重难点09 电容器的电容专题-2022-2023学年高一物理下学期题组法突破重难点（人教版2019）

人教版新教材高中物理必修第三册 第十章：静电场中的能量 电容器的电容专题 （题组分类训练） 题组特训 特训内容 题组一 电容器的充放电过程及特点 题组二 对电容器的电容的理解 题组三 平行板电容器的动态分析 题组四 平行板电容器在电场中的应用 基础知识的回顾： 电容器的充放电过程及特点 1.充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电.使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电. 2.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流. 3.从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量. 4.电容器的电荷量：其中一个极板所带电荷量的绝对值. 题组特训一：电容器的充放电过程及特点 1．某学习小组在“用传感器观察电容器放电过程”的实验中得到的It图像如图所示，则电容器释放的电荷量约为（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，为研究电容器的充放电实验电路图，实验前，开关是断开的，电容器不带电。下列的操作过程中，正确的说法是（　　） A．开关接1，电容器上极板带负电 B．开关接1稳定后，再断开，电容器两极板间有电场存在 C．开关接1稳定后，再将掷向2，通过电流传感器的电流方向向上 D．开关接1稳定后，再将掷向2，通过电阻中电流方向向右 3．用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是（  ） A． B． C． D． 4．观察电容器的充、放电现象的实验电路如图甲所示，将开关S与a端相连，电容器充电：然后把开关S掷向b端，电容器放电。计算机与电流传感器相连接，记录这一过程电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．t1~t2时间内，电容器上极板带正电 B．t3~t4时间内，电阻R中的电流方向从左向右 C．t1~t2时间内，电容器带电量与两板间电压比值保持不变 D．t3~t4时间内，电容器带电量与两板间电压比值逐渐减小 5．（多选）如图甲所示的电路，电源电压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），i轴每小格表示0.1mA，t轴每小格表示0.1s，图线与坐标轴所围成的面积约为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．放电时电流沿逆时针方向 C．电容器充电完毕时，所带电荷量约为C D．电容器的电容约为0.1F 6．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 （1）开关改接2后，电容器进行的是______（选填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向______（选填“自上而下”或“自下而上”）。实验得到的图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______（选填“减小”“不变”或“增大”）。 （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______μF。 7．随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室开始普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。 （1）先使开关与1端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器下极板带__________电； （2）然后把开关掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流随时间变化的图线如图乙所示，图线与i轴及轴所围成的面积表示__________（填“充满电后电容器的电荷量”或“充满电后电容器储存的电能”）； （3）若电源电动势为，电容器的电容为，则电容器充满电后的电荷量为__________。 基础知识的回顾： 对电容器的电容的理解 一、电容器的电容： 1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比. 2.定义式：C＝. 3.单位：电容的国际单位是法拉，符号为F，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF. 4.物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板之间的电势差为1 V时，电容器所带的电荷量. 二、平行板电容器的电容： 1.结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成. 2.电容的决定因素：电