电容器动态分析 专题讲义 -2026届高考二轮复习

电容器动态分析 专题讲义 一、核心知识框架 1. 两个核心公式 · 决定式：（电容由、、决定） · 定义式：（电量、电压、电容关系） · 场强：（匀强电场场强计算） 2. 两类基础模型 类型 条件 不变量 关键结论 电压不变 始终与电源相连 电荷量不变 充电后断开电源 二、基础题型：电压不变型（始终接电源） 例1．如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则说法不正确的是（　　） A．平行板电容器的电容值将变小 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能将减少 D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 【答案】B 【详解】 始终接电源→不变 ，A正确 不变→静电计张角不变，B错误 ，点电势升高，负电荷电势能减小，C正确 断开电源→不变→不变→电场力不变，D正确 【点睛】电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器的变化判断电容的变化以及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化．本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变． 例2.如图所示，平行板电容器与电源连接，其中B板接地。开关S闭合后，在两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．保持S闭合，将两板平行错开一些，电容器的电容增加 B．保持S闭合，将A板向上平移一小段距离，C点电势降低 C．若将S断开，再将两板平行错开一些，电容器带电量减少 D．若将S断开，再将A板向上平移一小段距离，油滴会向下运动 【答案】B 【详解】 开关闭合→不变 错开极板→，A错误 A板上移→，B正确 断开开关→不变，C错误 断开开关→不变→油滴静止，D错误 三、基础题型：电荷量不变型（断电） 例3．平行板电容器利用电场储能实现电荷调控，其电容由极板面积等几何参数共同决定。如图的电路中，是两金属板构成的平行板电容器，B板接地。先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点与A板的距离不变。则下列说法错误的是（　　） A．电容器的电容变小 B．电容器内部电场强度大小变大 C．两板之间电压变大 D．点电势升高 【答案】B 【详解】 断开开关→不变 ，A正确 不变，B错误 ，C正确 不变，，D正确 例4．某同学利用平行板电容器和静电计设计的压力测试装置如图所示，电容器上极板通过绝缘轻质弹簧悬挂起来，用导线与静电计连接，电容器下极板和静电计的外壳均接地。使用时，先用电源给平行板电容器充电，之后断开电源。当作用在上极板竖直向下的外力F逐渐变小时（两极板不接触，静电计所带的电荷量可忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器两极板间的电压变大 B．平行板电容器两极板间的电压变小 C．静电计指针偏转的角度不变 D．静电计指针偏转的角度变小 【答案】A 【详解】 充电后断开→不变 减小→ →电压变大、静电计张角变大 四、特殊模型1：含理想二极管（只充电不放电） 例5．我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆，这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为1纳米时也能有效阻止电流泄漏，为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接，电容器A板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．该带电油滴带负电 B．B板下移，油滴将继续保持静止状态 C．减小极板间的正对面积，P点的电势升高 D．两板间插入人造蓝宝石的过程中，电路中有电流 【答案】ABD 【详解】 二极管→只能充电，不能放电→只增不减 电场向下，油滴平衡→油滴带负电，A正确 B板下移→，不变→不变→油滴静止，B正确 减小点电势降低，C错误 插入介质→→充电→有电流，D正确 五、特殊模型2：电容器并联 例6．如图，两平行板电容器正对面积分别为S、2S，两板间距离分别为，开始时开关断开，两板间电压分别为，两电容器带电量均为Q。下列说法正确的是（　　） A． B．闭合开关后，电阻R上有a→b电流 C．闭合开关并稳定后，两板间电压U介于之间 D．闭合开关并稳定后，两电容器带电量之比为4：1 【答案】C 【详解】 并联稳定后→ ，相等→，A错误 闭合后放电、充电→电流，B错误 稳定后电压介于两者之间，C正确 ，D错误 六、特殊模型3：复杂直流电路（含电阻、变阻器） 例7．如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将开关S闭合，有一带电粒子静止在电容器中的P点，下列说法正确的是（　　） A．仅将A板上移，P点电势升高 B．仅将A板上移，粒子仍保持静止不动 C．仅增大光敏电阻的光照强度，灯泡L将变暗 D．仅增大光敏电阻的光照强度的过程中，电阻R中有向下的电流 【答案】D 【详解】 · A板上移→，粒子向下运动，A、B错误 · 光照增强→→电容器充电→中电流向下，D正确 · 灯泡变亮，C错误 例8．如图，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，C为电容器，已知R1＞r，电表均为理想电表。现闭合开关S，将滑片向上滑动过程中下列说法中正确的是（　　） A．电阻R2中有向上的电流 B．两电表示数变化量绝对值之比 C．电源的输出功率一定变小 D．保持滑片位置不动，将电容器C上极板上移，P点电势升高 【答案】C 【详解】 滑片上移→→电容器充电→电流向下，A错误 ，B错误 ，外阻增大→输出功率变小，C正确 断电后不变→不变，D错误 七、实际应用模型（传感器、键盘、测试仪） 例9．应用于机器人柔性电子皮肤的矩阵式电容传感器如图所示，底部为共用下极板，上下极板间由弹性微柱支撑。传感器工作时，电容器两端电压U恒定。当传感器受垂直压力时，微柱被压缩，则（　　） A．电容器所带电荷量不变 B．电容器所带电荷量减小 C．极板间电场强度不变 D．极板间电场强度增大 【答案】D 【详解】 · 不变→受压 · 例10．传感器广泛应用在我们的生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。如图乙，在按键的过程中，下列说法正确的是（　　） A．计算机键盘使用的是光传感器 B．电容器的电容和电荷量Q均减小 C．图甲中电流从N流向M D．电容器极板间的电场强度变小 【答案】C 【详解】 · 按键→→充电 · 电流， 例11．家用健身挥拳力量测试仪的核心部件为平行板电容器，如图所示，固定极板与可动极板的正对面积保持不变，极板间介质为空气。挥拳冲击可动极板时，极板间距会随之减小。测试前先将电容器与恒压电源相连完成充电，随后断开电源。下列说法正确的是（　　） A．挥拳力量越小，电容越大 B．挥拳力量越大，极板间电压越大 C．断开电源后，挥拳冲击过程中，极板带电量不变 D．调节仪器参数，减小极板正对面积，相同挥拳力量下，电压变化幅度变小 【答案】C 【详解】 · 断开电源→不变，C正确 · 力量越大→，A、B错误 · 变大，D错误 八、总结 步骤 1. 定不变量 接电源→不变；断电→不变 1. 判变化量 看、、如何改变 1. 推物理量 1. 特殊处理 二极管：只充电不放电；并联：电压相等；电路：先算分压再看电容器 易错点 1. 断电时与无关，只由决定 1. 接地极板电势为0，某点电势到接地极板距离 1. 负电荷在高电势处电势能更小 1. 二极管电路：只能增加，不能减少 1. 电容器并联：电压一定相等，总电量守恒 学科网（北京）股份有限公司 $