高考物理电容器及其动态变化专题训练
2025高考物理总复习观察电容器的充、放电现象 电容器的动态分析
流，随着极板电荷量的减少，放电电流减小
阻，避免烧坏电流表
目录
夯实必备知识
1.观察电流表示数变化，总结电容器充、放电电流的变化规律。 2.可将电流表换成电流传感器，由计算机绘制充、放电的 i－t 图像，由图 数 像计算充、放电过程通过电流传感器的电荷量。 据 方法：先算出一个小方格代表的电荷量，然后数出整个图像与横轴所围的 处 面积中的方格数(大于半个的按一个方格计算，小于半个的舍弃)。电容器 理 充电或放电过程中电荷量为一个小方格代表的电荷量乘以方格数。 3.电容器两极板之间的电压等于电源电动势，由电容的定义式 C＝UQ估算出 电容器的电容 C。
思路点拨 动态分析的思路
目录
研透核心考点
角度 含二极管的动态分析
例5 (2024·安徽高三校联考)某同学学习了电容器的充、
放电等相关知识后，在老师的引导下，他为了探究电
路中连接二极管的电容器充、放电问题，设计了如图6
所示的电路，平行板电容器与二极管(该二极管可看作
理想二极管，正向电阻很小，反向电阻无穷大)、开关、
目录Biblioteka 夯实必备知识思考判断× 1.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。( ) × 2.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。( ) × 3.放电后的电容器电荷量为零，电容也为零。( )
目录
2
研透核心考点
考点一 实验十：观察电容器的充、放电现象
考点二 平行板电容器的动态分析
目录
研透核心考点
D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电 源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时， 平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带 电，C、D错误。
2024全国高考真题物理汇编：电容器的电容
2024全国高考真题物理汇编电容器的电容一、单选题1．（2024辽宁高考真题）某种不导电溶液的相对介电常数r 与浓度m C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→N2．（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点二、实验题4．（2024广西高考真题）某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。
器材如下：电容器，电源E （电动势6V ，内阻不计），电阻R 1=400.0Ω，电阻R 2=200.0Ω，电流传感器，开关S 1、S 2，导线若干。
实验步骤如下：(1)断开S 1、S 2，将电流传感器正极与a 节点相连，其数据采样频率为5000Hz ，则采样周期为s ；(2)闭合S 1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I —t 曲线如图乙，由图乙可知开关S 1闭合瞬间流经电阻R 1的电流为mA （结果保留3位有效数字）；(3)保持S 1闭合，再闭合S 2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为V ；(4)实验得到放电过程的I —t 曲线如图丙，I —t 曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C ，则电容器的电容C 为μF 。
电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题46电容器的动态分析、带电粒子在电场中的直线和抛体运动导练目标导练内容目标1电容器的动态分析目标2带电粒子在电场中的直线运动目标3带电粒子在电场中的抛体运动【知识导学与典例导练】一、电容器的动态分析1．平行板电容器动态的分析思路2.平行板电容器的动态分析问题的两种情况(1)平行板电容器充电后,保持电容器的两极板与电池的两极相连接:(2)平行板电容器充电后,切断与电池的连接:【例1】如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板（M 板）接地，在两板间的P 点固定一个带负电的检验电荷。
若正极板N 保持不动，将负极板M 缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是（）A ．P 点电势升高B ．两板间电压增大C ．检验电荷的电势能增大D ．检验电荷受到的电场力增大【答案】C 【详解】由Q C U =；4r S C kdεπ=；U E d =可得4r kdQ U S πε=；4r k S E Q πε=BD ．因为电容器与电源断开，电荷量保持不变，两板间的距离d 减小，所以两板间电压减小，两板间电场强度不变，检验电荷受到的电场力不变，故BD 错误；AC ．因Ed ϕ'=，d '为P 到负极板之间的距离，d '减小，所以P 点电势降低；因沿电场线方向电势降低，M 板电势为零，所以P 点电势为正，P 点固定电荷为负，电势降低，电势能增加，C 正确，A 错误。
故选C 。
【例2】如图所示是由电源E 、灵敏电流计G 、滑动变阻器R 和平行板电容器C 组成的电路，开关S 闭合。
在下列四个过程中，灵敏电流计中有方向由a 到b 电流的是（）A ．在平行板电容器中插入电介质B ．减小平行板电容器两极板间的距离C ．减小平行板电容器两极板的正对面积D ．增大平行板电容器两极板的正对面积【答案】C【详解】A ．电容器保持和电源连接，电压U 一定，在平行板电容器中插入电介质，由4r S C kd επ=可知电容增大，由Q C U=可知极板电荷量增加，电容器充电，电路中有b 到a 方向的电流通过电流计。
高考物理模型专练与解析模型22电容器的动态分析(教师版含解析)
22电容器的动态分析1.如图所示，平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球悬挂在电容器内部，闭合电键k ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下述说法正确的是()A ．电键k 断开，A 板向B 板靠近，则θ增大B ．电键k 断开，A 板向上移动，则θ增大C ．保持电键k 闭合，A 板向B 板靠近，则θ变小D ．保持电键k 闭合，A 板向上移动，则θ变小【答案】B 【详解】A ．若断开K ，电容器带电量保持不变，由4πS C kd和QC U以及U E d 可得4πkQE S由于Q 、S 不变，A 板向B 板靠近，虽然d 变小，但电场强度不变，故电场力不变，则 不变，故A 错误；B ．若断开K ，由4kQE S得，Q 不变，A 板向上移动，S 变小，E 变大，则 变大，故B 正确；C ．若保持K 闭合，则电容器两极板之间的电压保持不变，因此根据UE d可知，当将A 板向B 板靠近时，d 变小，电场强度增大，则电场力增大， 将增大，故C 错误；D ．若保持K 闭合，则电容器两极板之间的电压保持不变，因此根据UE d可知，A 板向上移动，d 不变，电场强度不变，则电场力不变， 将不变，故D 错误。
故选B 。
2．如图所示，电容器与一稳定的电源连接后，保持两极板间距不变而将极板相互错开一些，关于极板错开前后，下列判断中正确的是()A ．电容器的电容增大B ．电容器两极板的电场强度变大C ．电容器两极板间的电势差不变D ．电容器储存的电荷量不变【答案】C 【详解】A 、根据电容器的决定式4r S C kd可知保持两板间距不变，相互错开，极板正对面积减小，电容减小，故A 错误；BC 、合上开关S 后，电容器与电源保持相连，板间的电势差仍等于电源电动势，保持不变。
由于板间距d 不变，根据U E d可知板间的电场强度不变，B 错误，C 正确；D 、因电容减小，电压不变，则由Q ＝UC可知，电容器储存的电荷量减小，D 错误。
2025届高考物理复习：经典好题专项(电容器的动态分析)练习(附答案)
2025届高考物理复习：经典好题专项（电容器的动态分析）练习1．(多选)(2023ꞏ仲元中学高二期中)如图所示平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。
实验中极板所带电荷量不变，下列说法正确的是()A．在A、B两板间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板，电容C变小B．在A、B间紧贴极板平行插入厚度小于极板间距的铝板，静电计指针张角变大C．将B板向上平移少许，静电计指针张角变大D．将B板向左平移少许，两极板间电场强度不变2. 如图所示，一对面积较大的平行板电容器AB水平放置，A板带正电荷，B板接地，P为两板中点，使A、B分别以中心点O、O′为轴在竖直平面内转过一个相同的小角度θ，下列结论正确的是()A．电容器AB的电容不变B．两板间电场强度变大C．两板间的P点电势增大D．两板间的P点电势降低3．某同学将密立根油滴实验简化为如图所示的装置，在真空环境下带电油滴从喷雾器的喷嘴喷出，落到平行板电容器两极板间，调节两极板间的电压U，恰使某个油滴悬浮在P点。
现保持两极板间的电压U不变，已知油滴质量为m，两板间距为d，重力加速度大小为g，电容器的下极板接地。
下列说法正确的是()A ．油滴带负电，电荷量为q ＝2mgd UB ．若只增大两极板间距d ，该油滴将向上加速运动C ．若只将正极板下移一小段距离，油滴的电势能减小D ．若只将负极板下移一小段距离，P 处的电势降低4. (2023ꞏ惠州市实验中学高二期中)近年来医用口罩需求陡增，熔喷布是医用口罩的最核心的材料。
工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A 、B 为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G 是灵敏电流计。
熔喷布匀速从两极板间穿过，当熔喷布的厚度变薄时会导致相对介电常数变小，则熔喷布( )A ．突然变薄，电容器两端电压会变大B ．突然变薄，电容器的电容会变大C ．突然变厚，A 、B 两个极板间的电场会变弱D ．突然变厚，会有自b 向a 的电流5．研究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置如图所示。
电容器动态分析专题训练含答案
电容器动态分析练习题一．选择题（共10小题）1．（2016•天津）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，E P表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A．θ增大，E增大B．θ增大，E P不变C．θ减小，E P增大D．θ减小，E不变2．（2016•新疆）如图所示的平行板电容器，B板固定，要减小电容器的电容，其中较合理的办法是（）A．A板右移 B．A板上移C．插入电解质D．增加极板上的电荷量3．（2016•湖南校级模拟）如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是（）A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．B．Q变小，C变小，U不变，E不变C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变小，E变小4．（2016•湖南模拟）传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（）A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转D．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转5．（2016•桂林一模）如图所示，一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内，当开关S 闭合，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ．则（）A．当开关S断开时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大B．当开关S断开时，若增大平行板间的距离，则夹角θ增大C．当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大D．当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ减小6．（2016•诏安县校级模拟）如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量Q不变．设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．下列关于实验现象的描述正确的是（）A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，减小d，则θ不变C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持S、d不变，在两板间插入电介质，则θ变大7．（2016•江苏模拟）如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，平行板电容器的电容为C．实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是（）A．保持d不变，减小S，则C变小，θ变大B．保持d不变，减小S，则C变大，θ变大C．保持S不变，增大d，则C变小，θ变大D．保持S不变，增大d，则C变大，θ变大8．（2016•中山市模拟）如图所示，平行板电容器与电动势为E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P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（）A．平行板电容器的电容值将变大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9．（2016•铜仁市校级模拟）如图所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′处垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则P在电场内将做（）A．匀运直线运动B．水平向右的匀加速直线运动C．斜向右下方的匀加速直线运动D．曲线运动10．（2016•肇庆三模）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P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（）A．静电计指针张角变小B．平行板电容器的电容将变大C．带电油滴的电势能将增大D．若先将电容器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电容器动态分析练习题参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2016•天津）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，E P表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A．θ增大，E增大B．θ增大，E P不变C．θ减小，E P增大D．θ减小，E不变【分析】电容器充电后断开电源，极板上的电量不变；根据电容器的定义式可分析电容的变化，再根据决定式分析电压的变化，从而分析静电计指针夹角的变化；根据U=Ed分析电场强度的变化；根据电势与电势差之间的关系可分析P点电势，再由电势分析电势能的变化．【解答】解：电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据C=可知，电容C增大，则根据C=可知，电压U减小；故静电计指针偏角减小；两板间的电场强度E===；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；再根据设P与下极板距离为l，则P点的电势φP=El，电势能E P=ELq；因此电荷在P点的电势能保持不变；故D正确，ABC错误；故选：D．2．（2016•新疆）如图所示的平行板电容器，B板固定，要减小电容器的电容，其中较合理的办法是（）A．A板右移 B．A板上移C．插入电解质D．增加极板上的电荷量【分析】平行板电容的电容取决于极板间的距离、正对面积及介电常数，与电压及电荷量无关．【解答】解：由C=ɛ可知，当增大d、减小电介质和减小正对面积时，可减小电容；而C与电压及电荷量无关，故只有B正确，ACD错误；故选：B．3．（2016•湖南校级模拟）如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是（）A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．Q变小，C变小，U不变，E不变C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变小，E变小【分析】电容器与电源断开，电量保持不变，增大两极板间距离时，根据C=，判断电容的变化，根据U=判断电势差的变化，根据E=，判断电场强度的变化．【解答】解：电容器与电源断开，电量保持不变，增大两极板间距离时，根据C=，知电容C变小，根据U=，知两极板间的电势差U变大，根据E==，知电场强度E不变．故C正确，A、B、D错误．故选C．4．（2016•湖南模拟）传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（）A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转D．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转【分析】根据电容的决定式分析F、h与电容器所带电量的关系，分析电路中电流的方向，判断电流表指针偏转方向．【解答】解：A、当乙传感器接入电路实验时，若F变小，电容器两极板间的距离增大，根据电容的决定式C=得知，电容减小，而电压不变，则由Q=CU可知，电容器所带的电量减小，电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转．故A错误．B、当乙传感器接入电路实验时，若F变大，电容器两极板间的距离减小，根据电容的决定式C=得知，电容增大，而电压不变，则由Q=CU可知，电容器所带的电量增加，电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转．故B正确．C、当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，两电极正对面积增大，电容增大，而电压不变，则电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转．故C 错误．D、当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，两电极正对面积减小，电容减小，而电压不变，则电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转．故D 正确．故选BD5．（2016•桂林一模）如图所示，一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内，当开关S 闭合，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ．则（）A．当开关S断开时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大B．当开关S断开时，若增大平行板间的距离，则夹角θ增大C．当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大D．当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ减小【分析】小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，断开开关S，电容器所带的电量不变．保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变；先分析板间场强的变化，再判断夹角的变化．【解答】解：AB、当断开开关S时，电容器所带的电量不变，由电容器的定义式C=、电容的定义式C=和E=结合得E=，则知电容器板间距离d变化时，板间场强E 不变，小球所受的电场力不变，则θ不变．故A、B错误．CD、保持开关S闭合，电容器两端间的电势差U不变，若减小平行板间的距离，由E=知，板间的电场强度E增大，小球所受的电场力变大，则θ增大．故C正确，D错误．故选：C6．（2016•诏安县校级模拟）如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差．实验中保持极板上的电荷量Q不变．设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．下列关于实验现象的描述正确的是（）A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，减小d，则θ不变C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持S、d不变，在两板间插入电介质，则θ变大【分析】静电计指针偏角大小表示极板间电势差的大小，抓住电量不变，根据U=，通过C的变化，从而判断U的变化．【解答】解：A、根据电容的定义式C=，保持S不变，增大d，电容C减小，再根据U=，知U增大，所以θ变大，故A正确；B、根据电容的定义式C=，保持S不变，减小d，电容C增大，再根据U=，知U 减小，所以θ变小，故B错误；C、保持d不变，减小S，电容减小，再根据U=，知U增大，所以θ变大．故C错误；D、根据电容的定义式C=，保持S、d不变，在两板间插入电介质，则电容增大，根据U=，知U减小，则θ变小，故D错误．故选：A．7．（2016•江苏模拟）如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，平行板电容器的电容为C．实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是（）A．保持d不变，减小S，则C变小，θ变大B．保持d不变，减小S，则C变大，θ变大C．保持S不变，增大d，则C变小，θ变大D．保持S不变，增大d，则C变大，θ变大【分析】静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角θ越大．根据电容的决定式C=分析极板间距离、正对面积变化时电容的变化情况，由于极板所带电荷量不变，再由电容的定义式C=分析板间电势差的变化，即可再确定静电计指针的偏角变化情况．【解答】解：AB、根据电容的决定式C=得知，当保持d不变，减小S，则C变小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角θ变大．故A正确，B错误．CD、根据电容的决定式C=得知，保持S不变，增大d，则C变小，电容器极板所带的电荷量Q不变，则由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大，故C正确，D错误．故选：AC．8．（2016•中山市模拟）如图所示，平行板电容器与电动势为E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P 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（）A．平行板电容器的电容值将变大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【分析】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d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．【解答】解：A、根据C=知，d增大，则电容减小．故A错误．B、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变．故B错误．C、电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小．故C正确．D、电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变．故D正确．故选CD．9．（2016•铜仁市校级模拟）如图所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O′处垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则P在电场内将做（）A．匀运直线运动B．水平向右的匀加速直线运动C．斜向右下方的匀加速直线运动D．曲线运动【分析】题中带电液滴P原来在水平放置的a、b金属板间的电场内处于静止状态，说明处于平衡状态，竖直向上的电场力大小等于重力的大小，当两平行金属板a、b分别以O、0′中心为轴在竖直平面内转过相同的较小角度θ，然后释放P，此时P受到重力、电场力，合力向右，故P向右的匀加速直线运动．【解答】解：当a、b金属板水平放置时，带电液滴P在电场内处于静止状态，说明处于平衡状态，竖直向上的电场力大小等于重力的大小．当两平行金属板a、b分别以O、0′中心为轴在竖直平面内转过相同的较小角度α，然后释放P，此时P受到竖直向下的重力、垂直金属板的电场力，电场力方向与竖直方向的夹角为α，如图．设板间距离原来为d，则由几何知识得知：转过α角时，板间距离为dcosα，板间场强为E=，电场力为F=qE=，电场力方向与竖直方向的夹角为α，竖直方向的分力为Fcosα=．而原来液滴处于静止状态，即有mg=qE=q，则得此时液滴竖直方向受力平衡，合力水平向右，故P将水平向右作匀加速直线运动．故B正确．故选B10．（2016•肇庆三模）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P 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（）A．静电计指针张角变小B．平行板电容器的电容将变大C．带电油滴的电势能将增大D．若先将电容器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【分析】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d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．【解答】解：现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距增大，A、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变．故A错误．B、根据C=知，d增大，则电容减小．故B错误．C、电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小．故C错误．D、若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，则电荷量不变，d改变，根据E===，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变．故D正确．故选：D．。
高考物理一轮复习专题56电容器及其动态分析问题练习(含解析)
专题56 电容器及其动态分析问题1．[2021·长沙一模]如图是中国宁波公交使用的全球首创超级电容储能式无轨电车．该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把80%以上的动能转化成电能回收储存再使用．这种电车的核心元器件是“3V，12000F”超级电容器，该电容器能反复充、放电100万次，使用寿命长达十年．下列说法正确的是( )A．电容器放电的过程中，电荷量逐渐减少，电容也逐渐减小B．电容器充电的过程中，电荷量逐渐增加，电容保持不变C．电容器放电的过程中，电荷量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变D．若该电容器从电荷量为零到充满电用时30s，则充电的平均电流为3600A2．(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带电，则下列判断正确的是( )A.增大两极板间的距离，指针张角变大B．将A板稍微上移，静电计指针张角变大C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零3．[2020·全国卷Ⅰ]图(a)所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压U c.如果U c随时间t的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R两端电压U R随时间t变化的图像中，正确的是( )4．[2021·江西赣州模拟]如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略，一带负电油滴被固定于电容器中的P 点．现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是( ) A．平行板电容器的电容将变小B．带电油滴的电势能将减少C．静电计指针张角变小D．若将上极板与电源正极断开后再将下极板左移一小段距离，则带电油滴所受电场力不变5．[2021·湖南株洲一模]如图所示，R是一个定值电阻，A、B为水平正对放置的两块平行金属板，两板间带电微粒P处于静止状态，则下列说法正确的是( )A．若增大A、B两金属板的间距，则有向右的电流通过电阻RB．若增大A、B两金属板的间距，P将向上运动C．若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，P将向上运动D．若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，P将向上运动6.如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点．将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是( ) A．电容器的电容增加B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流C．A、B两板间的电场强度增大D．P点电势升高7．[情境创新](多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力，感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时( )A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照8．[2021·五省名校联考]如图所示，水平金属板A 、B 保持与电源连接，板间有一带电油滴处于静止状态．现将A 板右端向上移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴( )A ．保持静止B ．向左下方运动C ．竖直向上运动D ．竖直向下运动专题56 电容器及其动态分析问题1．B 电容是电容器本身的性质，故无论电容器是在放电过程中还是在充电过程中，电容的大小都不会随着电荷量的改变而改变，选项B 正确，A 错误；电容器放电过程中，电荷量逐渐减少到零，电容器两极板间的电压逐渐减小为零，选项C 错误；若该电容器从电荷量为零到充满电用时30s ，则充电的平均电流为I ＝Q t ＝CU t ＝12000×330A ＝1200A ，选项D 错误． 2．AB 电势差U 变大(小)，指针张角变大(小)，电容器所带电荷量一定，由公式C ＝εr S 4πkd知，当d 变大时，C 变小，由C ＝Q U 得U 变大，指针张角变大；当A 板上移时，正对面积S 变小，C 变小，U 变大；当插入玻璃板时，C 变大，U 变小；当将A 板拿走时，相当于使d 更大，C 更小，故U 应更大．A 、B 选项正确．3．A 根据图(b)知，在2～3s 时间内，电容器两端的电压恒定不变，电路中电流为零，故电阻两端电压为零，故D 项错误；在1～2s 时间内，电容器两端的电压均匀增大，电容器处于充电过程，在3～5s 时间内，电容器两端的电压均匀减小，电容器处于放电过程，两个过程通过电阻R 的电流方向相反，则这两段时间内电阻两端的电压值必定一正一负，故B 项错误；由于充电时间比放电时间短，因此充电电流I充比放电电流I放大，则充电时电阻两端电压值大于放电时电阻两端的电压值，故A项正确，C项错误．4．B 5.C 6.B7．BD 车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由题图乙可知，当车轮经过感应线时电流先增大后减小，然后反向增大再减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故D正确．8．B 开始带电油滴处于静止状态有mg＝Eq，电场力竖直向上，当右端向上移动一小段距离时，电场力方向改变，偏左上方与上极板垂直，竖直分量小于重力，竖直方向上合力向下，与水平向左分量合力方向指向左下方，B正确．。
高考物理一轮复习学案：电容器及电容器的动态分析
电容器及电容器的动态分析一、知识点梳理类型 解题关键电容器与电源断开（ ）不变电容器与电源连接（ ）不变平行板电容器动态的分析思路确定不变量 电容器保持与（ ）相连U 不变；电容器充电后与电源断开，Q 不变判断电容变化 由决定式C ＝（ ）确定电容器电容的变化判断Q 或U 的变化 由定义式C ＝Q U判断电容器所带电荷量Q 或两极板间电压U 的变化判断场强的变化由E ＝（ ）分析电容器两极板间场强的变化二、练习题1.如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，两板间有一个带负电的试探电荷固定在P 点。
静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地。
以E 表示两板间的电场强度，φ表示P 点的电势，E p 表示该试探电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。
若保持负极板不动，将正极板缓慢向右平移一小段距离(静电计所带电荷量可忽略不计)，各物理量变化情况描述正确的是( )A ．E 增大，φ降低，E p 减小，θ增大B ．E 不变，φ降低，E p 增大，θ减小C ．E 不变，φ升高，E p 减小，θ减小D ．E 减小，φ升高，E p 减小，θ减小解析：选C 将正极板向右水平移动，两板间距减小，根据C ＝εr S 4πkd 可知，电容C增大，因电容器充电后与电源断开，则电容器的电荷量Q 不变，由C ＝Q U得知U 减小，因此夹角θ减小，再由E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQεr S可知E 不变；P 点到正极板的距离减小，且正极板接地，由U ＝Ed 知，P 点电势φ升高，负电荷在P 点的电势能E p 减小，故只有C 正确。
2．（多选)如图，某电容器由两水平放置的半圆形金属板组成，板间为真空。
两金属板分别与电源两极相连，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。
起初两极板边缘对齐，然后上极板转过10°，并使两极板间距减小到原来的一半。
假设变化前后均有一电子由静止从上极板运动到下极板。
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电容器的电容及其动态变化问题1. (多选)下列关于电容器的叙述正确的是( )A.电容器是储存电荷和电能的容器B.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器C.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和D.电容器的充电过程是将其他的能转化成电容器的电能并储存起来2.对于电容器,下列说法正确的是（ ）A.电容器所带的电荷量越多,电容越大B.电容器两极板间的电势差越大,电容越大C.电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍D.电容器两极板间的电势差减小到原来的21，它的电容也减小到原来的213.(多选)一个电容器的规格是“10μF 50 V”，则（ ）A.这个电容器的电容为10μF .B.这个电容器加上50V 电压时,电容才是10μFC.这个电容器的击穿电压高于50VD.这个电容器没有电压时,电容为04.关于右侧四幅图的叙述正确的是( )A.图甲为可变电容器,动片旋出时可以使其与定片的距离增大,从而改变电容B. 图乙为莱顿瓶,极板，可以用来储存电荷C.图丙中电容器只要与电源相连,电流表的示数始终不为零.D.图丁所示是电解电容器,击穿电压为80V5.电源、开关平行板电容器连成如图电路.闭合开关S,电源对电容器充电后，电容器带电量为Q,板间电压为U,板间电场强度大小为0E .则下列说法正确的是( )A.若将A 板下移少许,Q 增大;U 减小;0E 不变B.若将A 板下移少许,Q 不变;U 减小;0E 减小C.若断开开关,若将A 板下移少许,Q 增大;U 不变;0E 增大D.若断开开关,若将A 板下移少许,Q 不变;U 减小;0E 不变6.（多选）如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置.设两极板的正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ,平行板电容器的电容为C.实验中极板所带电荷量可视为不变,则下列关于实验的分析正确的是( )A.保持d 不变,减小S,则C变小,θ变大B.保持d 不变,减小S,则C 变大,θ变大C.保持S 不变,增大d,则C 变小,θ变大D.保持S 不变,增大d.则C 变大,θ变大7.图所示,平行板a 、b 组成的电容器与电池E 连接，平行板电容器P 处固定 放置一带负电的点电荷,平行板b 接地.( )A.点电荷所受电场力增大B.点电荷在P 处的电势能减少C.P 点电势减小D.电容器的带电量增加8.(2009 福建卷)如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( ).A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.P 点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大9.(多选)如图所示，两块较大的金属板A 、B 平行放置并与一电源相连,S 闭合后,两板间有一质量为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.若将A 板向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 中有b→a 的电流B.若将A 板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G 中有b→a 的电流C.若将S 断开，则油滴立即做自由落体运动,G 中无电流 D.若将S 断开,再将A 板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G 中有b→a 的电流10.(2011.天津卷)板间距为d 的平行板电容器所带电Q 时,两极板间电势差为1U ,板间场强为1E .现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为d 21,其他条件不变,这时两极板间电势差为2U ,板间场强为2E ，下列说法正确的是( ).A.2U =1U 2E =1EB.2U =12U 2E =14EC.2U =1U 2E =12ED.2U =12U 2E =12E11.如图所示，电容器为平行板电容器,G 为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计,闭合开关S 后,下列说法正确的是( )A.若只在平行板电容器两板间插入电介质,电容器的两板间电压将增大B.若只在平行板电容器两板间插入电介质，电容器的电容将保持不变 C.若只将滑动变阻器的滑片P 向上移动，则电容器 储存的电荷量将增加D.若只将电容器下极板向下移动一小段距离，此过 程电流计中有从a 到b 方向的电流12.(2016 天津卷)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板间有一固定在P 点的点电荷,以E 表示两板间的电场强度,p E 表示点电荷在P 点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( ).A.θ增大,E 增大B.θ增大,p E 不变C.θ减小,p E 增大D.θ减小,E 不变13.如图,平行板电容器经开关S 与电源连接,C 点所在的空间位置不变且始终处 于由带电平板所激发的匀强电场中，选取B 板的电势为零,关于C 点电势的变化情况,以下说法正确的是( )A.开关S 闭合,将A 板上移一小段距离,极板间电场强度变弱,C 点电势升高B.开关S 闭合,将B 板上移一小段距离,极板间电场强度变强,C 点电势升高C.开关S 先闭合后断开，然后将A 板上移一小段距离,场强不变,C 点电势升高D.开关S 先闭合后断开,然后将B 板下移一小段距 离,场强不变,C 点电势升高14. (多选)如图所示,M 为中间插有电介质的电容器,a 和b 为其两极板,a 板接地;P 和D 为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P 板与b 板用导线相连,D 板接地。
开始时悬线静止在竖直方向，在b 板带电后,悬线偏转了角度α后静止。
在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是( )A.取出a 、b 两极板间的电介质B.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质C.缩小a 、b 间的距离D.加大a 、b 间的距离15. （多选）如图所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为∞)连接,电源负极接地.开始时电容器不带电,闭合开关S,稳定后,一带电油滴恰能静止在电容器中P 点.在开关S 保持闭合的状态下，下列说法正确的是( ).A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时,带电油滴会向上运动B.当电容器的上极板向上移动时,带电油滴会向下运动C.当电容器的下极板向下移动时,P 点的电势不变D.当电容器的下极板向左移动时,P 点的电势会升高16.(多选)如图所示,平行板电容器两极板水平放置,极板A 在上方,极板B 在下方,现将其和二极管串联接在电源上,二极管具有单向导电性,已知极板A 和电源正极相连,一带电小球沿A 、B 中心水平射人，打在B 极板上的N 点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A 板来改变两极板A 、B 间距(两极板仍平行),则下列说法正确的是( )A.若小球带正电,当A 、B 间距增大时,小球打在N 的右侧B.若小球带正电,当A 、B 间距减小时,小球打在N 的左侧C.若小球带负电,当A 、B 间距增大时,小球打在N 的 左侧D.若小球带负电,当AB 间距减小时,小球可能打在N 的右侧17.某电容式话筒的原理示意图如图所示,E 为电源源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属极板.对着话筒说话时,P 振动而Q 可视为不动( ).A.P 、Q 构成的电容器的电容增大B.P 上电荷量保持不变，C.M 点的电势比N 点的低D.M 点的电势比N 点的高18.如图,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置,极板间距为d;在下极板上叠放意厚度为l 的金属板,其上部空间-有一带电粒子P 静止在电容器中.当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P 开始运动.重力加速度为g.粒子运动的加速度为( ). A.g d l B.g dl d - C.g l d l - D.g ld d -19. 如图所示,平行板电容器竖直放置,与直流电源相连，开始时两板M 、N 错开(图中实线所在位置),M 板固定,并接地,两板间P 点固定一带正电的粒子,则( ).A.开关K 闭合,N 板缓慢向下移到虚线所在位置,两板间的电压先 增大后减小B.开关K 闭合,N 板缓慢向下移到虚线所在位置,两极板.的带电荷量先增大后减小C.开关K 断开,N 板缓慢向下移到虚线所在位置,带电粒子的电势能先增大后减小D.开关K 断开,N 板缓慢向下移到虚线所在位置,,电容器 贮存的电场能先增大后减小20.如图所示，一平行板电容器的电容为C,两板间的距离为d,上板带正电,电量为Q,下板带负电,电量也为Q,它们产生的电场在很远处的电势为零.两个带异号 电荷的小球用一绝缘刚性杆相连,小球的电量都为q,杆长为l ,且l <d.现将它们从很远处移到电容器内两板之间,处于图示的静止状态(杆与板面垂直) ,在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于(设两球移动过程中极板上电荷分布不变)( ). A.CdQlq B.0 C.)1(-d Cd Qq D.Qd Clq21.(多选)两个相同的电容器A 和B 如图连接，它们的极板均水平放置,当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时,电容器A 中的一带电粒子恰好静止，现将电容器B 的一极板沿水平方向移动使两极板错开，移动后两极板仍然处于水平位置,且两极板的间距不变,这时带电粒子的加速度大小为g1,忽略电场的边缘效应,则( )A.电容器A 的电压增加,带电粒子加速向上运动B.电容器A 的带电荷量增加为原来的2倍C.电容器B 的正对面积减少到原来的31 D.电容器B 间的电场强度保持不变22.如图所示,相距为d,水平放置的两平行金属板a、b的电容为C,开始时两板均不带电,a板接地且中央有孔.现将带电荷量为q、质量为m的带电液一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度的滴下，竖直落到b板上层,电荷全部被b板吸收(重力加速度为g,不计阻力),试求:(1)能够到达b板的液滴数不会超过多少?(2)若能够到达b板的液滴数为k,第k+1滴液滴将如何运动?答案1. ABD2.C3.AC4.B 丁为电解电容器额定电压80V,小于击穿电压5.D6.AC7.B8.B9.AB 10.C 11.C 12.D 13.D 14.AD15.AD 16.BD 17.D 18.A 19.B 20.A 21.AC22.设第k 滴液滴刚好能到达b 板,则第k 滴液滴进入两板间时，前(k-1)滴液滴已建立电场,由Q 、C .求出U 和E,对第k 滴液滴应用动能定理即可求解.(1)前(k-1)滴液滴已建立的电场为:Cdq k d U E C q k C Q U )1(,)1(-==-== 对第k 滴液滴应用动能定理有:0)(=-+qEd d h mg0)1()(=--+d Cd q k qd h mg 1)(2++=q d h mgC k (2)由题意，第(k+1)滴液滴进入两板间后做减速运动且已无法到达b 板，它所受电场力大于重力，因而将反向跳出a 板中央的小孔，然后再无初速度的滴下.所 以第(k+1)滴液滴将在板内外做上、下往复运动。