2025年人教版高中物理精讲精练必修3第07讲：电容器的电容 原卷版

第07讲：电容器的电容

【考点梳理】

考点一：电容器的概念与描述

考点二：电容的定义式和决定式

考点三：电容器的Q-U图像

考点四：电容变化的判断

考点五：平行板电容器的电场和电势问题

考点六：平行板电容器的动态分析

考点七：平行板电容器的充电放电问题

考点八：平行板电容器的综合问题

【知识梳理】

知识点一：电容器和电容

1．电容器的组成：两个彼此绝缘的导体，当靠的很近且之间存有电介质时，就组成一电容器．

2．电容器充放电过程

过程内容充电过程放电过程

定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程

将电容器的两极板与电源两极相

方法用导线将电容器的两极板接通

连

场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小

能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能

3.电容

Q

(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝.

U

(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量单位：1F＝106μF＝1012pF.

技巧考点归纳

QεrS

一．公式C＝与C＝的比较

U4πkd

公式QεS

C＝C＝r

内容U4πkd

公式特点定义式决定式

Q1

对某电容器Q∝U，但＝C不变，反映平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响

意义Ud

容纳电荷的本领电容大小的因素

Q

电容器容纳电荷的本领由来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决

联系U

定

二、平行板电容器的两类典型问题

1．电容器两极板始终与电源两极相连

此时电容器两板间电势差U保持不变，若用“↑”表示相关物理量增大，“↓”表示减小，则：

(1)电容器极板间距离变化．

(2)电容器的正对面积变化．

2．电容器充电后与电源断开：此时电容器所带电量Q保持不变．

(1)电容器极板间距离变化

(2)电容器的正对面积变化．

三：平行板电容器与静电计结合问题的解决方法

1．静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接，两块金属板带上等量的异种电荷，电容器电荷量Q不变．

εrS

2．由决定式C＝，根据所给问题中εr、S或d的变化，确定平行板电容器的电容C的变化情况．

4πkd

注意电容器间插入电介质时意味着εr变大，电容C变大；插入金属板时意味着d减小，电容C也变大．

Q

3．根据U＝，可确定电容器两极板间的电势差的变化，进而可以确定静电计指针的张角变化情况．

C

【题型归纳】

题型一：电容器的概念与描述

1．（23-24高二上·天津·期末）电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷。现有一个标注“400V150μF”字样的

电容器，关于该电容器，下列说法正确的是（）

A．“150μF”是指该电容器能储存的最大电荷量

B．在额定电压下，该电容器所带电荷量为60C

C．在给该电容器充电过程中，电容器两极间的电压逐渐减小

D．在该电容器放电过程中，电容器两极间的电压逐渐减小

2．（23-24高一下·贵州遵义·阶段练习）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“2.7V3000F”。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

3．（23-24高二上·江苏连云港·阶段练习）如图所示，电容器上标有“450V470μF”，若该电容器击穿电压为500V，

下列说法正确的是（）

A．该电容器两极间的电压减少10V，电荷量减少47C

B．电容器所带的电荷量为零时，电容器的电容也为零

C．电容器允许施加的最大电压为450V

D．若电容器电压为100V，则电容器所带电荷量为0.047C

题型二：电容的定义式和决定式

4．（23-24高二上·宁夏银川·期中）有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为6V，所带电荷量为12×10-3C。则

放电后此电容器的电容是（）

A．210-3FB．0C．2103FD．7210-3F

5．（23-24高二上·云南大理·期末）关于平行板电容器的电容，下列说法正确的是（）

A．电容器带电量越大，其电容越大

B．两极板间的电压越大，其电容越大

C．两极板间距离越大，其电容越大

D．两极板正对面积越大，其电容越大

6．（2021·辽宁大连·二模）飞机油箱内的油量是估计其续航时间和确保飞行安全的重要参数。一种电容式测量飞机

油箱内油量的装置如图，油箱内置圆筒形电容器，电容的变化反映了油面高度的变化。下列说法正确的是（）

A．给飞机供油时油量增加，相当于改变了电容器中的电介质，电容会增大

B．给飞机供油时油量增加，相当于改变了电容器中的电介质，电容会减小

C．飞行过程中油量减少，相当于改变了两极板间的正对面积，电容会减小

D．飞行过程中油量减少，相当于改变了两极板间的正对面积，电容会增加

题型三：电容器的Q-U图像

7．（23-24高二上·浙江台州·期中）对于一个固定电容器，描述其电容C、电量Q、电压U之间相应关系的图像应

是图中的（）

A．B．C．D．

8．（20-21高二上·内蒙古包头·期中）某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线如图所示，如果该电容器两

端的电压从40V降低到36V，电容器的电量减少了（）

A．0.02CB．0.08CC．0.16CD．0.20C

9．（20-21高二上·北京丰台·期中）电容器是一种重要的电学元件，它能够储存电荷。电容器储存电荷的特性用电容

表征。如图所示，在研究电容器充、放电的实验中，使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电。下列图像中，能

正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（）

A．B．C．D．

题型四：电容变化的判断

10．（23-24高二上·海南省直辖县级单位·期末）随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部

分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到

电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后（）

A．电容器的电容变大B．电容器的带电量减少

C．极板间电场强度不变D．膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流

11．（23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习）在研究平行板电容器电容的实验中，电容器A，B两板带有等量异种电荷，

A板与静电计连接，如图所示。实验中可能观察到的现象是（）

A．增大A，B板的距离，静电计指针张角变小

B．增大A，B板的距离，静电计指针张角不变

C．把B板向上平移，减小A，B板的正对面积，静电计张角变大

D．在A，B板间放入厚玻璃板，静电计张角变大

12．（23-24高二上·吉林长春·期中）如图是某实验小组定性探究平行板电容器的电容C与其极板间距离d、极板间

正对面积S之间的关系的装置图。充电后与电源断开，A板带正电。平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静

电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。忽略极板边缘效应，中间

的电场为匀强电场。下列说法正确的是（）

A．在该实验中，静电计的作用是测定该电容器所带电量的变化

B．甲图中的手水平向左移动增大极板间距离d时，静电计指针的张角变小

C．乙图中的手竖直向上移动减小极板间正对面积S时，极板间的匀强电场场强变小

D．甲图中的手水平向左移动增大极板间距离d时，A板的电势变大

题型五：平行板电容器的电场和电势问题

13．（21-22高一下·江苏常州·期末）如图所示，平行板电容器带等量异种电荷，下极板接地，一带电油滴位于电容

器中的P点且处于平衡状态。现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则（）

A．电容器的电容减小B．带电油滴带正电荷

C．带电油滴仍将静止D．P点的电势将升高

14．（20-21高二上·广东广州·期末）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，一带电

油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，以下判断错误的

是（）

A．带电油滴将沿竖直方向向下运动B．P点的电势将升高

C．平行板电容器的电容将变小D．电容器所带电荷量将减少

15．（23-24高二上·天津武清·期中）如图所示，A、B是构成平行金属板电容器的两水平金属极板，P、C、D是板

间的三个点，开关S打开时极板不带电，开关S闭合后，两板间产生匀强电场，P点的场强大小为2104N/C。已

知A、B间的距离为10cm，C点到A板的距离为2cm，D点到B板的距离也为2cm，下列说法正确的是（）

A．P点的场强方向向上B．C、D两点间的电势差为1.2103V

C．闭合S瞬间，有电流从下到上流过电阻RD．P点的电势小于零

题型六：平行板电容器的动态分析

16．（23-24高二上·浙江台州·期末）如图所示的电路中，R为定值电阻，MN是水平正对放置的平行板电容器的两

个极板，N板接地，规定接地点电势为零．开关S闭合，有一带电油滴静止悬浮在两极板间的A点，下列说法正确

的是（）

A．保持开关S闭合，将M板向右平移一小段距离，电容器的电容C增大

B．保持开关S闭合，增大两极板间的距离，电阻R中有从B到D的电流

C．断开开关S，将N板向下平移一小段距离，带电油滴的电势能不变

D．断开开关S，减小两极板间的距离，带电油滴仍静止不动

17．（23-24高二上·广东河源·期末）如图，平行板电容器通过导线与滑动变阻器R、直流电源相连，电容器上、下

极板分别是M板、N板。P是静止在极板中间的带电油滴，下列说法正确的是（）

A．油滴带正电荷

B．M板水平右移一点，油滴P将保持静止

C．M板下移一点，油滴P将向下移动

D．将滑动变阻器滑片向左运动，油滴P将向上运动

18．（23-24高二上·安徽亳州·期末）如图所示，平行板电容器水平放置，下极板接地，开关K闭合时，在两板中央

的P点一带电微粒恰好处于平衡状态。现断开开关K，并将平行板电容器的上极板竖直向上平移一小段距离，则下

列说法正确的是（）

A．电容器两金属板间的电势差变小B．电容器两金属板间的电场强度变小

C．P点的电势升高D．带电微粒仍静止在P点

题型七：平行板电容器的充电放电问题

19．（23-24高一下·江苏宿迁·期中）如图所示，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是（）

A．电容器可以存储电荷，电荷量越多电容越大

B．增大电容器的两端电压，电容器的电容增大

C．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电

D．开关接2时，平行板电容器放电，流过灵敏电流计的电流从右到左

20．（23-24高二上·北京昌平·期末）如图甲所示，利用电压传感器和电流传感器观察电容器的充、放电过程。先将

单刀双掷开关S置于接线柱1，给电容器充电；充电结束后，再将开关S置于接线柱2，电容器放电。传感器采集

所测电路的电压、电流信号，得到电容器充、放电过程电压U和电流I随时间t变化的图像，分别如图所示。下列

说法正确的是（）

A．电容器充电过程，电流和电压都逐渐增大

B．电容器充电过程，电压逐渐增大而电流逐渐减小

C．电容器放电过程，极板带电量均匀减少

D．电容器放电过程，电容器的电容减小

21．（23-24高二上·广东深圳·期末）如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先

置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电流传感器记录的数据，做出电容器放电过程的It图像如图乙

所示。开关接到2位置，电容器放电过程中，下列说法中正确的是（）

A．可以观察到小灯泡的亮度逐渐变亮

B．电流从右向左的流过小灯泡

C．电容器电容大小未知，无法估算出02s内电容器的放电量

D．如果增大电容器两板之间的距离，电容器的电容将变大

题型八：平行板电容器的综合问题

22．（24-25高二上·全国·课堂例题）如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，闭合开关K，

稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，则：

（1）油滴带正电还是负电？

（2）若保持开关K闭合，减小两板间的距离，两极板间电势差如何变化？所带的电荷量如何变化？电流计中电流

是什么方向？油滴的状态如何？如果是减小两板正对面积呢？

（3）若断开开关K，减小两极板间的距离，则两极板间电势差如何变化？静电计指针张角如何变化？油滴的状态

如何？如果是减小两板正对面积呢？

23．（23-24高二上·广东广州·阶段练习）如图所示，平行板电容器的电容为100μF，质量为m8105kg液滴静止

在位置A点，液滴所带电量为q4106C，M、N两板间的距离为12cm，N板接地，A到N板的垂直距离为

4cm(g10m/s2)。求：

（1）匀强电场的电场强度大小？

（2）电容器所带的电量及其A点的电势A？

24．（23-24高二上·山东青岛·阶段练习）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B水平放置且接在电压为60V的

恒压电源正、负极上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为9108C，A极板接地。求：

（1）平行板电容器的电容；

（2）平行板电容器两板之间的电场强度；

（3）距B板2.5cm的M点处的电势。

【高分演练】

一、单选题

25．（23-24高一下·山东威海·期末）如图所示，已充好电的平行板电容器两极板正对，G为静电计，下列说法正确

的是（）

A．仅使M板向上移动，静电计读数变大B．仅使M板向下移动，静电计读数不变

C．仅使M板向左移动，静电计读数变小D．仅使M板向右移动，静电计读数不变

26．（2024·广东·二模）如图为电容式加速度传感器的工作原理图，轻质弹簧与电容器固定在传感器的外框上，质量

块左侧连接轻质弹簧，右侧连接电介质，质量块可带动电介质左右移动。若电介质相对电容器向右运动，则电容器

（）

A．电容不变B．电容增大

C．两极板上的带电量不变D．两极板上的带电量减小

27．（23-24高二上·天津东丽·阶段练习）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图所示）。设两

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，实验中，极板所带电荷量不变，若（）

A．保持S不变，增大d，则θ变小B．保持S不变，增大d，则θ变大

C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变

28．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜

制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。下列

说法正确的是（）

A．振动膜向右运动时，电容器的电容减小B．振动膜向右运动时，电阻上有从a到b的电流

C．振动膜向左运动时，电阻上没有电流通过D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量增大

29．（23-24高二上·天津·期末）如图所示，大小和形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，

将两金属板分别与电源相连，把与电源正极相连的金属极板接地。在两极板间有一带电液滴p恰好处于静止状态。

下列判断中正确的是（）

A．液滴一定带负电

B．液滴的电性无法确定

C．若断开开关S，仅增大两极板间距，则液滴静止不动

D．若断开开关S，仅增大两极板间距，则液滴向下运动

30．（23-24高二上·北京东城·期末）如图所示，A、B为平行板电容器的两块金属极板，充电后与电源断开。A板与

静电计相连，静电计的外壳和B板均接地。当A、B两板带上等量异种电荷后，静电计指针偏转一定角度，一带正

电的点电荷q静止在P点，下列说法正确的是（）

A．若A板不动，将B板向下移动时，点电荷q保持不动，但静电计指针偏角减小

B．若B板不动，将A板向下移动时，点电荷q的电势能不变，但静电计指针偏角减小

C．若B板不动，将A板向左移动时，静电计指针偏角减小

D．若A、B板都不动，插入电介质时，静电计指针偏角增大

31．（23-24高二上·河北保定·期末）如图，A、B为水平放置的平行板电容器，两极板间有一个质量为m的带电粒

子静止于P点。现将下极板向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（）

A．电流计指针不偏转B．电容器所带电荷量增大

C．电容器量板间的电场强度变小D．粒子将向上极板运动

32．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得

的电容器两端电压随时间变化的Ut图像以及电路中的充电电流随时间变化的it图像如图乙所示，实验后用透明

方格薄膜覆盖于it图像上，根据图像可知此电容器的电容约为（）

A．3.2mFB．3.2FC．32mFD．320μF

33．（23-24高二上·北京房山·期末）如图所示，两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源

正、负极上，质量为m的带电油滴恰好静止在两极板之间，选地面为零电势参考面。其他条件不变的情况下，则下

列说法正确的是（）

A．闭合开关S，两极板距离不变，减小正对面积，电流计中电流从b流向a

B．闭合开关S，将A板上移，油滴将向上加速运动

C．断开开关S，A板不动，B板下移，油滴静止不动

D．断开开关S，两极板间接静电计，A板上移，静电计指针张角减小

二、多选题

34．（24-25高二上·四川成都·阶段练习）下列关于电容的说法正确的是（）

A．电容器A的电容比B的大，说明A所带的电荷量比B多

B．电容是反映电容器储存电荷本领的物理量

C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V时，电容器需要带的电荷量

Q－

D．由公式C知，若电容器两极板间电压为10V，每个极板所带电荷量为2×105C，则电容器电容大小为

U

4×10-6F

35．（23-24高二上·陕西西安·期末）如图所示，两块正对平行金属板与一电压恒定的电源相连，下板接地，下板上

叠放有玻璃板，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，当把玻璃板从两板间快速抽出时，下列说法正确的是（）

A．电容器的电容将减小B．带电油滴带正电

C．电容器两端的电压会变大D．会有从a向b的放电电流

36．（23-24高二上·湖北恩施·期末）如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，S闭合后，

两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（）

A．在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有ba的电流

B．在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有ba的电流

C．若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势降低

D．若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，P点电势不变

37．（23-24高二上·广东·期末）一种利用电容器原理制作的简易“液体深度指示计”，如图所示，P是外层包裹着绝

缘电介质的金属电极，将它带上一定电量后与一个静电计的全属球用导线相连，静电计的外壳接地。然后将P放入

装有导电液体的容器中，金属导线将导电液体与大地相连。下列有关描述中，正确的是（）

A．电容器的两极分别是金属电极P和导电液体

B．金属电极P的内部和表面会分别带上等量异种电荷

C．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，电容器的电容值不变

D．若打开容器出口处阀门K，随着液面高度降低，静电计指针的偏角将增大

38．（23-24高二上·新疆巴音郭楞·期末）用传感器观察电容器充、放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势为8V，

内阻忽略不计。先使开关S掷向1端，电源向电容器充电，这个过程瞬间完成。然后把开关S掷向2，电容器通过

电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的It曲线如图乙所示。下列说法

正确的是（）

A．S接1时，电容器充电，电容器的电容逐渐增大

B