考点11 电容器和电路动态分析-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

考点11　电容器和电路动态分析 1．根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器。通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右。地球的电容约为(　　) A．0.17 F　　　　　　 B．1.7 F C．17 F D．170 F [答案]　B [解析]　这个电容器的电容大小为：C＝＝ F≈1.7 F，故B正确。 2．心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。如图，某型号AED模拟治疗仪器内有一电容为15 μF的电容器，某次使用过程中，该电容器在10 s内充电至5 000 V电压，之后在3 ms时间内完成放电，则(　　) A．电容器充电后所带的电荷量为75 C B．电容器充电过程中电容一直增大 C．电容器放电过程中放电电流一直增大 D．电容器放电过程中平均电流为25 A [答案]　D [解析]　电容器充电后所带的电荷量为Q＝CU＝15×10－6×5 000 C＝0.075 C，A错误；电容器的电容由电容器本身的性质决定，与电容器是否带电无关，故电容器充电过程中电容保持不变，B错误；电容器放电过程中，放电电流逐渐减小，C错误；电容器放电过程中的平均电流为＝＝A＝25 A，D正确。 3．(多选)如图所示，C为平行板电容器，C中有一带电液滴刚好静止，M点接地，开始时开关K闭合。下列说法正确的有(　　) A．液滴带负电 B．若将开关K断开，液滴将向上运动 C．若只让C的上极板向上移动，液滴可能打到上极板 D．若滑动触头P向上移动，电容器上极板的电势将升高 [答案]　AB [解析]　由图可知，C上极板带正电荷，下极板带负电荷，C中电场方向向下，带电液滴受电场力方向上，液滴带负电，A项正确。若将开关断开，则C两端的电压升高，C中场强增大，液滴所受电场力增大，液滴向上运动，B项正确。若只让C的上极板向上移动，而C两端的电压不变，则C中的场强减小，液滴所受电场力减小，液滴向下运动，C项错误。若滑动触头P向上移动，则电阻R接入电路的电阻减小，UR减小，UC减小，而M点保持接地，则上极板电势降低，D项错误。 4．(多选)如图所示，I为理想电流表示数，U为理想电压表示数，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，下列图像能正确反映各物理量关系的是(　　) 　 [答案]　AB [解析]　当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的总电阻减小，电路中电流增大，R2消耗的功率为P＝I2R2，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Q－I的图像是向下倾斜的直线，故B正确；电压表示数U＝E－Ir，U－I图像应是向下倾斜的直线，故C错误；电源通过电荷量q时做的功W＝qE，E是电源的电动势，则W－q图线是过原点的直线，故D错误。 5．如图所示，E为内阻不计的电源，MN为同种材料制成的粗细均匀的长电阻丝，C为电容器。当滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动时，关于电流计A的读数情况及通过A的电流方向，下列说法正确的是(　　) A．读数逐渐变小，通过A的电流方向向左 B．读数逐渐变大，通过A的电流方向向右 C．读数稳定，通过A的电流方向向右 D．读数稳定，通过A的电流方向向左 [答案]　C [解析]　设MN的长度为L，触头P滑动的速率为v，在Δt时间内，触头P移动的距离为ΔL，则ΔL＝vΔt，电源内阻不计，电阻丝单位长度上的电压值为，因此在Δt时间内电容器两极板间电压改变为：ΔU＝ΔL＝vΔt。而I＝＝＝＝Cv，电流值恒定，即电流表读数稳定，滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动，电容器放电，放电电流方向由正极板流向负极板，右极板带正电，所以通过A的电流方向向右，故C正确。 6．如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R2为定值电阻，R为滑动变阻器。当R的滑片P在某一位置时，闭合开关S，电压表的读数为U＝1.00 V，电流表A1的读数I1＝0.80 A，电流表A2的读数为I2＝1.20 A，现将R的滑片P继续向b端移动过程中，三个电表可能得到的读数是(　　) A．U＝0.70 V，I1＝0.60 A，I2＝1.30 A B．U＝0.80 V，I1＝0.60 A，I2＝1.40 A C．U＝0.90 V，I1＝0.70 A，I2＝1.40 A D．U＝1.10 V，I1＝0.70 A，I2＝1.50 A [答案]　C [解析]　路端电压减小，内电压增大，总电流增大，即I1′＋I2′>I1＋I2＝(0.8＋1.2) A＝2 A，故A、B错误，C正确；路端电压增加，内电压减小，总电流减小，即I1′＋I2