《电容器的能量和电量》电容器的能量和电量 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《电容器的能量和电量》电容器的能量和电量

1多选题

(多选)如图甲所示，电容器充、放电电路配合电流传感器，可以捕捉瞬间的电流变化，通过计算机画出电流随时间变化的图象如图乙所示．实验中选用直流8V电压，电容器选用电解电容器，先使单刀双掷开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可瞬间完成．然后把单刀双掷开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流传入计算机，图象乙上显示出放电电流随时间变化的I-t曲线．以下说法正确的是（　　）

A
电解电容器用氧化膜做电介质，由于氧化膜很薄，所以电容较小
B
随着放电过程的进行，该电容器两极板间电压逐渐增大
C
由传感器所记录的放电电流图象能够估算出该过程中电容器的放电电荷量
D
通过本实验可以估算出该电容器的电容值

题目答案

CD

答案解析

分析：

放电的过程中，电荷量逐渐减小，抓住电容不变，结合电容的定义式确定电容器两极板间的电压变化．根据I-t图线所围成的面积求解放电的电荷量．根据电荷量和电压的变化量，结合电容的定义式求出电容．

解答：

解：A、电解电容器用氧化膜做电介质，由于氧化膜很薄，所以电容较大．故A错误．

B、在放电的过程中，电荷量减小，根据C=$\frac {Q}{U}$=$\frac {△Q}{△U}$ 知，电容不变，则电压逐渐减小．故B错误．

C、I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量．故C正确．

D、根据C=$\frac {Q}{U}$=$\frac {△Q}{△U}$ 知，通过电荷量的大小以及电压变化量的大小可以求出电容器的电容值．故D正确．

故选：CD．

点评：

解决本题的关键掌握电容的定义式，以及知道I-t图线与时间轴围成的面积表示通过的电荷量是解题的关键．

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2多选题

(多选)如图甲所示的电路是利用传感器来观察电容器的充电和放电，电源电动势为8V．先把单刀双掷开关S拨到1，经过较长一段时间后再拨到2，通过电流传感器将电流信息输入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图线，如图乙所示．则下列说法正确的是（　　）

A
该图线是电这容器放电时的I-t图线
B
图乙中狭长矩形的面积表示这段时间内电阻R上产生的焦耳热
C
该电容器的电容约为4×10_F
D
若将电容器两极板间的距离适当增大，其他条件不变，重复实验后得到的I-t图线与图乙所示完全相同

题目答案

AC

答案解析

分析：

由图象的含义可知，横轴与纵轴的乘积即为电量，即可求解；

通过横轴与纵轴的数据，求出一个格子对应的电量，再结合图象所包含的面积，算出多少个格子，从而即可求解电量；根据电容器的电容定义式C=$\frac {Q}{U}$，结合电量与电势差，即可求解．

解答：

解：A、由图可知，电容器C与电阻R串联，所以电流传感器上的电流值是电容器的放电电流．故A正确；

B、由q=It可知，I-t图象中的面积表示为通过电流传感器的电荷量．故B错误；

C、由数格法可知电容器放电前所带电荷量Q=37×0.2×10_×0.4 C=2.96×10_ C，则C=$\frac {Q}{U}$=370 μF≈4×10_F．故C正确；

D、若将电容器两极板间的距离适当增大，其他条件不变，则电容器的电容减小，重复实验后得到的I-t图线与图乙所示不可能完全相同．故D错误．

故选：AC

点评：

解决本题的关键掌握电容的定义式，以及知道I-t图线与时间轴围成的面积表示通过的电荷量．

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3单选题

如图甲所示为观察电容器放电的电路．先将开关S拨到l端，再拨到2端，得到了如图乙所示的电流随时间变化曲线．下列说法正确的是(　　)

A

开关拨到1端后，电容器的上极板带负电

B

开关拨到1端后，电源对电容器的充电电流恒定

C

开关拨到2端后，有电流从b到a流过电阻R

D

开关拨到2端后，电容器的放电电流随时间均匀减小

题目答案

C

答案解析

分析：

开关拨到1端后，电容器与电源正极相接的一端带正电，开关拨到2端后与电源分离，在新的回路中电容器充当电源放电．

解答：

解：A、开关拨到1端后，电容器上极板与电源正极相连，则上极板带正电，故A错误；B、电源对电容器的充电过程与电容器的放电过程互为逆过程，图乙为电容器的放电过程，由图看出放电电流并不恒定，则充电电流也不恒定，B错误；C、充电后上极板带正电，则开关拨到2端后电容器放电时电容器相当于新的电源上极板相当于电源正极，电流从b到a流过电阻R，C正确；D、图乙为电容器的放电过程，由图看出放电电流减小的越来越慢，并不是均匀减小，D错误．故选：C．

点评：

本题考查了读图能力以及对电容器充电放电过程电流方向的判断，电容器放电时看被看为电源．

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4单选题

如图甲所示的电路，电源电动势E=8V，电阻R与一个电流传感器相连，传感器可以将电路中的电流随时间变化的曲线显示在计算机屏幕上，先将S接2给电容器C充电，再将S接1，结果在计算机屏幕上得到如图乙所示的曲线，将该曲线描绘在坐标纸上(坐标纸上的小方格图中未画出)，电流坐标轴每小格表示0.1mA，时间坐标轴每小格表示0.1s，曲线与AOB所围成的面积约为80个小方格．则下列说法正确的是(　　)

A
充电电流由a极板穿过电容器内部流向b极板
B
放电电流方向如甲图i所示方向
C
电容器充电完毕时，所带电荷约为8×10_C
D
电容器的电容约为0.1F

题目答案

C

答案解析

分析：

根据图象的含义，因Q=It，所以方格的面积表示为电容器的放电量；

根据电容器的电容定义式C=$\frac {Q}{U}$可知电容器的电容量．

解答：

解：A、电流逐渐减小，故为电容器放电过程，而充电电流由电源正极流向a极板，而不是由a极板穿过电容器内部流向b极板，故A错误；

B、由题意可知，放电电流方向如甲图i所示的反方向，故B错误；

C、根据图象的含义，因Q=It，所以方格的面积表示为电容器放电量，也为充电的总电量，Q=0.1×10_×0.1×80C=8×10_C，故C正确；

D、由C的定义式C=$\frac {Q}{U}$=$\frac {8×10}{8}$F=10_F，故D错误；

故选：C．

点评：

本题考查了电容的定义式，难点在于要根据图象求放出的电荷量，注意理解电容器的作用．

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