2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：电容器及应用
一、单选题
1．（2022高二上·湖北月考）如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是（ ）
A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大
B．若仅增大A，B板间距离，则电容器所带电荷量增大
C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加
D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
2．（2022高二上·黑龙江月考）下列说法正确的是（ ）
A．电容器所带的带电量越多，说明它的电容越大
B．把一根均匀金属丝等分成等长的两段，则每部分的电阻率也变为原来的一半
C．电动势的单位跟电压的单位一样，都是伏特，所以电动势就是电压
D．串并联组合电路中其中任意一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻必会增大
3．（2022高二上·河南月考）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中央有一小孔。质量为m、电荷量为q的带正电小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔后继续做匀加速直线运动且加速度大于重力加速度，到达下极板处速度为，不计空气的阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球到达小孔处的速度为
B．电容器的上极板带负电
C．小球在两极板间的运动时间为
D．电容器的带电量为
4．（2022高二上·河南月考）“超级电容”是新型电容，比传统的电容器的电容大得多，可以用来储能，对外供能。如图所示是某同学利用超级电容储能和对外供电的电路图。其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表，单刀双掷开关接通1，电容器充电，接通2，电容器放电。放电过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数随电容器的电荷量均匀减小
B．电流表的示数恒定
C．电压表与电流表示数之比减小
D．电压表示数的最大值可能比电源电压大
5．（2022高二上·保定月考）如图所示，、闭合时，一质量为m、带电荷量为q的小球，静止在电容器的A、B两平行金属板间。现保持闭合，将断开，然后将B板向下平移到图中虚线位置，则下列说法正确的是（ ）
A．小球带正电
B．调节可使A，B间电势差不变
C．A板的电势比电路中Q点的电势高
D．小球的电势能增加
6．（2022高三上·邯郸开学考）探究影响平行板电容器电容的有关因素的实验装置如图所示，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前，如果只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触，不能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，两板间电场强度不变，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，两板间电场强度减小，静电计指针的张角变小
D．实验中，只将电容器b板向左平移，两板间电场强度增大，静电计指针的张角变大
7．（2022高三上·安徽开学考）如图所示，带有等量异种电荷的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距为d，在极板之间有一质量为m、电荷量大小为q的带电小球P处于静止状态。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球P带负电
B．电容器电量
C．若将上板向下缓慢平行移动一小段距离，小球P将向上运动
D．若将上板平行向左缓慢移动一小段距离，小球P将向下运动
8．（2022高二上·营口开学考）心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对放置在心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏使其恢复正常跳动。某次该心脏除颤器的电容器电容为，充电后电容器的电压为，则电容器放电至0 的过程中释放的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
9．（2022高三上·北京市开学考）在如图所示的电路中，电源的内阻可忽略不计，R为定值电阻，平行板电容器C两极板间充有某种电介质。在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中（ ）
A．电阻R上不会产生焦耳热 B．电容器的电容不变
C．电阻R中有从a流向b的电流 D．电阻R中有从b流向a的电流
二、多选题
10．（2022高二上·贵州开学考）平行金属板A、B水平放置，构成平行板电容器，下极板B接地，与电阻箱、定值电阻、电源E、滑动变阻器R组成如图所示电路，滑动变阻器R的滑片置于中间位置。下列说法正确的是（ ）
A．上极板A带正电，下极板B不带电
B．仅增加极板A，B间的距离，极板带电量减小
C．仅增大电阻箱的阻值，电容器两端电压减小
D．仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，极板带电量增大
11．（2022高二上·河南月考）如图所示，平行板电容器的N板与静电计的金属球连接，M板和静电计外壳同时接地，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差，撤去电源后，以下说法正确的是（ ）
A．仅增大两板间的距离，静电计指针张角变小
B．仅将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角变小
C．仅将M板稍微上移，静电计指针张角变大
D．仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，静电计指针张角变大
12．（2022高三上·靖远开学考）如图所示，一电容器由A、B两块竖直正对的金属板构成，正极板B接地，A板可自由向左移动，电容器充电后与电源断开，一负试探电荷固定在A、B两板间的P点，若保持B板不动，用外力F将A板水平向左缓慢平移一小段距离，则该过程中板间电场的电场强度大小E、电容器的电容C、P点的电势、外力F做的功W随A板位移大小x变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、实验探究题
13．（2022高二上·河南月考）如图甲所示连接电路，当单刀双掷开关S掷向1端，电源向电容器充电。然后将开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化的曲线。
（1）开关S掷向2端时，流经电流传感器的电流方向 （填“从A到B”或“从B到A”）；
（2）放电过程中电容器的电荷量Q 、电容C （均填“变大”“变小”或“不变”） ；
（3）根据所学内容，试猜想I—t图像中曲线与坐标轴围成的面积可能表示电容器的_____（填选项前字母）。
A．电容C B．电压U C．电荷量Q
14．（2022高三上·浙江开学考）某兴趣小组利用图1所示的电路，把开关掷向a对给定电容值为C的电容器充电。R表示接入的电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，得到i－t图后经过计算机软件处理得到如图所示的q－t曲线如图2中①②所示。
（1）根据q－t图像以下判断正确的是( )
A．①②两条曲线不同是E的改变造成的
B．①②两条曲线不同是R的改变造成的
C．需要对电容器快速充电时，R越小越好
D．需要对电容器快速充电时，R越大越好
（2）小明同学利用图3和图4的电路图连接电路，分别完成了“测量电源电动势和内阻”和“测量某一段长度已知的电阻丝的电阻率”两个实验，两个电路使用同一电源。
①图5是该同学根据实验测得的数据在同一坐标轴上同时作出两个实验的U－I图像，下列说法正确的是()
A．图3中电压表的内阻对实验结果无影响；
B．图4中电压表的内阻对实验结果无影响；
C．图5可知，电源的电动势为1.49V，内阻为2.5Ω；
D．在测量的电阻时，若将滑动变阻器移到最右端，消耗的功率约为0.50W
（3）②如图6，用螺旋测微器测得该电阻丝的直径d＝ mm，根据实验所选的电表量程，电压表的示数U＝ V。
四、综合题
15．（2022高二上·南京开学考）按图甲所示连接电路，当开关S闭合时，电源将使电容器两极板带上等量异种电荷，这一个过程叫做电容器充电．已知电容器的电容为C，电源电动势大小为E．
（1）求充电结束后电容器所带的电荷量Q．
（2）为了检验第（1）问结果是否正确，在图甲中用电流传感器观察到充电时，电路中电流随时间变化的i - t曲线如图乙所示，其中为已知量．类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，我们学习了用v - t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，估算充电结束后电容器所带的电荷量的大小．
（3）电容器在充电过程中，两极板间的电压u随所带电荷量q增多而增大，储存的能量增大．请在图丙中画出电容器充电过程中的u - q图像，并借助图像求出充电结束后电容器储存的能量E0．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；电路动态分析
【解析】【解答】A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，R2所在支路有电容器，是被断路的，则I、U均保持不变；A不符合题意；
B．根据
因电容器两端电压U不变，若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少，B不符合题意；
C．若仅用更强的光照射R1，电阻随光照强度的增大而减小，总电阻减小，总电流变大，则I增大，U应当减小；R3的电压变大，电容器两端的电压减小，根据Q=CU
可知，电容器电荷量减小，C不符合题意；
D．根据全电路的欧姆定律有E=U+Ur
则外电路电压变化量的绝对值等于内电压变化量绝对值，即 U= Ur
故有
即U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值表示电源的内电阻，是不变的；D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电路的动态分析得出滑动触头移动过程电流和电压的变化情况，利用电容器的定义式以及决定式得出电容器所带电荷量的变化情况。
2．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；电阻定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】A．电容器电容只与电容器本身有关，与携带电荷无关，A不符合题意；
B．金属丝电阻率只与材料本身及温度有关，一根均匀金属丝等分成等长的两段，电阻率不变，B不符合题意；
C．电动势是描述电源内部非静电力做功的本领，而电压是描述静电力做功的本领，C不符合题意；
D．根据 ，
可知串并联组合电路中其中任意一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻必会增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电容器电容只与电容器本身有关，金属丝电阻率只与材料本身及温度有关，电动势是描述电源内部非静电力做功的本领，结合串并联电路总电阻的求解进行分析判断。
3．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．小球从开始下落到小孔处由自由落体运动的规律可得
解得小球在小孔处的速度为
A不符合题意；
B．带正电的小球穿过小孔后继续做匀加速直线运动且加速度大于重力加速度，则电场力向下，电场的方向向下，电容器的上极板带正电，B不符合题意；
C．由匀变速直线运动的规律可得小球在两极板间的运动时间为
C不符合题意；
D．由匀变速直线运动的规律可得
由牛顿第二定律可得
由电容的定义式可得
由匀强电场的电压与电势差的关系可得
综合解得
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】小球从开始下落到小孔处由自由落体运动的规律得出小球到达小孔处的速度，利用匀变速直线运动的规律以及牛顿第二定律和电容器的定义式得出两极板间的电势差，通过匀强电场电场强度的表达式得出电容器的电荷量。
4．【答案】A
【知识点】电容器及其应用；欧姆定律
【解析】【解答】A．根据电容定义式
可知放电过程中，电压表的示数随电容器的电荷量均匀减小，A符合题意；
BC．根据欧姆定律
可得
可知电流表的示数随着电压的减小而减小，电压表与电流表示数之比保持不变，BC不符合题意；
D．当电容器充完电后，电容器极板间电压等于电源电压；电容器放电过程，初始时，电压表示数最大，等于电源电压，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合电容器电容的定义式得出电容器所带电荷量的变化情况，通过欧姆定律得出电压表和电流表比值保持不变。
5．【答案】C
【知识点】电场强度和电场线；电容器及其应用
【解析】【解答】A．由于电容器上极板带正电，电场强度的方向向下，小球处于静止状态，受到电场力向上，因此小球带负电荷，A不符合题意；
B．电路稳定后，电阻R1两端的电势差为零，无论如何调整R1，对A、B间电势差没有影响，不能使A、B之间电势差不变，B不符合题意；
C．电键S2断开后，电容器的带电量保持不变，由于 ， ，
可得
电容器内部的电场强度保持不变，两板间的距离增大，电势差增大，由于B板电势为零，因此A板电势高于Q点的电势，C符合题意，
D．同理，小球所在处的电势与下极板的电势差增大，即小球所在处的电势 升高，由于小球带负电荷，根据
可知小球的电势能减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据两极板间的电场方向和共点力平衡得出小球所带的电性，结合电容器的定义式和决定式以及匀强电场电场强度的表达式得出电场强度的表达式，利用电势能的表达式判断电势能的变化情况。
6．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．实验前，只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触，a板带负电，由于感应起电，在电容器b板上将感应出异种电荷，A错误；
B．电容器b板向上平移，电容器带电量Q不变，正对面积S变小，由
可知，电容C变小，由电场强度
可知，E增大，由
可知，Q不变，U变大，因此静电计指针的张角变大，B错误；
C．插入有机玻璃板，相对介电常数变大，由
可知，电容C变大，由
可知，Q不变，U变小，因此静电计指针的张角变小，由
可知，E减小，C正确；
D．只将电容器b板向左平移，d增大，由
可知，C减小，由
可知，Q不变，U变大，静电计指针的张角变大，由
可知，E不变，D错误。
故选C。
【分析】当用带电的橡胶板与电容器接触后，电容器因为静电感应而带电；利用电荷量不变，结合电容的变化可以判别电压的变化进而判别静电计夹角的变化；利用电压与电场强度的关系可以判别电场强度的大小变化。
7．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；电容器及其应用
【解析】【解答】A．由于平行板电容器电场方向竖直向上，小球受到的电场力竖直向上，所以带正电，故A错误；
B．因为，，
所以
故B正确；
CD．根据，，
联立可得
若将上板向下缓慢平行移动一小段距离，电容器电量不变，改变距离场强不变，故小球仍静止；若将上板平行向左缓慢移动一小段距离，电容器电量不变，正对面积减小，场强变大，电场力变大，小球向上运动；故CD错误。
故选B。
【分析】利用电场力的方向可以判别小球的电性；利用平衡方程结合电容的定义式及场强与电势差的关系可以求出电容器电荷量的大小；当板间距离变化时，电场强度不变则小球保持静止；当板间正对面积减小时，电场强度增大则小球向上运动。
8．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】由解得，ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】根据电容器的定义式得出 电容器放电至0 的过程中释放的电荷量 。
9．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】B．根据
在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中，ε减小，C减小，B错误；
ACD．根据
解得
在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中，U不变，ε减小，Q减小，电容器顺时针放电，电阻R中有从a流向b的电流，根据焦耳定律，电阻R上会产生焦耳热，C正确，AD错误。
故选C。
【分析】根据电容器的决定式和定义式进行分析判断。
10．【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用；含容电路分析
【解析】【解答】A．上极板A带正电，下极板B带负电，A不符合题意；
B．仅增加极板A、B间的距离，根据
可知C减小，根据Q=CU
可知，极板带电量减小，B符合题意；
C．电容器两板间电压等于滑动变阻器两端的电压，则仅增大电阻箱 的阻值，电容器两端电压不变，C不符合题意；
D．仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，滑动变阻器阻值变大，则总电流减小，R2及电源内阻上的电压减小，滑动变阻器两端的电压变大，即电容器两端的电压变大，根据Q=CU
可知极板带电量增大，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用电流的方向可以判别极板的电性；利用电容的决定式可以判别电容的大小变化，结合定义式可以判别电荷量的大小变化；当R1的电阻增大时，对电容器的电压没有影响；当滑动变阻器向b端滑动时，则电容器两端电压增大，结合电容不变可以判别电荷量增大。
11．【答案】B,C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．静电计的原理是电势差U变大（小）时，指针张角变大（小）。由公式
知，当d变大时，C变小，因电容器带电量Q一定，则由
得U变大，指针张角变大，A不符合题意；
B．当插入玻璃板时，相对介电常数 增大，则C变大，电量Q一定，U变小，指针张角变小，B符合题意；
C．当M板上移时，极板正对面积S变小，则C变小，电量Q一定，U变大，指针张角变大，C符合题意；
D．仅在M、N之间插入金属板，板间距离减小，则电容C增大，电量Q一定，板间电压U减小，静电计指针张角变小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】结合电容器的决定式以及电容器的定义式得出两极板间的电势差变化情况，从而得出静电计张角的变化情况。
12．【答案】A,D
【知识点】电容器及其应用；匀强电场电势差与场强的关系；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．根据题意，该过程中，电容器的电荷量Q不变，由、和可得
因此E与A板的位移大小x无关，故A正确：
B．由公式可知，当x增大时，C减小，但C随x变化的关系图像不是一次函数图象，故B错误；
C．由于B板接地，且P点到B板的距离不变，因此P点的电势与x无关，但为负值，故C错误；
D．对A板，根据动能定理有
其中电场力恒定，解得
因此W与x成正比，故D正确。
故选AD。
【分析】根据电容器的决定式以及定义式和匀强电场电场强度的表达式得出电场强度与针对面积的关系，对A板，利用动能定理得出W与x的关系，并得出图像。
13．【答案】（1）从A到B
（2）变小；不变
（3）C
【知识点】电容器及其应用；欧姆定律
【解析】【解答】（1）开关S掷向1端时，电容器。上极板接电源的正极，故开关S掷向2端时，流经电流传感器的电流方向从A到B。
（2）放电过程中电容器的电荷量Q、电压U都变小，电容C不变。
（3）根据Q = It，则I—t图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。
【分析】（1）开关S掷向2端时根据电容器极板所带的电荷得出流经电流传感器的方向；
（2）根据电容器的定义式得出电容的变化情况；
（3）根据电流和电荷量的表达式得出I—t图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。
14．【答案】（1）B；C
（2）B；D
（3）0.495；0.80
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】（1）AB．最终电荷量稳定时，两条曲线的电荷量相同，根据可知，稳定时电压相同，则电源电压未发生变化，而充电的时间不同，说明电流强度不同，说明电路阻值变化，即 ①②两条曲线不同是R的改变造成的，故A错误，B正确；
CD．需要对电容器快速充电时，根据可知，电流越大越好，则电阻越小越好，故C正确，D错误。
故选BC。
（2）A．“测量电源电动势和内阻”实验时，若如图3所示采用相对电源的电流表外接法，则电流表所测电流是通过电源的电流和通过电压表的电流之和，根据并联分流原理可知，电压表内阻对测量结果有影响，故A错误；
B．“测量某一段长度已知的电阻丝的电阻率”实验，若如图4所示采用电流表内接法，无论电压表内阻多大，电压表所测电压都是电阻丝两端的电压，电压表内阻对实验结果无影响，故B正确；
C．根据闭合电路欧姆定律，有
故电源的图像斜率为负，斜率的绝对值表示内阻大小，由图可知内阻大小为
电源电动势为
故C错误；
D．根据图可知，待测电阻阻值约为
电源电动势为，内阻为，当将滑动变阻器移到最右端，消耗的功率
故D正确。
故选BD。
（3）由图可知，螺旋测微器读数为
电源电压为1.5V，则量程选3V，则读数为0.80V。
【分析】（1）由于电荷量相等，结合电容器电容不变可以判别电压相同；充电的时间不同说明电流强度不同，结合欧姆定律可以判别电阻大小不同；需要对电容器快速充电则电流越大越好，结合欧姆定律可以判别电阻越小越好；
（2）图3中电压表的内阻对测量电源电动势及内阻的大小有一定影响；图4中测量电阻的大小，其误差主要来自于电流表的分压作用；利用闭合电路的欧姆定律可以求出内阻和电动势的大小；结合欧姆定律可以求出待测电阻的大小，再利用电功率的表达式可以求出电阻消耗的功率大小；
（3）利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数；利用电压表的量程可以读出对应的读数。
15．【答案】（1）解：充电结束时，电容器两端电压等于电源的电动势，即：U = E
根据电容的定义： ，得：
（2）解：充电结束后电容器所带的电荷量等于i-t图线和横、纵轴所围的面积．
图乙中每一小格的面积为：
图线下约22小格，面积为：S = 21S0
所以电容器所带的电量：
（3）解：根据以上电容的定义可知： ，画出u- q图像如答图．
由图像可知，稳定后电容器储存的能量E0为u- q图线与横轴之间的面积： ，
代入得：
【知识点】电容器及其应用
【解析】【分析】（1）充电结束后，利用电动势的大小可以求出板间电压的大小，结合电容定义式可以求出电荷量的大小；
（2）已知电流和时间的关系，利用图象面积可以求出电容器电荷量的大小；
（3）已知电压的表达式，利用表达式可以画出对应的图象，结合图象面积可以求出能量的大小。
2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：电容器及应用
一、单选题
1．（2022高二上·湖北月考）如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是（ ）
A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大
B．若仅增大A，B板间距离，则电容器所带电荷量增大
C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加
D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
【答案】D
【知识点】电容器及其应用；电路动态分析
【解析】【解答】A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，R2所在支路有电容器，是被断路的，则I、U均保持不变；A不符合题意；
B．根据
因电容器两端电压U不变，若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少，B不符合题意；
C．若仅用更强的光照射R1，电阻随光照强度的增大而减小，总电阻减小，总电流变大，则I增大，U应当减小；R3的电压变大，电容器两端的电压减小，根据Q=CU
可知，电容器电荷量减小，C不符合题意；
D．根据全电路的欧姆定律有E=U+Ur
则外电路电压变化量的绝对值等于内电压变化量绝对值，即 U= Ur
故有
即U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值表示电源的内电阻，是不变的；D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电路的动态分析得出滑动触头移动过程电流和电压的变化情况，利用电容器的定义式以及决定式得出电容器所带电荷量的变化情况。
2．（2022高二上·黑龙江月考）下列说法正确的是（ ）
A．电容器所带的带电量越多，说明它的电容越大
B．把一根均匀金属丝等分成等长的两段，则每部分的电阻率也变为原来的一半
C．电动势的单位跟电压的单位一样，都是伏特，所以电动势就是电压
D．串并联组合电路中其中任意一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻必会增大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用；电阻定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】A．电容器电容只与电容器本身有关，与携带电荷无关，A不符合题意；
B．金属丝电阻率只与材料本身及温度有关，一根均匀金属丝等分成等长的两段，电阻率不变，B不符合题意；
C．电动势是描述电源内部非静电力做功的本领，而电压是描述静电力做功的本领，C不符合题意；
D．根据 ，
可知串并联组合电路中其中任意一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻必会增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电容器电容只与电容器本身有关，金属丝电阻率只与材料本身及温度有关，电动势是描述电源内部非静电力做功的本领，结合串并联电路总电阻的求解进行分析判断。
3．（2022高二上·河南月考）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中央有一小孔。质量为m、电荷量为q的带正电小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔后继续做匀加速直线运动且加速度大于重力加速度，到达下极板处速度为，不计空气的阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球到达小孔处的速度为
B．电容器的上极板带负电
C．小球在两极板间的运动时间为
D．电容器的带电量为
【答案】D
【知识点】电容器及其应用；匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A．小球从开始下落到小孔处由自由落体运动的规律可得
解得小球在小孔处的速度为
A不符合题意；
B．带正电的小球穿过小孔后继续做匀加速直线运动且加速度大于重力加速度，则电场力向下，电场的方向向下，电容器的上极板带正电，B不符合题意；
C．由匀变速直线运动的规律可得小球在两极板间的运动时间为
C不符合题意；
D．由匀变速直线运动的规律可得
由牛顿第二定律可得
由电容的定义式可得
由匀强电场的电压与电势差的关系可得
综合解得
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】小球从开始下落到小孔处由自由落体运动的规律得出小球到达小孔处的速度，利用匀变速直线运动的规律以及牛顿第二定律和电容器的定义式得出两极板间的电势差，通过匀强电场电场强度的表达式得出电容器的电荷量。
4．（2022高二上·河南月考）“超级电容”是新型电容，比传统的电容器的电容大得多，可以用来储能，对外供能。如图所示是某同学利用超级电容储能和对外供电的电路图。其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表，单刀双掷开关接通1，电容器充电，接通2，电容器放电。放电过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数随电容器的电荷量均匀减小
B．电流表的示数恒定
C．电压表与电流表示数之比减小
D．电压表示数的最大值可能比电源电压大
【答案】A
【知识点】电容器及其应用；欧姆定律
【解析】【解答】A．根据电容定义式
可知放电过程中，电压表的示数随电容器的电荷量均匀减小，A符合题意；
BC．根据欧姆定律
可得
可知电流表的示数随着电压的减小而减小，电压表与电流表示数之比保持不变，BC不符合题意；
D．当电容器充完电后，电容器极板间电压等于电源电压；电容器放电过程，初始时，电压表示数最大，等于电源电压，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】结合电容器电容的定义式得出电容器所带电荷量的变化情况，通过欧姆定律得出电压表和电流表比值保持不变。
5．（2022高二上·保定月考）如图所示，、闭合时，一质量为m、带电荷量为q的小球，静止在电容器的A、B两平行金属板间。现保持闭合，将断开，然后将B板向下平移到图中虚线位置，则下列说法正确的是（ ）
A．小球带正电
B．调节可使A，B间电势差不变
C．A板的电势比电路中Q点的电势高
D．小球的电势能增加
【答案】C
【知识点】电场强度和电场线；电容器及其应用
【解析】【解答】A．由于电容器上极板带正电，电场强度的方向向下，小球处于静止状态，受到电场力向上，因此小球带负电荷，A不符合题意；
B．电路稳定后，电阻R1两端的电势差为零，无论如何调整R1，对A、B间电势差没有影响，不能使A、B之间电势差不变，B不符合题意；
C．电键S2断开后，电容器的带电量保持不变，由于 ， ，
可得
电容器内部的电场强度保持不变，两板间的距离增大，电势差增大，由于B板电势为零，因此A板电势高于Q点的电势，C符合题意，
D．同理，小球所在处的电势与下极板的电势差增大，即小球所在处的电势 升高，由于小球带负电荷，根据
可知小球的电势能减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据两极板间的电场方向和共点力平衡得出小球所带的电性，结合电容器的定义式和决定式以及匀强电场电场强度的表达式得出电场强度的表达式，利用电势能的表达式判断电势能的变化情况。
6．（2022高三上·邯郸开学考）探究影响平行板电容器电容的有关因素的实验装置如图所示，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验前，如果只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触，不能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，两板间电场强度不变，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，两板间电场强度减小，静电计指针的张角变小
D．实验中，只将电容器b板向左平移，两板间电场强度增大，静电计指针的张角变大
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．实验前，只用与毛皮摩擦过的硬橡胶棒与电容器a板接触，a板带负电，由于感应起电，在电容器b板上将感应出异种电荷，A错误；
B．电容器b板向上平移，电容器带电量Q不变，正对面积S变小，由
可知，电容C变小，由电场强度
可知，E增大，由
可知，Q不变，U变大，因此静电计指针的张角变大，B错误；
C．插入有机玻璃板，相对介电常数变大，由
可知，电容C变大，由
可知，Q不变，U变小，因此静电计指针的张角变小，由
可知，E减小，C正确；
D．只将电容器b板向左平移，d增大，由
可知，C减小，由
可知，Q不变，U变大，静电计指针的张角变大，由
可知，E不变，D错误。
故选C。
【分析】当用带电的橡胶板与电容器接触后，电容器因为静电感应而带电；利用电荷量不变，结合电容的变化可以判别电压的变化进而判别静电计夹角的变化；利用电压与电场强度的关系可以判别电场强度的大小变化。
7．（2022高三上·安徽开学考）如图所示，带有等量异种电荷的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距为d，在极板之间有一质量为m、电荷量大小为q的带电小球P处于静止状态。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球P带负电
B．电容器电量
C．若将上板向下缓慢平行移动一小段距离，小球P将向上运动
D．若将上板平行向左缓慢移动一小段距离，小球P将向下运动
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；电容器及其应用
【解析】【解答】A．由于平行板电容器电场方向竖直向上，小球受到的电场力竖直向上，所以带正电，故A错误；
B．因为，，
所以
故B正确；
CD．根据，，
联立可得
若将上板向下缓慢平行移动一小段距离，电容器电量不变，改变距离场强不变，故小球仍静止；若将上板平行向左缓慢移动一小段距离，电容器电量不变，正对面积减小，场强变大，电场力变大，小球向上运动；故CD错误。
故选B。
【分析】利用电场力的方向可以判别小球的电性；利用平衡方程结合电容的定义式及场强与电势差的关系可以求出电容器电荷量的大小；当板间距离变化时，电场强度不变则小球保持静止；当板间正对面积减小时，电场强度增大则小球向上运动。
8．（2022高二上·营口开学考）心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对放置在心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏使其恢复正常跳动。某次该心脏除颤器的电容器电容为，充电后电容器的电压为，则电容器放电至0 的过程中释放的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】由解得，ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】根据电容器的定义式得出 电容器放电至0 的过程中释放的电荷量 。
9．（2022高三上·北京市开学考）在如图所示的电路中，电源的内阻可忽略不计，R为定值电阻，平行板电容器C两极板间充有某种电介质。在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中（ ）
A．电阻R上不会产生焦耳热 B．电容器的电容不变
C．电阻R中有从a流向b的电流 D．电阻R中有从b流向a的电流
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】B．根据
在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中，ε减小，C减小，B错误；
ACD．根据
解得
在将电容器两极板间的电介质抽出的过程中，U不变，ε减小，Q减小，电容器顺时针放电，电阻R中有从a流向b的电流，根据焦耳定律，电阻R上会产生焦耳热，C正确，AD错误。
故选C。
【分析】根据电容器的决定式和定义式进行分析判断。
二、多选题
10．（2022高二上·贵州开学考）平行金属板A、B水平放置，构成平行板电容器，下极板B接地，与电阻箱、定值电阻、电源E、滑动变阻器R组成如图所示电路，滑动变阻器R的滑片置于中间位置。下列说法正确的是（ ）
A．上极板A带正电，下极板B不带电
B．仅增加极板A，B间的距离，极板带电量减小
C．仅增大电阻箱的阻值，电容器两端电压减小
D．仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，极板带电量增大
【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用；含容电路分析
【解析】【解答】A．上极板A带正电，下极板B带负电，A不符合题意；
B．仅增加极板A、B间的距离，根据
可知C减小，根据Q=CU
可知，极板带电量减小，B符合题意；
C．电容器两板间电压等于滑动变阻器两端的电压，则仅增大电阻箱 的阻值，电容器两端电压不变，C不符合题意；
D．仅将滑动变阻器R的滑片向b端滑动，滑动变阻器阻值变大，则总电流减小，R2及电源内阻上的电压减小，滑动变阻器两端的电压变大，即电容器两端的电压变大，根据Q=CU
可知极板带电量增大，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用电流的方向可以判别极板的电性；利用电容的决定式可以判别电容的大小变化，结合定义式可以判别电荷量的大小变化；当R1的电阻增大时，对电容器的电压没有影响；当滑动变阻器向b端滑动时，则电容器两端电压增大，结合电容不变可以判别电荷量增大。
11．（2022高二上·河南月考）如图所示，平行板电容器的N板与静电计的金属球连接，M板和静电计外壳同时接地，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差，撤去电源后，以下说法正确的是（ ）
A．仅增大两板间的距离，静电计指针张角变小
B．仅将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角变小
C．仅将M板稍微上移，静电计指针张角变大
D．仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，静电计指针张角变大
【答案】B,C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．静电计的原理是电势差U变大（小）时，指针张角变大（小）。由公式
知，当d变大时，C变小，因电容器带电量Q一定，则由
得U变大，指针张角变大，A不符合题意；
B．当插入玻璃板时，相对介电常数 增大，则C变大，电量Q一定，U变小，指针张角变小，B符合题意；
C．当M板上移时，极板正对面积S变小，则C变小，电量Q一定，U变大，指针张角变大，C符合题意；
D．仅在M、N之间插入金属板，板间距离减小，则电容C增大，电量Q一定，板间电压U减小，静电计指针张角变小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】结合电容器的决定式以及电容器的定义式得出两极板间的电势差变化情况，从而得出静电计张角的变化情况。
12．（2022高三上·靖远开学考）如图所示，一电容器由A、B两块竖直正对的金属板构成，正极板B接地，A板可自由向左移动，电容器充电后与电源断开，一负试探电荷固定在A、B两板间的P点，若保持B板不动，用外力F将A板水平向左缓慢平移一小段距离，则该过程中板间电场的电场强度大小E、电容器的电容C、P点的电势、外力F做的功W随A板位移大小x变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,D
【知识点】电容器及其应用；匀强电场电势差与场强的关系；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．根据题意，该过程中，电容器的电荷量Q不变，由、和可得
因此E与A板的位移大小x无关，故A正确：
B．由公式可知，当x增大时，C减小，但C随x变化的关系图像不是一次函数图象，故B错误；
C．由于B板接地，且P点到B板的距离不变，因此P点的电势与x无关，但为负值，故C错误；
D．对A板，根据动能定理有
其中电场力恒定，解得
因此W与x成正比，故D正确。
故选AD。
【分析】根据电容器的决定式以及定义式和匀强电场电场强度的表达式得出电场强度与针对面积的关系，对A板，利用动能定理得出W与x的关系，并得出图像。
三、实验探究题
13．（2022高二上·河南月考）如图甲所示连接电路，当单刀双掷开关S掷向1端，电源向电容器充电。然后将开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化的曲线。
（1）开关S掷向2端时，流经电流传感器的电流方向 （填“从A到B”或“从B到A”）；
（2）放电过程中电容器的电荷量Q 、电容C （均填“变大”“变小”或“不变”） ；
（3）根据所学内容，试猜想I—t图像中曲线与坐标轴围成的面积可能表示电容器的_____（填选项前字母）。
A．电容C B．电压U C．电荷量Q
【答案】（1）从A到B
（2）变小；不变
（3）C
【知识点】电容器及其应用；欧姆定律
【解析】【解答】（1）开关S掷向1端时，电容器。上极板接电源的正极，故开关S掷向2端时，流经电流传感器的电流方向从A到B。
（2）放电过程中电容器的电荷量Q、电压U都变小，电容C不变。
（3）根据Q = It，则I—t图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。
【分析】（1）开关S掷向2端时根据电容器极板所带的电荷得出流经电流传感器的方向；
（2）根据电容器的定义式得出电容的变化情况；
（3）根据电流和电荷量的表达式得出I—t图像中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。
14．（2022高三上·浙江开学考）某兴趣小组利用图1所示的电路，把开关掷向a对给定电容值为C的电容器充电。R表示接入的电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，得到i－t图后经过计算机软件处理得到如图所示的q－t曲线如图2中①②所示。
（1）根据q－t图像以下判断正确的是( )
A．①②两条曲线不同是E的改变造成的
B．①②两条曲线不同是R的改变造成的
C．需要对电容器快速充电时，R越小越好
D．需要对电容器快速充电时，R越大越好
（2）小明同学利用图3和图4的电路图连接电路，分别完成了“测量电源电动势和内阻”和“测量某一段长度已知的电阻丝的电阻率”两个实验，两个电路使用同一电源。
①图5是该同学根据实验测得的数据在同一坐标轴上同时作出两个实验的U－I图像，下列说法正确的是()
A．图3中电压表的内阻对实验结果无影响；
B．图4中电压表的内阻对实验结果无影响；
C．图5可知，电源的电动势为1.49V，内阻为2.5Ω；
D．在测量的电阻时，若将滑动变阻器移到最右端，消耗的功率约为0.50W
（3）②如图6，用螺旋测微器测得该电阻丝的直径d＝ mm，根据实验所选的电表量程，电压表的示数U＝ V。
【答案】（1）B；C
（2）B；D
（3）0.495；0.80
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】（1）AB．最终电荷量稳定时，两条曲线的电荷量相同，根据可知，稳定时电压相同，则电源电压未发生变化，而充电的时间不同，说明电流强度不同，说明电路阻值变化，即 ①②两条曲线不同是R的改变造成的，故A错误，B正确；
CD．需要对电容器快速充电时，根据可知，电流越大越好，则电阻越小越好，故C正确，D错误。
故选BC。
（2）A．“测量电源电动势和内阻”实验时，若如图3所示采用相对电源的电流表外接法，则电流表所测电流是通过电源的电流和通过电压表的电流之和，根据并联分流原理可知，电压表内阻对测量结果有影响，故A错误；
B．“测量某一段长度已知的电阻丝的电阻率”实验，若如图4所示采用电流表内接法，无论电压表内阻多大，电压表所测电压都是电阻丝两端的电压，电压表内阻对实验结果无影响，故B正确；
C．根据闭合电路欧姆定律，有
故电源的图像斜率为负，斜率的绝对值表示内阻大小，由图可知内阻大小为
电源电动势为
故C错误；
D．根据图可知，待测电阻阻值约为
电源电动势为，内阻为，当将滑动变阻器移到最右端，消耗的功率
故D正确。
故选BD。
（3）由图可知，螺旋测微器读数为
电源电压为1.5V，则量程选3V，则读数为0.80V。
【分析】（1）由于电荷量相等，结合电容器电容不变可以判别电压相同；充电的时间不同说明电流强度不同，结合欧姆定律可以判别电阻大小不同；需要对电容器快速充电则电流越大越好，结合欧姆定律可以判别电阻越小越好；
（2）图3中电压表的内阻对测量电源电动势及内阻的大小有一定影响；图4中测量电阻的大小，其误差主要来自于电流表的分压作用；利用闭合电路的欧姆定律可以求出内阻和电动势的大小；结合欧姆定律可以求出待测电阻的大小，再利用电功率的表达式可以求出电阻消耗的功率大小；
（3）利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数；利用电压表的量程可以读出对应的读数。
四、综合题
15．（2022高二上·南京开学考）按图甲所示连接电路，当开关S闭合时，电源将使电容器两极板带上等量异种电荷，这一个过程叫做电容器充电．已知电容器的电容为C，电源电动势大小为E．
（1）求充电结束后电容器所带的电荷量Q．
（2）为了检验第（1）问结果是否正确，在图甲中用电流传感器观察到充电时，电路中电流随时间变化的i - t曲线如图乙所示，其中为已知量．类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，我们学习了用v - t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，估算充电结束后电容器所带的电荷量的大小．
（3）电容器在充电过程中，两极板间的电压u随所带电荷量q增多而增大，储存的能量增大．请在图丙中画出电容器充电过程中的u - q图像，并借助图像求出充电结束后电容器储存的能量E0．
【答案】（1）解：充电结束时，电容器两端电压等于电源的电动势，即：U = E
根据电容的定义： ，得：
（2）解：充电结束后电容器所带的电荷量等于i-t图线和横、纵轴所围的面积．
图乙中每一小格的面积为：
图线下约22小格，面积为：S = 21S0
所以电容器所带的电量：
（3）解：根据以上电容的定义可知： ，画出u- q图像如答图．
由图像可知，稳定后电容器储存的能量E0为u- q图线与横轴之间的面积： ，
代入得：
【知识点】电容器及其应用
【解析】【分析】（1）充电结束后，利用电动势的大小可以求出板间电压的大小，结合电容定义式可以求出电荷量的大小；
（2）已知电流和时间的关系，利用图象面积可以求出电容器电荷量的大小；
（3）已知电压的表达式，利用表达式可以画出对应的图象，结合图象面积可以求出能量的大小。
