专题95 含电容电路解析版 3年高考2年模拟1年原创备战高考精品系列Word格式文档下载.docx
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17）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。
开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1,；
闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。
Q1与Q2的比值为（）
A.2/5B.1/2
C.3/5D.2/3
【参考答案】C
设每个电阻的阻值为R，电池电动势为E，开关S断开且电流稳定时，其等效电路如图1所示。
电路总电阻为R+2R/3=5R/3，干路电流为I=E÷
5R/3=3E/5R，根据电流分流规律，上侧两电阻串联中电流为I/3=E/5R。
取电池负极为零电势，则电容器上侧极板电势为E/5.电容器两极板电压为E/5，C所带的电荷量为Q1=CE/5。
闭合开关S，电流再次稳定后，其等效电路如图2所示。
电路总电阻为R+R/2=3R/2，干路电流为I=E÷
3R/2=2E/3R，根据电流分流规律，右侧电阻中电流为I/2=E/3R。
取电池负极为零电势，则电容器上侧极板电势为E/3.电容器两极板电压为E/3，C所带的电荷量为Q2=CE/3。
Q1与Q2的比值为：
Q1∶Q2=CE/5∶CE/3=3∶5，选项C正确。
3.（2019年4月浙江选考）下列器件中是电容器的是（）
A.
B.
C.
D.
【参考答案】B
【名师解析】A是滑动变阻器；
B是电容器；
C是电阻箱；
D是定值电阻；
故选B.
【2年模拟再现】
1．（2019湖南长沙一模）阻值相等的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E、内阻可以忽略的电池连接成如图所示电路．开始时，开关S断开且电流稳定，然后闭合开关S，电流再次稳定．闭合开关前后电容器所带的电荷量（）
A．增加
B．增加
C．增加
D．减少
【参考答案】B。
【名师解析】由已知条件及电容定义式C＝
可得：
Q1＝U1C，Q2＝U2C.
S断开时等效电路如图甲所示。
U1＝
·
E×
＝
E；
S闭合时等效电路如图乙所示，
U2＝
E＝
E．
∴Q1=
，Q2=
ΔQ=Q2-Q1=
，故选项B正确
2.（2019江苏泰州期末）如图所示电路中，合上开关S后，电压表和电流表的读数分别为U、I，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器所带的电荷量为Q，两电表均为理想电表．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量之间变化关系图象正确的是（ ）
A
B
C
D
【参考答案】BD
【名师解析】当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，由闭合电路欧姆定律，E=I（r+R1+R2），电流表读数I增大，电压表读数U减小，定值电阻R2消耗的功率P增大，
3．（2019南京六校联考）如图所示，电源电动势E=9V，内电阻r=4.5Ω，变阻器R1的最大电阻Rm=5.0Ω，R2=1.5Ω，R3=R4=1000Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置,在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止,那么（）
A．在题设条件下，R1接入电路的阻值为3Ω，电源的输出功率为4.5W
B．引入的微粒带负电，当开关与a断开但未与b接触时，微粒将向下运动
C．在题设条件下，R1的阻值增大时，R2两端的电压增大
D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流方向为d→c
【参考答案】.AD
【名师解析】在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，根据电源输出功率最大的条件，R1+R2=r=4.5Ω，解得R1=3Ω，电源的输出功率为P=
=4.5W，选项A正确；
在开关S与a接触且当电路稳定时，电源输出电流I=E/（R1+R2+r）=1A，电容器两端电压UC=IR1=3V，上极板带正电，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止，微粒所受电场力竖直向上，微粒带负电。
当开关与a断开但未与b接触时，电容器带电荷量不变，微粒所受电场力不变，微粒仍能静止，选项B错误；
在题设条件下，R1的阻值增大时，电流减小，R2两端的电压减小，选项C错误；
在题设条件下，当开关接向b后，电容器通过R4放电，流过R3的电流方向为d→c，选项D正确。
4.（2018高考成都一诊）如图所示的电路中，电源电动势E=4V，内阻r=1Ω,，定值电阻R0=1Ω,，R为滑动变阻器,电容器的电容C=40μF。
闭合开关S,下列说法中正确的是
A.将R的阻值调至2Ω时,电容器的电荷量为8×
10-5C
B.将R的阻值调至2Ω时,滑动变阻器的功率为最大值
C.将R的阻值调至2Ω时,电源的输出功率为最大值
D.在R的滑动触头P由左向右移动的过程中,电容器的电荷量增加
【参考答案】.AB
【命题意图】本题考查含电容器电路、直流电路动态分析、闭合电路欧姆定律、电容公式、电源输出电功率最大的条件及其相关的知识点。
【解题思路】将R的阻值调至2Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流I=
=
A=1A，电容器两端电压U=IR=2V，电容器的电荷量Q=CU=40×
10-6×
2C=8×
10-5C，选项A正确；
把定值电阻R0看作电源内阻的一部分，根据电源输出功率最大的条件，将R的阻值调至2Ω时，外电阻R等于定值电阻和内阻之和，滑动变阻器的功率为最大值，选项B正确；
将R的阻值调至2Ω时，定值电阻和滑动变阻器相对于电池来说，是外电阻，大于电池内阻，电源的输出功率不是最大值，选项C错误；
在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小，电容器两端电压逐渐减小，根据公式Q=CU可知，电容器的电荷量逐渐减小，选项D错误。
5.（2018山东济宁二模）.如图所示，理想二极管、平行板电容器、电源组成闭合电路，带电液滴P置于水平放置的平行板电容器的正中间，且处于静止状态，平行板电容器的B板接地。
若将极板A向上移动少许，下列说法中正确的是
A.电容器的电容增大B.A、B间的电压增大
C.液滴将向上运动D.液滴的电势能不变
【参考答案】.BD
【名师解析】若将极板A向上移动少许，两极板之间的距离增大，根据平行板电容器的电容决定式，电容器的电容减小，选项A错误；
由于电路中串联了理想二极管，二极管具有单向导电性，两极板上带电荷量不变，两极板之间的电场强度不变，若将极板A向上移动少许，两极板之间的距离增大，由U=Ed可知，A、B间的电压增大，选项B正确；
由于两极板之间的电场强度不变，液滴仍处于静止状态，液滴的电势能不变，选项C错误D正确。
6.（2018北京20中三模）图甲是观察电容器放电的电路。
先将开关S与1端相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，在屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。
则下列判断正确的是
A.随着放电过程的进行，该电容器的电容逐渐减小
B.根据I-t曲线可估算出该电容器的电容大小
C.电容器充电过程的I-t曲线电流应该随时间的增加而增大
D.根据I-t曲线可估算出电容器在整个放电过程中释放的电荷量
【参考答案】D
【名师解析】电容器的电容由电容器本身的特性决定，与板间的电荷量无关，因此在放电过程中，该电容器的电容不变．选项A错误；
I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量，可估算出电容器在整个放电过程中释放的电荷量，但由于电容器电压的变化量无法估算，由C=△Q/△U知，不能估算出该电容器的电容大小．选项B错误D正确．电容器充电过程的I-t曲线电流应该随时间的增加而减小，充电完毕，充电电流为零，选项C错误．
预测考点一：
含电容电路
1（2019年1月湖北黄冈市调研）如图所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻，平行板电容器C的上下极板水平。
当开关S1和S2处于闭合状态时，一带电液滴在电容器极板间恰好处于静止状态。
下列选项中能使带电液滴向下运动的是（）
A．.保持开关S1和S2闭合，仅增大R1的阻值
B．保持开关S1和S2闭合，仅减小R2的阻值
C．保持开关S1和S2闭合，仅减小R3的阻值
D．同时断开开关S1和S2，仅使电容器C下极板向上平移一小段距离
【参考答案】AC
【名师解析】当开关S1和S2处于闭合状态时，一带电液滴在电容器极板间恰好处于静止状态，说明带电液滴所受电场力方向竖直向上，大小等于液滴的重力。
保持开关S1和S2闭合，仅增大R1的阻值，电容器两极板之间电压U降低，带电液滴所受电场力F=qU/d减小，带电液滴向下运动，选项A正确；
保持开关S1和S2闭合，仅减小R2的阻值，电容器两极板之间电压U不变，带电液滴所受电场力F不变，不能使带电液滴向下运动，选项B错误；
保持开关S1和S2闭合，仅减小R3的阻值，电容器两极板之间电压U降低，带电液滴所受电场力F=qU/d减小，带电液滴向下运动，选项C正确；
同时断开开关S1和S2，电容器带电荷量不变，仅使电容器C下极板向上平移一小段距离，电容器之间的电场强度不变，带电液滴所受电场力不变，不能使带电液滴向下运动，选项D错误。
2．（2019河南实验中学质检）如图所示电路中，闭合开关S，灯泡L1和L2均正常发光，由于某种原因灯泡L2灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列结论正确的是（）
A．电流表读数变大，电压表读数变小
B．灯泡L1变亮
C．电容器C上电荷量减小
D．电源的的输出功率可能变大
【参考答案】D
【名师解析】由于某种原因灯泡L2灯丝突然烧断，外电路总电阻增大，电源输出电流减小，电流表读数变小，电源路端电压增大，电压表读数增大，灯泡L1中电流减小，灯泡L1变暗，选项AB错误；
电容器C两端电压增大，电容器C上电荷量增大，选项C错误；
电源输出电功率P=UI可能增大，选项D正确。
3.（2018·
江苏省南通市高三调研）如图1所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝1.0Ω，电阻R1＝4.0Ω，R2＝7.5Ω，R3＝5.0Ω，电容器的电容C＝10μF，闭合开关S，电路达到稳定后电容器的电荷量为（ ）
A.4.5×
10－5CB.6.0×
10－5C
C.7.5×
10－5CD.1.2×
10－4C
【名师解析】 闭合开关S，R1和R3串联，电容器的电压等于R3的电压：
U＝
×
12V＝6.0V，电容器上所带的电荷量Q＝CU＝10×
10－6×
6.0C＝6.0×
10－5C，故选项B正确。
4．（2019广州联考）阻值均为R的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E的电源（不计内阻）连接成如图所示的电路。
开关K闭合且电路稳定时，以下说法正确的是（）
A．电容器两板间电压为
B．电容器极板上的电荷量为
C．减小电容器两极板正对面积，极板上的电荷量减小
D．减小电容器两极板间的距离，稳定后两板间电压比原来的更小
.【参考答案】C
【名师解析】开关K闭合且电路稳定时，外电路等效为三个电阻串联，电容器两板间电压为U=
，选项A错误。
由C=Q/U，可得电容器极板上的电荷量为Q=CU=
，选项B错误。
减小电容器两极板正对面积，电容C减小，极板上的电荷量Q=CU减小，选项C正确。
减小电容器两极板间的距离，只是改变了电容器电容，不影响稳定后两板间的电压，选项D错误。
5.（多选）（百校联盟2018年高考名师猜题保温金卷物理试题）如图所示电路中电源电动势为E,内阻为r,开关s闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，下列说法正确的是（）
A.R3的功率变大
B.电压表、电流表示数都变大
C.减小平行板间距则液滴一定向下移动
D.电容器C所带电量减少，液滴向下加速运动
【参考答案】BD
【名师解析】此闭合电路的外电路由R1、R2、R3构成，R2与R3并联后再与R1串联，电容器两端的电压与R3两端电压相等，现将滑片向b端滑动，R2接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，外电路电压减小，总电流变大，则定值电阻R1上的电压增大，电压表示数变大，R3两端电压减小，R3功率变小，电流表示数变大，选项A错误，B正确；
平行板间电压减小，减小平行板间距时，板间电场可能不变，选项C错误；
电容器两端的电压减小，所带电荷量减少，电容器极板间的场强减小，液滴受到的电场力减小，液滴向下加速运动，选项D正确．
6．（2018云南昭通五校联考）（多选）如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（ ）
A．电容器C两端的电压增大
B．电容器C两极板间的电场强度增大
C．电压表的读数减小
D．R1消耗的功率增大
【参考答案】AB
【名师解析】P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1消耗的功率减小，故D错误．内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，故C错误．电容器两端的电压增大，两极板间的电场强度增大，A、B选项正确．
【1年仿真原创】
1.如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2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R1，C1、C2所带的电荷量都增加
B．增大R2，C1、C2所带的电荷量都增加
C．增大R3，C1、C2所带的电荷量都增加
D．减小R4，C1、C2所带的电荷量都增加
【名师解析】R1上没有电流流过，R1是等势体，故减小R1，C1两端电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电荷量都不变，选项A错误；
增大R2，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项B正确；
增大R3，C1两端电压减小，C2两端电压增大，C1所带的电荷量减小，C2所带的电荷量增加，选项C错误；
减小R4，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项D正确．
2．如图所示，I为电流表示数，U为电压表示数，P为定值电阻R2消耗的功率，Q为电容器C所带的电荷量，W为电源通过电荷量q时电源做的功。
当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是（ ）
【名师解析】变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，R2消耗的功率为P＝I2R，P∝I2，故A正确；
电容器C的电压UC＝E－I（R2＋r），电荷量Q＝CUC＝C[E－I（R2＋r）]，则
＝－C（R2＋r），保持不变，则Q－I图象是向下倾斜的直线，故B正确；
电压表示数U＝E－Ir，U－I图象应是向下倾斜的直线，故C错误；
电源通过电荷量q时电源做的功W＝qE，E是电源的电动势，则W－I是过原点的直线，故D错误。
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