期中复习专题—电容器与电容-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

2026-2027年第一学期高二期中复习专题 电容器与电容 一、知识点回顾 1．电容器：两个彼此_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的导体，可看成一个电容器。 2.电容器的充、放电 （1）充电：把电容器接在电源上，电容器两个极板分别带上等量的异种电荷的过程。充电后，两极板间有电场存在，电容器储存电荷。 （2）放电：用导线将电容器两极板接通后，极板上电荷通过导线中和的过程。放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为其他形式的能量。 3．电容器的电容 （1）定义：电容器所带的_ _ _ __ _ _ _ _ _ _ 与电容器两极板间的_ __ _ _ _ _ _ _ _的比值。 （2）意义：表示电容器_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的物理量。 （3）定义式：。 （4）单位：法拉、微法和皮法 4．平行板电容器 （1）平行板电容器的电容 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2）带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 二、例题精选 考点一 电容器动态变化问题 例1．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 拓展训练： 1、如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电荷量可视为不变，则下列说法中正确的是（ ） A. 甲图中减小两极板的正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小 B. 乙图中增大两极板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大 C. 丙图中，在两极板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D. 该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压 考点二 电容器的充、放电和储能 例2．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器，A为电流表，为电压表。下列说法正确的是（ ） A. 充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B. 充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C. 放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D. 放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 拓展训练： 2、多选 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器。时，先将开关与1端相连，一段时间后再将开关掷向2端。电容器两极板间的电势差和电阻两端的电势差随时间的变化关系，可能正确的是 （ ） A. B. C. D. 三、强化训练 1．如图所示，某电容器用20 V直流电压充电，充电完成后电容存储电荷量为（　　） A． B． C． D． 2．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（     ） A．由知，电场中某点的电场强度与检验电荷所受电场力成正比，与其所带的电荷量成反比 B．由知，电容器电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电压成反比 C．由知，带电荷量为1C的负电荷，从A点到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为1V D．由知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各点场强均相同 3．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．挥拳冲击过程中，极板间电压不变 B．挥拳冲击过程中，极板带电量减小 C．挥拳力量越大，电容越大 D．挥拳力量越大，极板间电压越大 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。关于超级电容器释放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．如图甲所示，在“观察电容器的充、放电现象”实验中，将单刀双掷开关与“”端相接，并将电阻箱的阻值调为和 两种情况，两次得到的电流随时间的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．实线是电阻箱阻值为时的结果 B．与“”端相接时，电容器的放电时间与电阻箱阻值的变化无关 C．电路达到稳定时，电阻箱的阻值为时电容器所带的电荷量较大 D．电容器的其他参数不变，当两极板间的距离增大时，其电容变大 6．电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。用表示电容器所带电荷量，表示电容器的电容，表示电容器两极板间的电势差，下面正确反映它们之间关系的图像是（　　） A． B． C． D． 7．电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件由一块固定极板M和一块可前后移动的极板N组成的平行板电容器。已知，电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性两极板之间的相对位置发生变化，使M、N间的电压发生变化，电压到一定临界值安全气囊弹出。则减速过程，下列说法正确的是（　　） A．极板间距离增大 B．电容器电容增大 C．极板间电压增大 D．极板间场强增大 8．为监测土壤湿度，某智慧农业系统采用电容式湿度传感器，其原理简化图如图所示，连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤（视为绝缘电介质）中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关S后，当土壤逐渐变干燥时，下列说法正确的是（     ） A．电容器的电容增大 B．电容器两板间的电压减小 C．电容器带的电荷量增加 D．通过电流表的电流方向为从M到N 9．纸厂在生产纸张时为了实时监控其厚度，设计了如图所示的装置，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的纸张厚度减小时，下列说法正确的是（     ） A．极板间电势差降低，电容减小 B．极板间电势差不变，电容器放电 C．极板带电荷量增大，电容增大 D．灵敏电流计中无电流通过，极板间电势差不变 10．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。关于电容式压力传感器（如图所示）在生活中的应用，下列说法不正确的是（     ） A．在力F增大的过程中，电容变大 B．在力F增大的过程中，电流计中的电流从b流向a C．在力F增大的过程中，电容器处于放电状态 D．在力F增大的过程中，电容器间的电场强度增大 四、思维拓展 电容器动态变化问题 1.区分两种基本情况 （1）电容器始终与电源相连时，电容器两极板间电势差保持不变。 （2）电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量保持不变。 2.平行板电容器的动态分析方法 （1）确定不变量，分析是两极板间电压不变还是所带电荷量不变。 （2）用决定式分析平行板电容器电容的变化。 （3）用定义式分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 （4）用分析电容器极板间电场强度的变化。 3.两类动态变化问题的比较 分类 充电后与电池相连 不变 充电后与电池断开 不变 变大 变小，变小，变小 变小，变大，不变 变大 变大，变大，不变 变大，变小，变小 变大 变大，变大，不变 变大，变小，变小 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027年第一学期高二期中复习专题 电容器与电容 一、知识点回顾 1．电容器：两个彼此_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的导体，可看成一个电容器。 【答案】绝缘又相距很近 2.电容器的充、放电 （1）充电：把电容器接在电源上，电容器两个极板分别带上等量的异种电荷的过程。充电后，两极板间有电场存在，电容器储存电荷。 （2）放电：用导线将电容器两极板接通后，极板上电荷通过导线中和的过程。放电后的两极板间不再有电场，电场能转化为其他形式的能量。 3．电容器的电容 （1）定义：电容器所带的_ _ _ __ _ _ _ _ _ _ 与电容器两极板间的_ __ _ _ _ _ _ _ _的比值。 （2）意义：表示电容器_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的物理量。 （3）定义式：。 （4）单位：法拉、微法和皮法 【答案】电荷量； 电势差； 容纳电荷本领 4．平行板电容器 （1）平行板电容器的电容 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2）带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】； 二、例题精选 考点一 电容器动态变化问题 例1．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A 拓展训练： 1、如图，在探究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，电容器所带电荷量可视为不变，则下列说法中正确的是（ ） A. 甲图中减小两极板的正对面积，板间场强不变，静电计指针张角变小 B. 乙图中增大两极板间距，板间场强不变，静电计指针张角变大 C. 丙图中，在两极板间插入其他介质，静电计指针张角变大 D. 该实验中，可以用磁电式电压表代替静电计测量电压 【答案】B 考点二 电容器的充、放电和储能 例2．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器，A为电流表，为电压表。下列说法正确的是（ ） A. 充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B. 充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C. 放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D. 放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 【答案】B 拓展训练： 2、多选 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源，为定值电阻，为电容器。时，先将开关与1端相连，一段时间后再将开关掷向2端。电容器两极板间的电势差和电阻两端的电势差随时间的变化关系，可能正确的是 （ ） A. B. C. D. 【答案】BC 三、强化训练 1．如图所示，某电容器用20 V直流电压充电，充电完成后电容存储电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】结合图中数据，用20 V直流电压充电，充电完成后电容器带电量 故选D。 2．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（     ） A．由知，电场中某点的电场强度与检验电荷所受电场力成正比，与其所带的电荷量成反比 B．由知，电容器电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电压成反比 C．由知，带电荷量为1C的负电荷，从A点到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为1V D．由知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各点场强均相同 【答案】C 【详解】A．根据电场强度的定义有 电场强度由电场本身决定，与检验电荷的电荷量无关，改变检验电荷的电荷量时，其所受电场力也会相应改变，故不能说电场强度与电场力成正比、与电荷量成反比，故A错误； B．根据电容的定义有 电容器的电容由极板的正对面积、极板间距离以及介质等因素决定，与极板所带电荷量和极板间电压无关，故B错误； C．负电荷的电荷量为，克服电场力做功，说明电场力做功为。根据电势差的定义有 代入数据解得，故C正确； D．在以点电荷为球心、以为半径的球面上，各点电场强度的大小相等，但方向沿半径方向，方向不同，故各点的电场强度矢量不相同，故D错误。 故选C。 3．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．挥拳冲击过程中，极板间电压不变 B．挥拳冲击过程中，极板带电量减小 C．挥拳力量越大，电容越大 D．挥拳力量越大，极板间电压越大 【答案】C 【详解】AD．测试前将电容器与恒压电源相连完成充电后断开电源，极板带电量保持不变。挥拳冲击可动极板时，极板间距减小，由平行板电容器的决定式可知电容增大，由可知极板间电压减小，AD错误； B．挥拳冲击过程中只改变极板间距，电容器已与电源断开，极板带电量不变，并不是减小，B错误； C．挥拳力量越大，可动极板被冲击后极板间距越小，正对面积和极板间介质都不变，由可知电容越大，C正确； 故选C。 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。关于超级电容器释放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】B 【详解】超级电容器“释放能量”的过程就是放电过程：放电时极板所带电荷量Q减小；电容C 由电容器本身决定、保持不变，由Q＝CU可知两极板间电压U随之减小。 故选B。 5．如图甲所示，在“观察电容器的充、放电现象”实验中，将单刀双掷开关与“”端相接，并将电阻箱的阻值调为和 两种情况，两次得到的电流随时间的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．实线是电阻箱阻值为时的结果 B．与“”端相接时，电容器的放电时间与电阻箱阻值的变化无关 C．电路达到稳定时，电阻箱的阻值为时电容器所带的电荷量较大 D．电容器的其他参数不变，当两极板间的距离增大时，其电容变大 【答案】B 【详解】A．接通瞬间电容器尚未充电，两极板间电压为零，可视为短路，由欧姆定律得初始电流 因为，取时初始电流较小；图中实线的初始电流较小且衰减较慢，所以实线对应，故A错误； B．开关接到“2”端后，左侧含电源和电阻箱的充电支路断开，电容器只经右侧的灯泡和电阻放电。因此放电时间由电容器及右侧放电回路的参数决定，与充电时电阻箱阻值的改变无关，故B正确； C．电路达到稳定时，电容器两端电压为。由电容定义式得，稳定时电压等于电动势，整理得 电容和电动势均与电阻箱阻值无关，所以稳定电荷量不随改变，故C错误； D．平行板电容器其他条件不变时，电容决定式为。极板间距增大，分母增大，电容减小，故D错误。 故选B。 6．电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。用表示电容器所带电荷量，表示电容器的电容，表示电容器两极板间的电势差，下面正确反映它们之间关系的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．电容器的电容C是由电容器内部结构决定的，与加在电容器两极板间的电压无关，故AB错误； CD．根据Q=CU 可知，Q-U图像为过原点倾斜的直线，故C错误，D正确。 故选D。 7．电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件由一块固定极板M和一块可前后移动的极板N组成的平行板电容器。已知，电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性两极板之间的相对位置发生变化，使M、N间的电压发生变化，电压到一定临界值安全气囊弹出。则减速过程，下列说法正确的是（　　） A．极板间距离增大 B．电容器电容增大 C．极板间电压增大 D．极板间场强增大 【答案】B 【详解】A．M极板固定，汽车减速可移动的极板N由于惯性相对M极板向前运动，即极板间距离减小，故A错误； BC．M、N两极板间的距离d减小，根据可知电容增大，因为电荷量Q不变，根据可知极板间电压U减小，故B正确，C错误； D．极板间电场强度，又因为， 联立解得 可知电场强度不变，故D错误。 故选B。 8．为监测土壤湿度，某智慧农业系统采用电容式湿度传感器，其原理简化图如图所示，连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤（视为绝缘电介质）中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关S后，当土壤逐渐变干燥时，下列说法正确的是（     ） A．电容器的电容增大 B．电容器两板间的电压减小 C．电容器带的电荷量增加 D．通过电流表的电流方向为从M到N 【答案】D 【详解】A．由，知若土壤逐渐变干燥时，减小，则电容C减小。A错误； B．开关闭合，电容器与电源相连，极板电压U不变。B错误； C．由，C减小、U不变，所以电荷量Q减小，电容器放电。C错误； D．电容器放电，正极板正电荷流出，电流方向从M 经电流表流向N。D正确。 故选D。 9．纸厂在生产纸张时为了实时监控其厚度，设计了如图所示的装置，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的纸张厚度减小时，下列说法正确的是（     ） A．极板间电势差降低，电容减小 B．极板间电势差不变，电容器放电 C．极板带电荷量增大，电容增大 D．灵敏电流计中无电流通过，极板间电势差不变 【答案】B 【详解】A．平行板电容器始终和恒压直流电源相连，因此极板间的电势差U一定等于电源电压，保持不变，A错误； C．由于纸厚度减小，则εr变小，根据平行板电容器决定式可知，电容变小，故C错误； BD．根据可知，U不变，C减小，则Q减小，所以电容器放电，灵敏电流计中有电流通过，故B正确，D错误。 故选B。 10．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。关于电容式压力传感器（如图所示）在生活中的应用，下列说法不正确的是（     ） A．在力F增大的过程中，电容变大 B．在力F增大的过程中，电流计中的电流从b流向a C．在力F增大的过程中，电容器处于放电状态 D．在力F增大的过程中，电容器间的电场强度增大 【答案】C 【详解】A．根据平行板电容器电容决定式得 力增大时，可动膜片向固定电极靠近，极板间距减小，其余量不变，因此电容变大，故A正确； BC．由电容定义式 可知不变、增大时，电容器带电量会增加，因此电容器处于充电状态。上极板与电源正极连接带正电，则上极板失去电子，可知，电流计中的电流从b流向a，故B正确，C错误； D．极板间电场强度 可知不变、减小时，电场强度增大，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 四、思维拓展 电容器动态变化问题 1.区分两种基本情况 （1）电容器始终与电源相连时，电容器两极板间电势差保持不变。 （2）电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量保持不变。 2.平行板电容器的动态分析方法 （1）确定不变量，分析是两极板间电压不变还是所带电荷量不变。 （2）用决定式分析平行板电容器电容的变化。 （3）用定义式分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 （4）用分析电容器极板间电场强度的变化。 3.两类动态变化问题的比较 分类 充电后与电池相连 不变 充电后与电池断开 不变 变大 变小，变小，变小 变小，变大，不变 变大 变大，变大，不变 变大，变小，变小 变大 变大，变大，不变 变大，变小，变小 学科网（北京）股份有限公司 $