2.1 电容器与电容（讲义）物理粤教版必修第三册

本讲义聚焦电容器与电容核心知识点，从基本构造、充放电过程及电场能本质切入，通过定义式C=Q/U理解电容属性，结合平行板电容器决定式分析结构变化对C、U、Q、E的影响，进而掌握两类动态情景（U不变/Q不变）及串并联规律，构建完整知识支架。 该资料以随学随练与题型专项强化科学思维，通过充放电实验、静电计应用等培养科学探究能力，结合超级电容器、传感器等实际案例渗透物理观念。课中助力教师突破动态分析难点，课后分层练习帮助学生巩固知识、提升素养。

第二章 静电场的应用 第1节 电容器与电容 课标要点 1. 认识电容器基本构造，理解电容器充电、放电过程，掌握储存电场能的物理本质。 2. 理解电容的定义、定义式与物理意义，知晓电容单位，区分电容与电荷量、电势差的无关性。 3. 掌握平行板电容器电容决定式，会分析改变极板间距、正对面积、电介质时电容、电压、电荷量的变化规律。 学习重难点 重点：电容定义式、平行板电容器决定式的理解与基础计算。 难点：分两类情景（电荷量不变/电压不变）动态分析平行板电容器各物理量变化 知识点 电容基础概念与基础参数（重点） 1.电容定义：表征电容器储电能力，公式C=Q/U，为电容器自身属性，与Q、U无关；可利用公式计算极板电量、电势差。 2.Q-U图像：直线斜率等于电容，面积对应电场储能。 3.耐压参数：额定电压为长期工作上限，击穿电压为电介质击穿临界值，工作电压需低于额定电压。 4.充放电：充电储存电场能，放电释放电场能，可通过实验观测充放电现象。 随学随练 1．（23-24高一下·贵州遵义·阶段检测）超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置。与传统电容器相比，它具有充电时间短、储存电能多、放电功率大、使用寿命长等特点。如图为一款超级电容器，其标有“2.7V  3000F”。关于它的说法中正确的是（    ） A．电容器可以储存电荷，且电荷量越多电容越大 B．加在这个电容器两端的电压低于2.7V时它就不能工作 C．这个电容器充电时，两极板间的电场强度增大 D．若这个电容器两端的电压变化1V，则它所带的电荷量变化3C 2．（24-25高二下·河南周口·期末）电容器充放电的电路图如图1所示，已知电容为C的电容器的最大带电量为q，两平行板的间距为d，电容器储存电能的表达式为。画出电容器的电压与带电量之间的关系图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A．两极板间的电场强度最大为 B．图2的斜率为C C．对图2，图线与横轴所围成的面积等于电容器所储存电能的一半 D．电容器所储存的最大电能为 3．（24-25高二上·云南昭通·期末）某校高二677班物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。 (1)开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为______（填“从左到右”或“从右到左”）。 (2)图乙为电容器放电时的图像，已知电容器放电之前的电压为1.5V，乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格，该电容器的实测电容值为______F（结果保留2位有效数字）。 (3)若不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时曲线与坐标轴所围成的面积将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 知识点 平行板电容器结构规律与内部电场电势（重点） 1.决定式C= ，正对面积、电介质介电常数增大或极板间距减小，电容增大。 2.极板间为匀强电场，场强E=U/d；选定零电势点后，可由场强、距离计算极板内某点电势。 随学随练 1．（2026·浙江杭州·二模）如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中电容与动片转出的角度成正比 B．图乙中导电液体液面上升时，电容减小 C．图丙中压力增大时，电容增大 D．图丁中电介质右移时，电容增大 2．（24-25高二上·广东深圳·期末）莱顿瓶是一种储存静电的装置，结构如图所示。玻璃瓶外面贴有一层金属箔，瓶内装食盐水，瓶口插一金属探针做电极，探针与内部的食盐水相连。下列操作可以提高这只莱顿瓶储存电荷本领的是（　　） A．从玻璃瓶中取出一些食盐水 B．往玻璃瓶中加入一些食盐水 C．把金属探针向上拔出一些 D．降低金属箔的高度 3．（多选）（22-23高二上·安徽芜湖·阶段检测）如图所示，平行板电容器的金属板始终与电源两极相连，电源电压为8.0V，两板的间距为2cm，而且极板B接地。极板间有C、D两点，C距A板0.5cm，D距B板0.5cm，则（　　） A．C点电势低于D点电势 B．两板间的场强为400V/m C．D点的电势 D．C点的电势 知识点 电容器两类动态分析（难点） 1.U不变（接电源）：电势差恒定，由结构变化推C，再推导Q、E与极板电势变化。 2.Q不变（断电源）：带电量恒定，由结构变化推C，再推导U、E与极板电势变化。 3.静电计测极板电势差，结合两种情景分析指针偏角变化。 随学随练 1．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），极板间的点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把下极板缓慢向上平移少许后，下列说法正确的是（　　） A．电容器所带的电荷量减小 B．点电荷受到的电场力不变 C．点的电势降低 D．点电荷的电势能减小 2．（24-25高二上·湖北·阶段检测）如图所示，、闭合时，一质量为m、电荷量为q的带电液滴，静止在平行板电容器的M、N两金属板间。现保持闭合，将断开，然后将N板向下平移到图中虚线位置，下列说法正确的是（    ） A．电容器电容增大 B．两板间场强不变 C．液滴将向下运动 D．液滴电势能增加 3．（23-24高一下·山东临沂·期末）如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带正电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，则下列说法正确的是（　　） A．保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大 B．保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动 C．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，点电势将升高 D．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动 知识点 电容器串并联规律（难点） 1.串联：各电容带电量相等，总电压分压，总电容倒数分电容倒数相加。 2.并联：各电容电压相等，总电量叠加，总电容为各电容之和，可结合定义式完成计算。 随学随练 1．（24-25高一下·湖南长沙·期末）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 2．（多选）（24-25高二上·重庆·阶段检测）如图所示，两个平行板电容器和水平放置，板用导线与板相连，板和板都接地，A、板带正电。电容器电压为；电容器电压为，两电容器总电荷量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．Q不变 B．Q变小 C．减小 D．增大 3．（多选）（2024·云南·模拟预测）如图所示，两个平行板电容器AB和A'B'水平放置，A板用导线与B'板相连，B板和A'板都接地，A、B'板带正电。电容器AB电压为，带电量为；电容器A'B'电压为，带电量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．减小 B．减小 C．减小 D．增大 题型 电容器与静电计组合动态分析 1.对应知识点：平行板电容器动态分析（Q不变）、决定式、静电计测电势差 2.核心知识公式：C= 、U=Q/C 3.解题方法 ① 充电后断开电源，Q保持不变；静电计示数等于极板电势差U； ② 改变S、d、插入电介质，先判断C变化； ③ 由U=Q/C判断静电计指针偏角大小； ④ 推导极板间场强、某点电势同步变化。 4.难点思维：容易误以为改变极板间距会改变场强，忽略Q不变时场强与d无关。 活学活用 1．（24-25高一下·江苏无锡·期末）如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（　　） A．静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变大 C．将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能不变 D．在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 2．（25-26高二上·浙江·阶段检测）电容式传感器，通过改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量的传感器。图甲是探究平行板电容器电容的影响因素实验图，图乙是位移传感器，图丙是压力传感器，图丁是测液高传感器。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，保持B板不动，将A板向右移动，静电计指针张角增大 B．图乙中，电容器电容增大的原因是被测物体向右发生运动 C．图丙中，可动电极受压力越大，电容器电容越大 D．图丁中，把金属芯线从液体中向上提起，电容会增大 题型 电容器内部定点电势综合计算（动态变化） 1.对应知识点：平行板电场强度、极板间电势、电容器动态分析 2.核心知识公式：E=U/d、φ=Ex、C= 3.解题方法 ① 先区分U不变（接电源）、Q不变（断电）两种场景； ② 分析极板结构变化带来的C、U、E变化； ③ 选定接地极板为零电势，利用匀强电场电势均匀变化，计算极板内某固定点电势； ④ 分析电容改变时该点电势升降规律。 4.难点思维：不会结合动态变化同步推导场强，混淆两种电路下电势变化趋势。 活学活用 1．（23-24高二上·北京朝阳·期中）在下列四种情况中，a、b两点电场强度和电势都相同的是（　　） A．距离正点电荷等距离的a、b两点 B．带等量异种电荷的无限大平行金属板之间的a、b两点 C．静电平衡状态下的导体中的a、b两点（两点都在导体内部） D．等量异号电荷周围的电场，关于两电荷连线的中点对称的a、b两点 2．（25-26高二上·广东深圳·期中）相机对焦系统中常用可调平行板电容器检测位移，其结构可简化为两块正对的金属极板水平放置，上极板接地且位置固定，下极板通过导线与电源正极相连，充电后立即断开开关。两板间某点记作P。现将下极板缓慢下移（忽略边缘效应），下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容增大 B．P点的电势升高 C．若将一个带负电的尘埃固定在P点，间距增大后其电势能会增大 D．若将正电荷从下极板移至上极板，间距增大后电场力做的功变多 基础通关 1．某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图（a）所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图（b）所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则（　　） A．电容器的电容减小 B．电容器所带的电荷量增大 C．电容器两极板之间的电势差增大 D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N 2．图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则 （　　） A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度增大 D．电容器储存能量增大 3．一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A．充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加 B．充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点 C．放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D．放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点 4．超级电容器可集成到太阳能发电系统中，通过超级电容器储存和释放能量，优化功率输出，提升电网稳定性。关于超级电容器储存能量过程中所带电荷量Q和两极板间电压U的变化，下列说法正确的是（　　） A．Q增大，U增大 B．Q减小，U减小 C．Q减小，U增大 D．Q增大，U减小 5．电容式位移传感器的示意图如图所示，平行板电容器的两极板和输出电压恒定的电源相连，当电介质板向右移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器的电容变小 B．平行板电容器的带电量增大 C．通过电流计的电流方向为b到a D．平行板间的电场强度变小 6．（多选）如图为探究平行板电容器电容的影响因素的实验装置（　　） A．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差增大 B．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差减小 C．只增加极板电量，静电计指针张角变大，但电容不变 D．只增加极板电量，静电计指针张角变大，表明电容增大 7．（多选）如图所示，M、N是水平放置的平行板电容器的两极板，下极板N接地，两极板与电源相连，电源两端电压恒定。开关S闭合，一油滴静止于P点。下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电 B．若断开开关S，仅将N板向上平移一小段距离，则油滴向上运动 C．若断开开关S，仅将N板向下平移一小段距离，则油滴向下运动 D．保持开关S闭合，仅将M板向下平移一小段距离，电容器的带电量增加 8．（多选）如图所示，是平行板电容器的两个极板，为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A．保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向端滑动，则增大 B．保持S闭合，将板向板靠近，则增大 C．断开S，将板向板靠近，则增大 D．断开，将板向下移动少许，则增大 9．某实验小组利用电流传感器观察电容器充放电的电流变化。电路图如图（a）所示，其中电源电动势、内阻，定值电阻，定值电阻，电流传感器内阻忽略不计。 (1)初始时电容器所带电荷量为0，当单刀双掷开关既不接1，也不接2时，电容器上极板的电势为______V。 (2)将单刀双掷开关先接1充电，当电容器充满电后，再将单刀双掷开关接到2放电，放电过程中经过的电流方向为______（填“”或“”）；电脑通过电流传感器记录整个过程中的电流变化情况如图（b）所示，图像中的大小为______mA；已知图像中电流随时间变化的关系图线与坐标轴围成的面积均为，则该实验使用的电容器电容大小为______F。 (3)若将定值电阻换成一个阻值更大的电阻，则电容充满电所用时间______（填“大于”“小于”或“等于”）。 10．电容器的形状变化会导致其电容变化，这一性质可用于设计键盘，简化原理图如图所示。键盘按键下的装置可视为平行板电容器，电容器的极板面积为、间距为，电容（为常量）。按下键盘按键时，极板间的距离变为按压前的倍；撤去按压，按键在弹力作用下复位。电容器充电后： (1)若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前的多少倍？ (2)若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变为按压前的多少倍？ 素养提升 1．（2025·江苏·一模）如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点。闭合开关S，稳定后（　　） A．a点的电势比b点的高 B．a点的电场强度比O点的大 C．向右移动滑片P，a点的电势降低 D．断开开关S，a点的电场强度减小 2．（2026·广东·高考真题）图（a）为某梳齿状可变电容器截面图，上端为固定极板，下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图（b）所示电路，探究其电荷量、极板电压和电容的变化。过程为：①当动极板运动到最高处，开关接端，电源向电容器充电；②充电结束后接 端空置，动极板向下运动；③当动极板运动到最低处，接端，电容器通过放电。关于该过程，下列图像可能正确的是（     ） A．B．C． D． 3．（2025·山西临汾·三模）一种计算机键盘采用电容式传感器，每个键下面由相互平行的活动极板和固定极板组成，如图甲所示，其内部电路如图乙所示。按键前两极板间距为d，按下某键，只有该键的电容改变量不小于原电容的40%时，键盘才有感应，下列说法正确的是（　　） A．按键的过程中，电容器的电荷量不变 B．按键的过程中，图乙电流计中电流从a流向b C．要使传感器有感应，至少要将按键按下 D．要使传感器有感应，至少要将按键按下 4．（多选）（24-25高二上·广东湛江·期末）如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A．若S闭合，该油滴将向下运动 B．若S闭合，P点的电势减小 C．若S断开，该油滴将向上运动 D．若S断开，P点的电势不变 5．（2024·广东广州·二模）用图（a）的电路研究电容器的充放电，电源电动势为12V（内阻忽略不计）；R1、R2、R3为定值电阻，其中R2=160Ω；电流传感器（内阻忽略不计）将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I-t图像。 (1)①闭合开关K2，开关K1与1接通，待充电完成后，再与2接通，电容器放电的I-t图像如图（b）中的图线I，图线I与时间轴围成的“面积”为S1，其物理意义是_______________________________； ②断开开关K2，开关K1与1接通，待充电完成后，再与2接通，电容器放电的I-t图像如图（b）中的图线II，图线II与时间轴围成的“面积”为S2，理论上应该有S1__________S2（选填“>”“<”或“=”）； (2)测得S1为2.64mA•s，由此可知电容器的电容C=________μF，定值电阻R3=________Ω；开关K2闭合时，电容器放电过程中通过R3的电量为____________C。 迁移创新 1．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）飞行时间质谱仪可用于创新药物研发等领域，其简化工作原理如图。开关S闭合，在真空室内，电容器极板AB间加速电压为U，两极板中央开有小孔，C为接收端，BC间为无场漂移区域。有一质量为m、电荷量为q（）的带电大分子（不计重力），自漂入（忽略初速度）A极板小孔起，经加速区域和漂移区域到达C端结束，时间探测器显示整个过程时间为t，则（     ） A．保持S闭合，仅变大，t变长 B．保持S闭合，仅U增大，t变长 C．保持S闭合，AC位置不变，仅B极板向右移动，t变长 D．将S断开，AC位置不变，仅B极板向右移动，t变长 2．（24-25高二上·浙江衢州·期末）如图所示，平行板电容器通过导线与二极管、直流电源相连，P是极板间一固定点。下列说法正确的是（　　） A．M板上移少许，两板间电势差不变，P点电势不变 B．N板上移少许，两板间电场强度增大，P点电势降低 C．M板左移少许，两板间电势差增大，P点电势不变 D．两板间插入介电常数更大的电介质，两板间电场强度增大 3．（25-26高三上·陕西西安·阶段检测）如图所示，通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定，下列说法正确的（    ） A．若将电容器两极板正对面积减小，电容器所带电荷量增大 B．减少电容器两极板间距离，电容器充电的过程中，电容器两板间电场强度不变 C．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值为U D．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值约为14.14U 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 静电场的应用 第1节 电容器与电容 课标要点 1. 认识电容器基本构造，理解电容器充电、放电过程，掌握储存电场能的物理本质。 2. 理解电容的定义、定义式与物理意义，知晓电容单位，区分电容与电荷量、电势差的无关性。 3. 掌握平行板电容器电容决定式，会分析改变极板间距、正对面积、电介质时电容、电压、电荷量的变化规律。 学习重难点 重点：电容定义式、平行板电容器决定式的理解与基础计算。 难点：分两类情景（电荷量不变/电压不变）动态分析平行板电容器各物理量变化 知识点 电容基础概念与基础参数（重点） 1.电容定义：表征电容器储电能力，公式C=Q/U，为电容器自身属性，与Q、U无关；可利用公式计算极板电量、电势差。 2.Q-U图像：直线斜率等于电容，面积对应电场储能。 3.耐压参数：额定电压为长期工作上限，击穿电压为电介质击穿临界值，工作电压需低于额定电压。 4.充放电：充电储存电场能，放电释放电场能，可通过实验观测充放电现象。 随学随练 1．（23-24高一下·贵州遵义·阶段检测）超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置。与传统电容器相比，它具有充电时间短、储存电能多、放电功率大、使用寿命长等特点。如图为一款超级电容器，其标有“2.7V  3000F”。关于它的说法中正确的是（    ） A．电容器可以储存电荷，且电荷量越多电容越大 B．加在这个电容器两端的电压低于2.7V时它就不能工作 C．这个电容器充电时，两极板间的电场强度增大 D．若这个电容器两端的电压变化1V，则它所带的电荷量变化3C 【答案】C 【详解】A．电容器可以储存电荷，电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压和电量无关。故A错误； B．电容器的额定电压为2.7V，说明工作电压不超过2.7V，可以小于2.7V，加在这个电容器两端的电压低于2.7V时它能工作。故B错误； C．这个电容器充电时，板间的电压增大，距离不变，根据 可知，两极板间的电场强度增大。故C正确； D．若这个电容器两端的电压变化1V，根据 解得 则它所带的电荷量变化3000C。故D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·河南周口·期末）电容器充放电的电路图如图1所示，已知电容为C的电容器的最大带电量为q，两平行板的间距为d，电容器储存电能的表达式为。画出电容器的电压与带电量之间的关系图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A．两极板间的电场强度最大为 B．图2的斜率为C C．对图2，图线与横轴所围成的面积等于电容器所储存电能的一半 D．电容器所储存的最大电能为 【答案】D 【详解】A．由电容的定义式 可得 两极板间最大的电场强度为 故A错误； B．由上可知图2的斜率 故B错误； D．电容器所储存的最大电能为 故D正确； C．对图2，图线与横轴所围成的面积为 即等于储存的电能 故C错误。 故选D。 3．（24-25高二上·云南昭通·期末）某校高二677班物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。 (1)开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为______（填“从左到右”或“从右到左”）。 (2)图乙为电容器放电时的图像，已知电容器放电之前的电压为1.5V，乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格，该电容器的实测电容值为______F（结果保留2位有效数字）。 (3)若不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时曲线与坐标轴所围成的面积将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)从右到左 (2) (3)不变 【详解】（1）开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为从右到左。 （2）乙图中图像与横轴围成的面积约41格，分析I-t图像可知，每个方格代表的电荷量为 电容器放出的电荷量为 则电容器的电容为F=F （3）不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，导致曲线的最大电流值将减小，放电时间将变长，而放电时曲线与坐标轴所围面积不变。 知识点 平行板电容器结构规律与内部电场电势（重点） 1.决定式C= ，正对面积、电介质介电常数增大或极板间距减小，电容增大。 2.极板间为匀强电场，场强E=U/d；选定零电势点后，可由场强、距离计算极板内某点电势。 随学随练 1．（2026·浙江杭州·二模）如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中电容与动片转出的角度成正比 B．图乙中导电液体液面上升时，电容减小 C．图丙中压力增大时，电容增大 D．图丁中电介质右移时，电容增大 【答案】C 【详解】A．根据电容的决定式 电容器的正对面积为（R为动片半径） 联立可得 即电容C 与动片转出的角度θ不成正比，故A错误； B．导电液体液面上升时，正对面积增大，根据电容的决定式 可知电容C 增大，故B错误； C．随着压力的增大，板间距d逐渐减小，根据电容的决定式 可知电容C 增大，故C正确； D．电介质右移时，介电常数减小，根据电容的决定式 可知电容C 减小，故D错误。 故选C 2．（24-25高二上·广东深圳·期末）莱顿瓶是一种储存静电的装置，结构如图所示。玻璃瓶外面贴有一层金属箔，瓶内装食盐水，瓶口插一金属探针做电极，探针与内部的食盐水相连。下列操作可以提高这只莱顿瓶储存电荷本领的是（　　） A．从玻璃瓶中取出一些食盐水 B．往玻璃瓶中加入一些食盐水 C．把金属探针向上拔出一些 D．降低金属箔的高度 【答案】B 【详解】AB．往玻璃瓶中再加入一些食盐水，相对于增大了正对面积，根据电容决定式 可知，电容器的电容增大，提高这只莱顿瓶储存电荷的本领；往玻璃瓶中取出一些食盐水，相对于减小了正对面积，根据电容决定式 可知，电容器的电容减小，减小了这只莱顿瓶储存电荷的本领，故A错误，B正确； C．把金属探针向上拔出一些，不影响电容器的正对面积、板间距和电介质，根据电容的决定式 可知电容器的电容不变，这只莱顿瓶储存电荷的本领不变，故C错误； D．减小金属箔的高度，当金属箔的上沿低于盐水水面的高度时，相当于减小了极板之间的正对面积，电容减小，莱顿瓶储存电荷的本领减弱，故D错误。 故选 B。 3．（多选）（22-23高二上·安徽芜湖·阶段检测）如图所示，平行板电容器的金属板始终与电源两极相连，电源电压为8.0V，两板的间距为2cm，而且极板B接地。极板间有C、D两点，C距A板0.5cm，D距B板0.5cm，则（　　） A．C点电势低于D点电势 B．两板间的场强为400V/m C．D点的电势 D．C点的电势 【答案】BC 【详解】A．由题，板间场强方向向下，则C点的电势高于D点的电势，故A错误； B．电容器的板间电压U=8V，则两板间匀强电场的场强 故B正确； C．D、B间的电势差为 UDB=EdDB=400×5×10-3V=2V 而极板B接地，电势为零，则D点的电势 φD=2V 故C正确； D．C、B间的电势差为 UCB=EdCB=400×1.5×10-2V=6V 而极板B接地，电势为零，则C点的电势 φC=6V 故D错误。 故选BC。 知识点 电容器两类动态分析（难点） 1.U不变（接电源）：电势差恒定，由结构变化推C，再推导Q、E与极板电势变化。 2.Q不变（断电源）：带电量恒定，由结构变化推C，再推导U、E与极板电势变化。 3.静电计测极板电势差，结合两种情景分析指针偏角变化。 随学随练 1．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），极板间的点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把下极板缓慢向上平移少许后，下列说法正确的是（　　） A．电容器所带的电荷量减小 B．点电荷受到的电场力不变 C．点的电势降低 D．点电荷的电势能减小 【答案】C 【详解】A．根据平行板电容器的决定式可知把下极板缓慢向上平移少许后，电容器的电容变大，再结合可知电容器所带的电荷量变大，故A错误； B．根据可知极板间的电场强度变大，根据可知点电荷受到的电场力变大，故B错误； C．因为点所在位置到上极板的距离不变，且下极板的电势为零，且两极板间的电场强度增大，根据可知点所在位置的电势降低，故C正确； D．点电荷的电势能，由于点电荷带负电，因此点电荷的电势能增大，故D错误。 故选C。 2．（24-25高二上·湖北·阶段检测）如图所示，、闭合时，一质量为m、电荷量为q的带电液滴，静止在平行板电容器的M、N两金属板间。现保持闭合，将断开，然后将N板向下平移到图中虚线位置，下列说法正确的是（    ） A．电容器电容增大 B．两板间场强不变 C．液滴将向下运动 D．液滴电势能增加 【答案】B 【详解】A．根据 N板向下平移，极板间距增大，电容器电容减小，故A错误； B．保持闭合，将断开，电容器极板所带电荷量一定，根据 ， 解得 极板间距增大，则两板间场强不变，故B正确； C．结合上述，两板间场强不变，液滴所受电场力不变，液滴仍然处于静止状态，故C错误； D．电容器下极板接地，下极板电势为0，结合上述可知，电场强度不变，令液滴所在位置到下极板间距为，则有 N板向下平移，增大，电场强度方向向下，电场力方向向上，液滴带负电，根据 可知，液滴电势能减小，故D错误。 故选B。 3．（23-24高一下·山东临沂·期末）如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带正电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，则下列说法正确的是（　　） A．保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大 B．保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动 C．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，点电势将升高 D．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动 【答案】C 【详解】A．将上极板稍微下移一点距离，则d减小，根据 可知C增大，根据 电荷量Q不变，则U减小，静电计张角变小，故A错误； B．一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，根据受力分析可知油滴带负电，保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，则d增大，根据 可得 可知电场强度不变，则油滴不运动，故B错误； C．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，则S减小，根据 可知电场强度变大，油滴距离下极板的距离不变，根据 可知电势升高，故C正确； D．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，则S减小，根据 可知电场强度增大，则电场力增大，带电油滴向上运动，故D错误； 故选C。 知识点 电容器串并联规律（难点） 1.串联：各电容带电量相等，总电压分压，总电容倒数分电容倒数相加。 2.并联：各电容电压相等，总电量叠加，总电容为各电容之和，可结合定义式完成计算。 随学随练 1．（24-25高一下·湖南长沙·期末）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】A．由电容的决定式 可得 由电容的定义式 以及 解得 ，故A错误； B．闭合开关后，放电，充电，则流过R的电流为b→a，故B错误； C．放电，减小。 充电，增大。所以闭合开关并稳定后，两板间电压U 介于、之间，故C正确。 D．闭合开关并稳定后，两电容器电压相同，由Q=CU解得 ，故D错误； 故选C。 2．（多选）（24-25高二上·重庆·阶段检测）如图所示，两个平行板电容器和水平放置，板用导线与板相连，板和板都接地，A、板带正电。电容器电压为；电容器电压为，两电容器总电荷量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．Q不变 B．Q变小 C．减小 D．增大 【答案】AD 【详解】将右边电容器间的绝缘介质抽出，由电容的决定式 可知变小，不变，其中，， 其中 故不变，综合以上分析可知增加，减小，、均增大。 故选AD。 3．（多选）（2024·云南·模拟预测）如图所示，两个平行板电容器AB和A'B'水平放置，A板用导线与B'板相连，B板和A'板都接地，A、B'板带正电。电容器AB电压为，带电量为；电容器A'B'电压为，带电量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（　　） A．减小 B．减小 C．减小 D．增大 【答案】BD 【详解】将绝缘介质抽出，由电容的决定式 可知变小，不变，其中 不变，综合以上分析可知：增加，减小，、均增大。 故选BD。 题型 电容器与静电计组合动态分析 1.对应知识点：平行板电容器动态分析（Q不变）、决定式、静电计测电势差 2.核心知识公式：C= 、U=Q/C 3.解题方法 ① 充电后断开电源，Q保持不变；静电计示数等于极板电势差U； ② 改变S、d、插入电介质，先判断C变化； ③ 由U=Q/C判断静电计指针偏角大小； ④ 推导极板间场强、某点电势同步变化。 4.难点思维：容易误以为改变极板间距会改变场强，忽略Q不变时场强与d无关。 活学活用 1．（24-25高一下·江苏无锡·期末）如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（　　） A．静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变大 C．将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能不变 D．在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 【答案】C 【详解】A．静电计的指针张角变大，说明电容器两板间电势差增大，电容器的带电量可认为是不变的，故A错误； B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，两板间距离d变小，根据可知电容C变大，根据可知，两板间电压减小，则静电计的指针张角变小，故B错误； C．根据 将电容器上极板向下平移至虚线位置，两板间的电场强度不变，根据U=Ed可知P点和下极板之间的电势差不变，下极板接地，则P点电势不变，所以P处电荷的电势能不变，故C正确； D．根据可知，在两极板间插入云母片的过程中，极板间电场强度变小，根据U=Ed可知，P处的电势降低，对负电荷来说，电势越低电势能越大，所以P处电荷的电势能增大，故D错误。 故选C。 2．（25-26高二上·浙江·阶段检测）电容式传感器，通过改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量的传感器。图甲是探究平行板电容器电容的影响因素实验图，图乙是位移传感器，图丙是压力传感器，图丁是测液高传感器。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，保持B板不动，将A板向右移动，静电计指针张角增大 B．图乙中，电容器电容增大的原因是被测物体向右发生运动 C．图丙中，可动电极受压力越大，电容器电容越大 D．图丁中，把金属芯线从液体中向上提起，电容会增大 【答案】C 【详解】A．图甲中，电容器带电量不变，根据可知保持B板不动，将A板向右移动，极板间距离减小，电容增大，根据可知极板间电压减小，静电计指针张角减小，故A错误； B．图乙中，根据可知，被测物体向左发生运动时，两极板间的电介质增多，电容增大，故B错误； C．图丙中，根据可知，可动电极受压力越大，极板间的距离越小，电容器电容越大，故C正确； D．图丁中，根据可知，把金属芯线从液体中向上提起，极板间正对面积减小，电容会减小，故D错误。 故选C。 题型 电容器内部定点电势综合计算（动态变化） 1.对应知识点：平行板电场强度、极板间电势、电容器动态分析 2.核心知识公式：E=U/d、φ=Ex、C= 3.解题方法 ① 先区分U不变（接电源）、Q不变（断电）两种场景； ② 分析极板结构变化带来的C、U、E变化； ③ 选定接地极板为零电势，利用匀强电场电势均匀变化，计算极板内某固定点电势； ④ 分析电容改变时该点电势升降规律。 4.难点思维：不会结合动态变化同步推导场强，混淆两种电路下电势变化趋势。 活学活用 1．（23-24高二上·北京朝阳·期中）在下列四种情况中，a、b两点电场强度和电势都相同的是（　　） A．距离正点电荷等距离的a、b两点 B．带等量异种电荷的无限大平行金属板之间的a、b两点 C．静电平衡状态下的导体中的a、b两点（两点都在导体内部） D．等量异号电荷周围的电场，关于两电荷连线的中点对称的a、b两点 【答案】C 【详解】A．甲图中，与正点电荷等距离的a、b两点，场强大小相等，但是方向不同；两点的电势相等，故A错误； B．带等量异种电荷的无限大平行金属板之间的a、b两点电场强度相同，b点电势比a点电势低，故B错误； C．处于静电平衡状态下的导体是等势体，内部场强处处为零，即a、b两点电场强度和电势都相同，故C正确； D．等量异号电荷周围的电场，关于两电荷连线的中点对称的a、b两点电场强度相同，b点电势比a点电势低，故D错误。 故选C。 2．（25-26高二上·广东深圳·期中）相机对焦系统中常用可调平行板电容器检测位移，其结构可简化为两块正对的金属极板水平放置，上极板接地且位置固定，下极板通过导线与电源正极相连，充电后立即断开开关。两板间某点记作P。现将下极板缓慢下移（忽略边缘效应），下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容增大 B．P点的电势升高 C．若将一个带负电的尘埃固定在P点，间距增大后其电势能会增大 D．若将正电荷从下极板移至上极板，间距增大后电场力做的功变多 【答案】D 【详解】A．因为平行板电容器充电后立即断开开关，故电容器所带电荷量一定，下极板缓慢下移，则板间距离d变大，根据可知，电容C变小，故A错误； BC．平行极板间的电场强度 故电场强度E不变，上极板接地，有 P点与上极板间的距离保持不变，则P点与上极板间的电势差保持不变，所以P点的电势不变，固定在P点的带负电的尘埃电势能不变，故BC错误； D．电场强度E不变，根据可知，正电荷在极板间所受的电场力F不变，若将正电荷从下极板移至上极板，根据可知，间距增大后电场力做的功变多，故D正确。 故选D。 基础通关 1．（2024·吉林·高考真题）某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图（a）所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图（b）所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则（　　） A．电容器的电容减小 B．电容器所带的电荷量增大 C．电容器两极板之间的电势差增大 D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N 【答案】B 【详解】A．降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数增大，根据电容器的决定式可知电容器的电容增大，故A错误； BC．溶液不导电没有形成闭合回路，电容器两端的电压不变，根据结合A选项分析可知电容器所带的电荷量增大，故B正确，C错误； D．根据B选项分析可知电容器所带的电荷量增大，则给电容器充电，结合题图可知电路中电流方向为，故D错误。 故选B。 2．（2024·浙江·高考真题）图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则 （　　） A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度增大 D．电容器储存能量增大 【答案】D 【详解】AB．根据，可得当极板间距增大时电容减小，由于电容器的带电量不变，故极板间电势差增大，故AB错误； C．根据得 故场强不变，故C错误； D．移动极板的过程中要克服电场力做功，故电容器储存能量增大，故D正确。 故选D。 3．（2024·甘肃·高考真题）一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A．充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加 B．充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点 C．放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D．放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点 【答案】C 【详解】A．充电过程中，随着电容器带电量的增加，电容器两极板间电势差增加，充电电流在减小，故A错误； B．根据电路图可知，充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由N点流向M点，故B错误； C．放电过程中，随着电容器带电量的减小，电容器两极板间电势差减小，放电电流在减小，故C正确； D．根据电路图可知，放电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点，故D错误。 故选C。 4．（2025·江西·高考真题）超级电容器可集成到太阳能发电系统中，通过超级电容器储存和释放能量，优化功率输出，提升电网稳定性。关于超级电容器储存能量过程中所带电荷量Q和两极板间电压U的变化，下列说法正确的是（　　） A．Q增大，U增大 B．Q减小，U减小 C．Q减小，U增大 D．Q增大，U减小 【答案】A 【详解】超级电容器储存能量时处于充电过程，电荷量Q增加。根据电容公式，若电容C不变（由结构决定，题目未提及变化），则Q与U成正比。因此，Q增大时，U必然增大。 故选A。 5．（24-25高一下·湖北黄冈·期末）电容式位移传感器的示意图如图所示，平行板电容器的两极板和输出电压恒定的电源相连，当电介质板向右移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．平行板电容器的电容变小 B．平行板电容器的带电量增大 C．通过电流计的电流方向为b到a D．平行板间的电场强度变小 【答案】B 【详解】A．由电容的决定式可知，在电介质板向右移动过程中，由于变大，电容C会变大，故A错误； BC．由电路连接情况可知，电容器两端的电压与电源电压相等，即U不变。由电容定义式变形得 U不变，在C增大时，电容器存储的电荷量增大，电容器充电，充电电流方向为由a到b，故B正确，C错误； D．根据可知，当电介质板向右移动过程中，由于电容器两板间电压不变，两板间距不变，所以平行板间的电场强度不变，故D错误。 故选B。 6．（多选）（2025·福建三明·三模）如图为探究平行板电容器电容的影响因素的实验装置（　　） A．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差增大 B．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差减小 C．只增加极板电量，静电计指针张角变大，但电容不变 D．只增加极板电量，静电计指针张角变大，表明电容增大 【答案】AC 【详解】AB．静电计指针张角变大表明电容器极板电势差增大，故A正确，B错误； CD．只增加极板电量Q，根据平行板电容器电容的决定式 可知，电容不变，根据电容的定义式有 可知，电势差U变大，则静电计指针张角变大，故C正确，D错误。 故选AC。 7．（多选）（24-25高一下·江西上饶·期末）如图所示，M、N是水平放置的平行板电容器的两极板，下极板N接地，两极板与电源相连，电源两端电压恒定。开关S闭合，一油滴静止于P点。下列说法正确的是（　　） A．油滴带负电 B．若断开开关S，仅将N板向上平移一小段距离，则油滴向上运动 C．若断开开关S，仅将N板向下平移一小段距离，则油滴向下运动 D．保持开关S闭合，仅将M板向下平移一小段距离，电容器的带电量增加 【答案】AD 【详解】A．由题意可知，油滴受到的电场力方向竖直向上，由于M板带正电，故油滴带负电，故A正确； BC．断开开关S，极板上电荷量不变，将N板上下平移一小段距离，根据，， 解得 因此平行板间电场强度不变，油滴仍然受力平衡，保持静止，故BC错误； D．保持开关S闭合，仅将M板向下平移一小段距离，根据 可知电容器的电容增大，由于开关始终处于闭合状态，两极板间的电势差不变，根据 可知，电容器的带电量增加，故D正确。 故选AD。 8．（多选）（24-25高二上·广东佛山·开学考试）如图所示，是平行板电容器的两个极板，为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A．保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向端滑动，则增大 B．保持S闭合，将板向板靠近，则增大 C．断开S，将板向板靠近，则增大 D．断开，将板向下移动少许，则增大 【答案】BD 【详解】根据对小球的受力分析可知，悬线偏离竖直方向的夹角符合 因此两极板间的场强越大，越大。 A．保持S闭合，极板间的电压大小等于电源电动势。滑动变阻器的滑片位置不会影响极板上的电压大小，则场强大小不变，不变。故A错误； B．保持S闭合，极板间电压不变时，将板向板靠近，则板间距离减小，根据场强可知场强大小增大，则增大。故B正确； C．断开S，则极板上的电荷量不变，将板向板靠近，则根据 ， 可得 极板间的场强 极板间距离增大或减小不影响场强大小，其余物理量均不变，则场强大小不变，不变。故C错误； D．根据上述分析，断开，将板向下移动少许，则极板间的正对面积减小，则场强增大，则增大。故D正确。 故选BD。 9．（2025·辽宁·模拟预测）某实验小组利用电流传感器观察电容器充放电的电流变化。电路图如图（a）所示，其中电源电动势、内阻，定值电阻，定值电阻，电流传感器内阻忽略不计。 (1)初始时电容器所带电荷量为0，当单刀双掷开关既不接1，也不接2时，电容器上极板的电势为______V。 (2)将单刀双掷开关先接1充电，当电容器充满电后，再将单刀双掷开关接到2放电，放电过程中经过的电流方向为______（填“”或“”）；电脑通过电流传感器记录整个过程中的电流变化情况如图（b）所示，图像中的大小为______mA；已知图像中电流随时间变化的关系图线与坐标轴围成的面积均为，则该实验使用的电容器电容大小为______F。 (3)若将定值电阻换成一个阻值更大的电阻，则电容充满电所用时间______（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1)0 (2) 0.6 (3)大于 【详解】（1）电容器带电量为0，所以两极板之间的电势差为0，下极板接地，故电容器上极板的电势为0。 （2）[1]由电路图可知，电容器充满电后，上极板带正电，故放电时流过电阻的方向为。 [2]电容器充满电，两极板间的电压等于电源电动势3V，故开始放电瞬间，流过电阻的电流大小为 [3]根据电容的定义式可知， （3）换用阻值更大的电阻后充电电流会变小，故充电时间变长。 10．（2025·全国卷·高考真题）电容器的形状变化会导致其电容变化，这一性质可用于设计键盘，简化原理图如图所示。键盘按键下的装置可视为平行板电容器，电容器的极板面积为、间距为，电容（为常量）。按下键盘按键时，极板间的距离变为按压前的倍；撤去按压，按键在弹力作用下复位。电容器充电后： (1)若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前的多少倍？ (2)若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变为按压前的多少倍？ 【答案】(1)倍 (2)倍 【详解】（1）根据平行板电容器公式，电容的定义式 设按压前电容为，电压为U1，电荷量为Q，则 按压后极板间距离变为按压前的倍，即，此时电容 因为按压不改变电荷量Q，所以按压后电压 所以有 即按压后极板间的电压变为按压前的倍。 （2）对于平行板电容器，极板间的电场强度； 设按压前电压为U，极板间距离为d1，则电场强度 按压后极板间距离变为，且电压不变仍为U，此时电场强度 所以有 按压后极板间的电场强度大小变为按压前的倍。 素养提升 1．（2025·江苏·一模）如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点。闭合开关S，稳定后（　　） A．a点的电势比b点的高 B．a点的电场强度比O点的大 C．向右移动滑片P，a点的电势降低 D．断开开关S，a点的电场强度减小 【答案】B 【详解】A．金属球壳在两极板间的电场中处于静电平衡状态，金属壳为一等势体，电势处处相等，故A错误； B．处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，所以O点的电场强度为零，而a点的电场强度不为零，故B正确； C．由于电容器保持与电源连接，所以向右移动滑片P时，金属板A、B之间的电势差保持不变，a点的电势不变，故C错误； D．断开开关S，金属板A、B所带电荷量不变，且电容器的结构未发生改变不变，则金属板A、B之间的电势差不变，根据可知，a点的电场强度不变，故D错误。 故选B。 2．（2026·广东·高考真题）图（a）为某梳齿状可变电容器截面图，上端为固定极板，下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图（b）所示电路，探究其电荷量、极板电压和电容的变化。过程为：①当动极板运动到最高处，开关接端，电源向电容器充电；②充电结束后接 端空置，动极板向下运动；③当动极板运动到最低处，接端，电容器通过放电。关于该过程，下列图像可能正确的是（     ） A．B．C． D． 【答案】A 【详解】AB．由题意可知①过程为电容器充电过程，电容器两端电势差逐渐增大，根据可知电容器电荷量逐渐增大；②过程接端，则电容器Q不变，动极板向下运动，S减小，根据可知U增大，C减小；③过程为放电过程，动极板在最低处电容为更小的恒定值，故对应Q-U图线为过原点、斜率更小的直线，A正确，B错误； CD．通过前面的分析可知①过程的电容C大于③过程的电容C，②过程中Q不变，因为，所以U与C成反比，图像为双曲线的一支，故CD均错误。 故选A。 3．（2025·山西临汾·三模）一种计算机键盘采用电容式传感器，每个键下面由相互平行的活动极板和固定极板组成，如图甲所示，其内部电路如图乙所示。按键前两极板间距为d，按下某键，只有该键的电容改变量不小于原电容的40%时，键盘才有感应，下列说法正确的是（　　） A．按键的过程中，电容器的电荷量不变 B．按键的过程中，图乙电流计中电流从a流向b C．要使传感器有感应，至少要将按键按下 D．要使传感器有感应，至少要将按键按下 【答案】D 【详解】AB．按键的过程中，电容器两板间距减小，根据 可知电容C变大，两板电压U一定，根据Q=CU可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，则按键的过程中，图乙电流计中电流从b流向a，故AB错误； CD．根据， 解得 则要使传感器有感应，至少要将按键按下 故C错误，D正确。 故选D。 4．（多选）（24-25高二上·广东湛江·期末）如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A．若S闭合，该油滴将向下运动 B．若S闭合，P点的电势减小 C．若S断开，该油滴将向上运动 D．若S断开，P点的电势不变 【答案】AD 【详解】AB．若开关S闭合，电容器两端电压不变，根据，将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则板间场强减小，油滴受到向上的电场力减小，油滴将向下运动；由于上极板接地，上极板电势为零，上极板到P点电势差为 由于变小，不变，则减小，根据 可知P点的电势增加，故A正确，B错误； CD．若开关S断开，电容器所带电荷量不变，根据 可知板间场强不变，油滴受力保持不变，则油滴保持静止；根据 可知不变，则P点的电势保持不变，故C错误，D正确。 故选AD。 5．（2024·广东广州·二模）用图（a）的电路研究电容器的充放电，电源电动势为12V（内阻忽略不计）；R1、R2、R3为定值电阻，其中R2=160Ω；电流传感器（内阻忽略不计）将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I-t图像。 (1)①闭合开关K2，开关K1与1接通，待充电完成后，再与2接通，电容器放电的I-t图像如图（b）中的图线I，图线I与时间轴围成的“面积”为S1，其物理意义是_______________________________； ②断开开关K2，开关K1与1接通，待充电完成后，再与2接通，电容器放电的I-t图像如图（b）中的图线II，图线II与时间轴围成的“面积”为S2，理论上应该有S1__________S2（选填“>”“<”或“=”）； (2)测得S1为2.64mA•s，由此可知电容器的电容C=________μF，定值电阻R3=________Ω；开关K2闭合时，电容器放电过程中通过R3的电量为____________C。 【答案】(1) 电容器放电过程，通过电流传感器的电荷量 = (2) 220 480 【详解】（1）①[1]根据 可知I-t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电荷量，即电容器放电过程，通过电流传感器的电荷量。 ②[2] S1和S2均表示电容器放电的电荷量，所以 （2）[1]根据 可得 [2]根据 可知，两次放电过程的最大电流与电路电阻成反比，即 解得 [3]开关K2闭合时，电容器放电过程中通过R3的电量为 迁移创新 1．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）飞行时间质谱仪可用于创新药物研发等领域，其简化工作原理如图。开关S闭合，在真空室内，电容器极板AB间加速电压为U，两极板中央开有小孔，C为接收端，BC间为无场漂移区域。有一质量为m、电荷量为q（）的带电大分子（不计重力），自漂入（忽略初速度）A极板小孔起，经加速区域和漂移区域到达C端结束，时间探测器显示整个过程时间为t，则（     ） A．保持S闭合，仅变大，t变长 B．保持S闭合，仅U增大，t变长 C．保持S闭合，AC位置不变，仅B极板向右移动，t变长 D．将S断开，AC位置不变，仅B极板向右移动，t变长 【答案】C 【详解】A．根据题意，设A、B距离为，B、C距离为，且，在A、B间有，， 解得，， 在B、C间有 则整个过程时间 保持S闭合，不变，仅变大，变短，故A错误； B．结合A分析可知，保持S闭合，仅增大，变短，故B错误； C．结合A分析可知，保持S闭合，不变，AC位置不变，仅B极板向右移动，则增大，减小，不变，变长，故C正确； D．将S断开，极板上电荷量不变，AC位置不变，仅B极板向右移动，A、B间电场强度不变，则加速度不变，则有，， 则整个过程时间 由于增大且小于，减小，不变，根据数学知识可知，当时，有最小值，故随着增大，减小，总时间减小，D错误。 故选C。 2．（24-25高二上·浙江衢州·期末）如图所示，平行板电容器通过导线与二极管、直流电源相连，P是极板间一固定点。下列说法正确的是（　　） A．M板上移少许，两板间电势差不变，P点电势不变 B．N板上移少许，两板间电场强度增大，P点电势降低 C．M板左移少许，两板间电势差增大，P点电势不变 D．两板间插入介电常数更大的电介质，两板间电场强度增大 【答案】B 【详解】A．M板上移少许，板间距增大，根据 可知，电容器的电容减小，若电势差不变，根据 可知减小，由于二极管的存在，不能减小，所以不变，两板间电势差增大，根据 ，， 可得 所以两板间电场强度不变，由于板接地，所以 P点与板间距离不变，所以P点电势不变，A错误； B．N板上移少许，板间距减小，根据 可知，电容器的电容增大，若电势差不变，根据 可知增大，由于二极管的存在，可以增大，所以不变，根据 可知两板间电场强度增大，由于板接地，所以板电势不变， 根据 且P点与板间距离不变，所以P点电势降低，B正确； C．M板左移少许，两板间正对面积减小，根据 可知，电容器的电容减小，若电势差不变，根据 可知减小，由于二极管的存在，不能减小，所以不变，两板间电势差增大，根据 ，， 可得 可知两板间电场强度增大，由于板接地，所以 P点与板间距离不变，所以P点电势增大，C错误； D．两板间插入介电常数更大的电介质，增大，根据 可知，电容器的电容增大，若电势差不变，根据 可知增大，由于二极管的存在，可以增大，所以两板间电势差不变，根据   可知两板间电场强度不变，D错误； 故选B。 3．（25-26高三上·陕西西安·阶段检测）如图所示，通过一原、副线圈匝数比为1∶10的变压器和一个二极管为电容器充电。已知原线圈两端正弦式交流电电压有效值U恒定，下列说法正确的（    ） A．若将电容器两极板正对面积减小，电容器所带电荷量增大 B．减少电容器两极板间距离，电容器充电的过程中，电容器两板间电场强度不变 C．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值为U D．不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端电压的最大值约为14.14U 【答案】D 【详解】A．二极管具有单向导电性，所以电容器两端的带电量不能减少，只能不变或者是增加，当两极板正对面积减小时，电容器的电容C减小，又由于 得 电容器所带电荷量减少，但是二极管的单向导电性不能减少，电压不变的情况下电荷量保持不变，故A错误； B．二极管具有单向导电性，所以不能改变，电容器两端的电压的有效值不变，根据 不变的情况下减小则会变大， 故B错误； CD．原、副线圈匝数之比为1：10，原线圈两端电压有效值U恒定，则原、副线圈两端的电压最大值之比等于匝数之比即原、副线圈两端电压最大值之比为1：10，因此副线圈电压最大值为14.14U，不计二极管分压，待电路稳定后，电容器两端的最大值电压等于副线圈两端电压的最大值，C错误，D正确。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $