电容器（原卷版）-2025年高考物理一轮复习

考点36电容器

（核心考点精讲精练）

考情探究

1.5年真题考点分布

2023■山东卷-T14、15

2022•重庆卷・T2

电容器2019•北京卷・T23

2018•江苏卷・T5

2018•北京卷・T19

2.命题规律及备考策略

【命题规律】近几年高考主要考查：电容器的定义式与决定式的理解，电容器的动态分析，电容器充、放电

荷量

【备考策略】

1.了解电容器的充电、放电过程，会计算电容器充、放电电荷量.

2.了解影响平行板电容器电容大小的因素，能利用公式判断平行板电容器电容的变化.

3.会分析带电粒子在电场中偏转的功能关系.

3.掌握带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动规律.4.会分析、计算带电粒子在交变电场中的偏转问题.

【命题预测】

电容器的动态分析和计算电容器充、放电电荷量仍是今后考试的热点

考点梳理

充电-使电容器两板板带上等后型电荷的过程

电［充、放电

容放电-使电容器两极板电荷处的过程

意义-我示电容器容纳电荷标的物理城

器

定义式•*C=£,lF=l<r3F=M）"pF

平行板电容器一。=离

考向1实验：观察电容器的充、放电现象

1.实验原理

(1)电容器的充电过程

如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移

动，正极板因失去电子而带正电,负极板因获得电子而带负电.正、负极板带等量的正、负电荷.电荷在移

动的过程中形成电流.

在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小(填“增大”或“减小”),

当电容器两极板间电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流/=o.

(2)电容器的放电过程

如图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发

生中和.在电子移动过程中，形成电流.

放电开始电流较大(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小(填"增大’或"减

小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零.

⑴按图连接好电路.

(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1与触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中.

(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3与触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中.

(4)记录好实验结果，关闭电源.

3.注意事项

(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计.

(2)要选择大容量的电容器.

(3)实验要在干燥的环境中进行.

典例引领

(2023・山东・统考高考真题)电容储能己经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同

学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：

^D,

1

电容器C（额定电压10V,电容标识不清）;

电源E（电动势12V,内阻不计）;

电阻箱与（阻值0~99999.9Q）.

滑动变阻器凡（最大阻值200,额定电流2A）；

电压表V（量程15V,内阻很大）;

发光二极管D2,开关号、S2,电流传感器，计算机，导线若干。

回答以下问题：

（1）按照图甲连接电路，闭合开关S1若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向端滑动

（填“a”或"b”）。

（2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为V（保留1位小数）。

（3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为80V时，开关工掷向1,得到电容器充电过程的/一图

像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电

结束后，电容器存储的电荷量为C（结果保留2位有效数字）。

//mA

F（结果保留2位有效数字）。

(5)电容器充电后，将开关S2掷向2,发光二极管（填或“口2”）闪光。

即时检测

（2023・山西・统考高考真题）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻

箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。

图(b)

（1）用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的.（填“正极”或“负极”）

接触。

（2）某同学设计的实验电路如图（a）所示。先将电阻箱的阻值调为Rj将单刀双掷开关S与“1”端相接,

记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能

是。（填正确答案标号）

A.迅速变亮，然后亮度趋于稳定

B.亮度逐渐增大，然后趋于稳定

C.迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭

（3）将电阻箱的阻值调为此（&>«）,再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。两次

得到的电流/随时间f变化如图（b）中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为（填“七”或"&”）

时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的（填“电压”或“电荷量”）。

考向2电容器

1.电容

(1)定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板之间的电势差之比.

(2)定义式：C弋.

(3)单位：法拉(F)、微法GiF)、皮法(pF).lF=106uF=10.pF.

(4)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低.

(5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压

无关.

2.平行板电容器的电容

(1)决定因素：两极板的正对面积、电介质的相对介电常数、两板间的距离.

⑵决定式：c扁.

3.对公式C=§的理解

电容c=£,不能理解为电容C与。成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素

决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。

■典■■例■■■引■■■领■■

(2021・江苏•高考真题)有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，

若将该细胞膜视为1义10「叼的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则该过程中跨膜

电流的平均值为()

-77-7

A.L5xlCT7AB.2xlOAC.3.5X10AD.5xl0A

☆即时检测

(多选)(2023•新疆乌鲁木齐•统考三模)心脏除颤器的核心元件为电容器，抢救病人时，电容器通过放电，

产生脉冲电流刺激心脏，使病人恢复正常的心跳。如图所示为某款心脏除颤器的电容器充电时两板间的电压

U随其电荷量Q变化的图像，充满电时两极板间的电压为4"V。若放电时间为4ms,放电完成后两板间

电压降为200V。则()

A.该电容器的电容为5°听

B.该电容器的电容为20四

C.电容器放电过程的平均功率约为l<»kW

D.电容器放电过程的平均功率约为200kW

考向3平行板电容器的动态分析

1.运用电容的定义式和决定式分析电容器相关量变化的思路

(1)确定不变量，分析是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C=号分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。

(4)用E=*分析平行板电容器两极板间电场强度的变化。

2.电容器两类问题的比较

(1)。不变

①根据c=£=磊先分析电容的变化，再分析。的变化。

②根据E=彳分析场强的变化。

③根据—分析某点电势变化。

(2)。不变

①根据。=£=磊先分析电容的变化，再分析U的变化。

②根据E=§=曜分析场强变化。

结论：

分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开

不变量UQ

d变大C变小fQ变小、E变小C变小—U变大、E不变

S变大C变大—Q变大、E不变C变大—U变小、E变小

*变大C变大一。变大、£不变C变大—U变小、E变小

【特别提醒】在平行板电容器两板间插入电介质，例如云母片，相当于&增大；加入与极板等大的导体

板，相当于d减小。

典例引领

(2022.重庆.高考真题)如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，

电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上

所带电荷量变少，则（)

~7777777777777/77^

A.材料竖直方向尺度减小B.极板间电场强度不变

C.极板间电场强度变大D.电容器电容变大

即时检测

■■■■■■■■■■■

（2023•河北保定・统考二模）一对平行正对的金属板C、。接入如图所示的电路中，电源电动势为E,C板

固定，D板可左右平行移动，闭合开关，一段时间后再断开开关，从C板发射一电子，恰能运动到A点后

再返回，已知A到。板的距离是板间距离的三分之一，电子质量为相，电荷量为-e,忽略电子的重力，则

A.设定C板电势为0,电子在A点的电势能为3

B.若要让电子能够到达。板，可将。板向左平移至A点或A点左侧某位置

C.若要让电子能够到达。板，可将。板向右平移至某位置

D.若要让电子能够到达。板，可闭合开关，再将。板向右平移至某位置

好题冲关

【基础过关】

1.（2023・山东•模拟预测）如图所示的电路，电源的电动势为E,内阻为r,电阻8、&的阻值分别为2八

3r,电容为C、间距为d的水平放置的平行板电容器，两极板分别接在招=L8r两端。合上开关稳定后，让

一质量为m,电荷量未知的带电小球从距上极板上方高也为d处自由释放，小球恰好能下落到下极板，

则（）

Q

B.带电小球带负电

20mgd

C.带电小球的带电量为9E

D.带电小球在电容器中下落过程的加速度大小为g

2.（2023・湖北•统考模拟预测）如图所示，平行板电容器通过理想二极管与电池相连，当二极板间距离减小

后，则两板间的电压U和电场强度E,电容器电容C及电量。与原来相比（）

B.E变大

C.C不变D.。不变

3.（2023秋•黑龙江鸡西•高三校考期末）如图所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时极板间有一带

电尘粒恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时（）

《||耳

R

------a------

A.带电尘粒将向上运动B.带电尘粒将保持静止

C.极板所带电荷量增加D.极板间的电场强度增大

4.（2023・陕西・陕西师大附中校考模拟预测）传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受

到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、

记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。如图所示是测定液面高度h的电容式传感

器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液

体。已知电流从灵敏电流计左边接线柱流进电流计，指针向左偏。如果在导电液体的深度/7发生变化时观察

到指针正向左偏转，则（）

A.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度〃在增大

B.导体芯A所带电荷量在减小,液体的深度/7在增大

C.导体芯A所带电荷量在增加,液体的深度/7在减小

D.导体芯A所带电荷量在减小,液体的深度打在减小

5.（多选）（2023•浙江金华・模拟预测）甲图为可变电容器，某同学用乙图示电路研究可变电容器的充放电实

验。电容器原来不带电，电压表和电流表为理想直流电表。单刀双掷开关先接1,稳定后，缓慢减小电容器

两极板的正对面积。下列说法正确的是（）

甲乙

A.缓慢减小电容器两极板正对面积过程中，电阻R中电流向下

B.缓慢减小电容器两极板正对面积过程中，电阻R中电流向上

C.若开关接1稳定后断开，在减小电容器两极板正对面积过程中，电压表示数增大

D.若开关接1稳定后断开，在减小电容器两极板正对面积过程中，电压表示数减小

6.（多选）（2023•海南海口•海南中学校考三模）独石电容器广泛应用于电子精密仪器，是多个简单平行板电

容器的并联体。如图所示，平行板电容器与二极管串联，再与电压恒定的电源保持相连，电容器的下极板B

接地，一带电油滴恰好静止在电容器两板间的尸点，现将A板上移一小段距离，则（）

■»A

A.带电油滴带正电B.平行板电容器的电压U不变

C.平行板电容器两极板间的场强E不变D.带电油滴在尸点的电势能减小

7.（2023•湖南长沙•长沙一中校考二模）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电

路。电源电动势为8.0V,内阻可以忽略。单刀双掷开关S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。

图1图2

（1）如果用欧姆表直接连接待测电容器（未充电）两端,观察到指针的偏转情况是；

A.偏转角度一直很小

B.偏转角度一直很大

C.偏转角度逐渐增大

D.偏转角度先很大，再逐渐减小

（2）电容器充电后，开关S改接2使电容器进行放电，此过程得到的/-7图像如图2所示，如果不改变电

路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的/一曲线与坐标轴所围成的面积将（选填“减小”“不

变”或“增大

（3）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q=3.44X10-3C,则该电容器的电容为四。

（4）关于电容器在整个充，放电过程中的q一，图像和说•一’图像的大致形状，可能正确的有（q为电

容器极板所带的电荷量，"AB为A,B两板的电势差）。

8.（2023・四川遂宁•统考三模）某同学在实验室发现一只电压标称为10V、电容标称模糊的电容器，现他找

了以下器材来测该电容器的电容值。

蓄电池：20V,内阻可不计

电压表：12V,内阻很大

定值电阻有三只：10Q；50。；100Q

滑动变阻器：标称为“30V,50Q”

一只单刀单掷开关：Si

一只单刀双掷开关：S2

一台数字电流计，可接电子显示屏，显示电流随时间的变化过程

实验操作步骤如下：

（1）该同学按图1所示电路图进行组装电路，则定值电阻R/阻值应选—Qo

（2）他先闭合开关Si，S2刀片掷于，调节滑动变阻器&，稳定后读出电压表读数为4V。然后,

他把S2刀片掷于,在电子显示屏上得到如图2中的甲曲线。

（3）利用单位面积法算得//图中甲曲线和两坐标轴所围的面积为0.04mA$已知电容器放电时其内阻可

以忽略不计，则电容器的电容为。=Fo

（4）接着，他以同样的操作步骤，重新调节滑动变阻器心，在电子显示屏上得到如图2中的乙曲线，则稳

定时电压表读数为Vo（保留两位有效数字）

图1图2

【能力提升】

9.（2023•广东广州•华南师大附中校考三模）如图所示，两个相同的半圆形金属板相互靠近、水平放置，板

间可视为真空。两金属板分别与电源两极相连。上极板可绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。开始时，两极

板边缘完全对齐，闭合开关S后，两板间的一个带电微粒恰好静止；然后让上极板转过5°（微粒仍在两板

间）忽略电场边缘效应，则（）

A.断开开关S后，微粒将竖直下落

B.转动前后，电容器的电容之比为36：35

C.转动过程中，有从a-b的电流流过电阻R

D.断开开关S后，上极板再转动5°,微粒仍然静止

10.（2023•甘肃•统考三模）如图所示，一对面积较大的平行板电容器A2水平放置，A板带正电荷，8板接

地，尸为两板中点，再使A、2分别以中心点。、0'为轴在竖直平面内转过一个相同的小角度仇下列结论

正确的是（）

~------------A

'、、、、、

P・

A.电容器A2的电容不变B.两板间电场强度变大

C.两板间的尸点电势增大D.两板间的尸点电势降低

11.（2023秋•河北保定•高三统考期末）热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用，有些材料因热膨胀导致

的尺寸变化很小，难以测量。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容

C=-^—

器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，平行板电容器的电容4万既?，s是电

容器极板的正对面积，d是极板间的距离，其余均为常量。闭合开关S,若材料热胀冷缩，下列说法中正确

的是（）

加势羲L材料

Z/////Z/Z////Z

A.材料温度升高，极板所带电荷量增大

B.滑动变阻器滑片向下滑动少许可以提高检测仪的工作电压

C.检测到灵敏电流计的电流方向为从。到方，说明材料温度降低

D.检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从。到匕的短暂电流

12.（2023・福建•模拟预测）如图，水平放置的A、B板和M、N板分别组成平行板电容器G和,A板通

过一理想二极管与M板相连接，B板和N板都接地。M、N两板之间插有电介质，A板和B板正中均有一

小孔，两孔在同一竖直线上。现让A板带正电，稳定后，一带电液滴从小孔正上方由静止开始下落，穿过

小孔到达B板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场视为匀强电场。下列说法正确的是（

m,q

A-----j-I--------------------M

B一厂-^N

A.仅将A板向下移动一小段距离后，A板电势升高

B.仅将N板向右移一小段距离时，G、均不充放电

C.仅在MN板间更换相对介电常数更大的电介质时，G充电C?放电

D.M板向下移动一小段距离时，液滴不能穿过B板小孔

13.（多选）（2023・湖北•校联考模拟预测）如图所示，水平放置的平行金属板电容器带等量异号电荷，电容

器的电容为C,两极板的长度均为L板间距离也为L°。是两板之间的中线，一质量为加、电荷量为q

的带正电小球从M板左侧与/板等高的A点以某一速度水平向右抛出，恰好从。点进入电场，然后从N

板的右边缘离开电场，不考虑极板边缘效应，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

O亿

L'L

A.小球到达。点的速度大小为序

B.M板带正电

4mgLC

c.平行板电容器所带电荷量为q

D.小球到达N板时的速度大小为疯

14.（多选）（2023・湖北•模拟预测）如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管（正向电阻为零可以

视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，二极管一端接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位

于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（）

A.将平行板电容器下极板向下移动，则P点的电势不变

B.将平行板电容器上极板向上移动，则尸点的电势不变

C.减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动

D.无论哪个极板向上移动还是向下移动，带电油滴都不可能向下运动

15.（多选）（2023•安徽芜湖・统考二模）通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器

原理如图，电容器的M极板固定，当手机的加速度变化时，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”

方向运动，图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（）

A.静止时，电流表示数为零，电容器M极板带负电

B.由静止突然向前加速时，电容器的电容减小

C.由静止突然向前加速时，电流由6向。流过电流表

D.保持向前匀减速运动时，电阻R以恒定功率发热

16.（多选）（2023•湖南郴州琳洲一中校联考模拟预测）如图所示，G为静电计，M、N为平行板电容器的

金属板，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。若不考虑静电计引起的电荷量变化，则下列说法正

确的是（）

A.保持开关S闭合，将两极板间距减小，两极板间的电场强度用增大

B.保持开关S闭合，将滑动变阻器R的滑片P向左移动，静电计指针张开角度变大

C.断开开关S后，紧贴N极板插入金属板，静电计指针张开角度变小

D.断开开关S后，将两极板间距增大，两极板间的电势差U减小

17.（2023•黑龙江哈尔滨・哈尔滨三中校考模拟预测）在“观察电容器的充、放电现象”实验中，某研究小组同

学按照图甲所示连接电路，并将传感器与计算机相连。实验时，先将开关S掷向1,一段时间后，将开关掷

向2,传感器将信息传入计算机屏幕上,

（1）由电路图可知，传感器1应为，传感器2应为

A.电流传感器B.电压传感器C.温度传感器D.压力传感器

（2）用U表示电容器两端的电压，/表示电路中的电流，当开关掷向1后的一段时间里，下列图像正确的

有o

（3）开关掷向2后，通过R的电流方向为（填“向上””或“向下”）。

（4）若电源电动势为2V,开关掷向2后，通过R的电流大小的变化图像如图乙所示，则该电容器的电容

为Fo（结果保留两位有效数字）

18.（2023・湖南岳阳•统考模拟预测）用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，请完成下列实验内容。

10V

直流电源

图甲图乙

Cl）实验时，要通过电流表指针的偏转方向来观测电路中电流的方向。因此电流表应采用图乙中的（选

填“a”、“b”）；

（2）依照图中所示的电路图，将图乙的实验器材用笔画线代替导线连接成实验电路（图中己有部

分连接）：

（3）开关S接1后，小灯泡L（填选项前的字母）：

A.一直不亮

B.逐渐变亮，稳定后保持亮度不变

C.突然变亮，然后逐渐变暗，直到熄灭

（4）开关S接1足够长时间后，再将开关S接2。开关S接2之后电压表读数（选填“逐渐增大”“逐

渐减小”）；

（5）图乙中电容器的电容为—四。当电容器的电压为10V时其带电量为C（保留两位有效数字）。

19.（2023•福建宁德•校考三模）某实验小组利用如图1所示的电路来观察电容器充、放电现象。已知电流从

电表的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，反之向左偏转；电解电容器的长脚接电源正极，短脚接电源负极,

实验室里部分器材如下：

A.电解电容器C（3000",25V）

B.电阻箱R（0-999.9。）

C.定值电阻与（阻值约1.5k。）

D.直流电压表V（3V,内阻约3kQ）

E.灵敏电流计G（±300「iA,100Q）

F.学生电源

G.单刀双掷开关

H.导线若干

3000'

2400

-1800

S1200

600

0

图1图2图3