導線將圖乙中的實物圖連線； （2分）
(2)下列現象正確的是 _______。 （2分）
A.操作①中，電容器的上極板帶正電
B.操作②中，流過電流計的電流向上
C.操作②中，兩極板之間的電場強度逐漸減小
(3)若I-t圖線與坐標軸圍成的面積表示電荷量，電源的電壓為U=2V，電容器的電容約為C=
_______F（結果保留兩位有效數字）；如果操作①、②中，僅將電阻箱的阻值調小，則圖丙中，
電容器的放電時間t _______（填“變大”“變小”或“不變”）。 （4分）
四、計算題（組）（共2小題,共18分）
11. 平行的帶電金屬板A、B間是勻強電場．如圖所示，兩板間距離是5cm，兩板間的電壓是60V．
試問：
（12分）
(1)兩板間的場強是多大？
（3分）
(2)電場中有P1和P2兩點，P1點離A板1.0cm，P2點離B板也是1.0cm，
P1和P2兩點間的電勢差為多大？
（3分）
(3)若B板接地，P1和P2兩點的電勢各是多少伏？
（6分）
12. 電子所帶的電荷量最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測出的。油滴實驗的原理如圖所示，
兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負電荷。油滴從噴霧器噴出后，
由于摩擦而帶負電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，
通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況。兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油滴的浮力和阻力。
（6分）
(1)調節兩金屬板間的電勢差u，當u=U0時，使得某個質量為m1的油滴恰好做勻速運動。
求該油滴所帶電荷量q1。
（3分）
(2)若油滴進入電場時的速度可以忽略，當兩金屬板間的電勢差u=U時，
觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動，經過時間t運動到下金屬板，
求此油滴所帶的電荷量q2。

（3分）8.6電容器
滿分：70
班級：________ 姓名：________ 成績：________
一、單選題（共7小題,共28分）
靜電懸浮技術是利用靜電場對帶電物體的電場力來平衡重力，從而實現材料懸浮無容器處理的一種先進技術，其原理示意圖如圖所示。若兩平行金屬極板間電勢差為U，間距為D。質量為m的金屬微粒懸浮于其中，重力加速度大小為g,則金屬微粒所帶電荷的電性和電荷量q分別為（　　）
（4分）
A.負電荷， B.負電荷，
C.正電荷， D.正電荷，
如圖所示的電容器上下兩極板由不同材料組成，其中A極板的材料不受溫度的影響，B極板的材料隨溫度的升高而膨脹，電鍵S斷開時，靈敏電流計的指針不偏轉，其中R為電阻箱。下列說法正確的是（　　）
（4分）
A.閉合電鍵瞬間，流過電流計的電流向左
B.閉合電鍵穩定后，僅升高溫度，流過電流計的電流向右
C.閉合電鍵穩定后，僅降低溫度，流過電流計的電流向右
D.閉合電鍵穩定后，僅增大R的電阻值，流過電流計的電流向右
某同學利用電流傳感器研究電容器的放電過程，他按如圖1所示連接電路．先使開關S接1，電容器很快充電完畢．然后將開關擲向2，電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖2所示．他進一步研究滑動變阻器的阻值變化對曲線的影響，斷開S，先將滑片P向右移動一段距離，再重復以上操作，又得到一條I-t曲線．關于這條曲線，下列判斷正確的是（　　）
（4分）
A.曲線與坐標軸所圍面積將增大
B.曲線與坐標軸所圍面積將減小
C.曲線與縱軸交點的位置將向上移動
D.曲線與縱軸交點的位置將向下移動
如圖所示為一測定液面高低的傳感器示意圖，A為固定的導體芯，B為導體芯外面的一層絕緣物質，C為導電液體，把傳感器接到圖示電路中，已知靈敏電流表指針偏轉方向與電流方向相同．如果發現指針正向右偏轉，則導電液體的深度h變化為(　　)
（4分）
A.h正在增大 B.h正在減小 C.h不變 D.無法確定
超級電容器又叫雙電層電容器，是一種新型儲能裝置，它不同于傳統的化學電源，是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬等特點。如圖為一款超級電容器，其標有“2.7V，3000F”，則可知(　　)
（4分）
A.該電容器充電時把電能轉化為化學能
B.該電容器充電時板間的電場強度增大
C.該電容器容納電荷的本領較3000pF的電容小
D.該電容器只有在2.7V電壓下，電容才是3000F
美國物理學家密立根通過研究平行板間的帶電油滴，比較準確地測定了電子的電荷量。如圖所示，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電，現有一質量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止狀態，且此時極板電荷量與油滴電荷量的比值為k，則(　　)
（4分）
A.油滴帶正電 B.油滴電荷量為
C.電容器的電容為
D.將極板N向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上運動
工廠在生產紡織品、紙張等絕緣材料時為了實時監控其厚度，通常要在生產流水線上設置如圖所示的傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下極板，上、下極板位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當流水線上通過的產品厚度增大時，下列說法正確的是(　　)
（4分）
A.A、B平行板電容器的電容減小 B.A、B兩板間的電場強度增大
C.A、B兩板上的電荷量變小 D.有電流從b向a流過靈敏電流計
二、多選題（共1小題,共6分）
對一電容器充電時電容器的電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的關系圖像如圖所示，其中正確的是(　　) （6分）
A. B. C. D.
三、實驗題（組）（共2小題,共18分）
在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。電源電壓為6.0V，內阻可以忽略。單刀雙擲開關S先跟2相接，某時刻開關改接1，一段時間后，把開關再改接2。實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。
（10分）
(1) 開關S改接2后，電容器進行的是_______（選填“充電”或“放電”）過程。此過程得到的I-t圖像如圖2所示，圖中在0-0.2s內用陰影標記的狹長矩形的面積的物理意義是_______。如果不改變電路其他參數，只減小電阻R的阻值，則此過程的I-t曲線與坐標軸所圍成的面積將_______（選填“減小”、“不變”或“增大”）。（6分）
(2) 若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量Q=3.45×10-3C，則該電容器的電容為_______μF。（2分）
(3) 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Q及電容器兩極間電壓U之間的關系。他從等效的思想出發，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U隨電荷量Q變化的圖像如圖3所示。按他的想法，下列說法正確的是_______。（2分）
A.U-Q圖線的斜率越大，電容C越大
B.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
C.若電容器電荷量為Q時儲存的能量為E，則電容器電荷量為時儲存的能量為
D.由于圖線是一條過原點的直線，所以既可以用圖線與橫軸所圍成的面積表示電容器儲能，也可以用圖線跟縱軸所圍成的面積表示電容器儲能
某實驗小組的同學在探究電容器的充、放電時，設計了如圖甲所示的電路，實驗時進行了如下的操作：
①將單刀雙擲開關接a,并穩定一段時間。
②將單刀雙擲開關接b,描繪出電流表的示數隨時間的變化規律，如圖丙所示。
（8分）
(1) 根據電路圖甲用筆劃線代替導線將圖乙中的實物圖連線；（2分）
(2) 下列現象正確的是 _______。（2分）
A.操作①中，電容器的上極板帶正電
B.操作②中，流過電流計的電流向上
C.操作②中，兩極板之間的電場強度逐漸減小
(3) 若I-t圖線與坐標軸圍成的面積表示電荷量，電源的電壓為U=2V，電容器的電容約為C= _______F（結果保留兩位有效數字）；如果操作①、②中，僅將電阻箱的阻值調小，則圖丙中，電容器的放電時間t _______（填“變大”“變小”或“不變”）。（4分）
四、計算題（組）（共2小題,共18分）
平行的帶電金屬板A、B間是勻強電場．如圖所示，兩板間距離是5cm，兩板間的電壓是60V．試問：
（12分）
(1) 兩板間的場強是多大？（3分）
(2) 電場中有P1和P2兩點，P1點離A板1.0cm，P2點離B板也是1.0cm，P1和P2兩點間的電勢差為多大？（3分）
(3) 若B板接地，P1和P2兩點的電勢各是多少伏？（6分）
電子所帶的電荷量最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測出的。油滴實驗的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負電荷。油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶負電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況。兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油滴的浮力和阻力。
（6分）
(1) 調節兩金屬板間的電勢差u，當u=U0時，使得某個質量為m1的油滴恰好做勻速運動。求該油滴所帶電荷量q1。（3分）
(2) 若油滴進入電場時的速度可以忽略，當兩金屬板間的電勢差u=U時，觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動，經過時間t運動到下金屬板，求此油滴所帶的電荷量q2。（3分）

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