2026年天津高考物理二轮复习讲练测题型10 电容器的动态分析（题型专练）（原卷版）

题型10电容器的动态分析目录第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局第二部分考向破译微观解剖，精细教学总方法透视目录第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局第二部分考向破译微观解剖，精细教学总方法透视典例引领变式演练考向01电容器的动态分析U不变考向02电容器的动态分析Q不变考向03电容器串并联问题考向04电容器内部的电势随电容的变化第三部分综合巩固整合应用，模拟实战电容器动态分析是天津高考物理静电场核心考点，近5年（2021-2025）稳定出现在不定项选择（4-5分），偶与直流电路、电磁感应、带电粒子平衡结合，以下为结构化考情分析。核心逻辑：围绕C=Q/U（定义式）与C=εrS/(4πkd)（决定式），分U不变（接电源）与Q不变（断开电源）两类模型，结合E=U/d、Ep=qφ等分析电场、电势、电势能变化。模型占比：U不变（接电源）约50%、Q不变（断开电源）约40%、电路中电容器（并联定值电阻）约10%；核心是两类模型的公式推导与结论应用。高频：U不变（接电源）+板间距/正对面积变化、Q不变（断开电源）+电介质/板间距变化、电路中电容器（并联电阻）的电压判断；核心是两类模型的公式推导+电场/电势/电势能结论。1.对公式C＝eq\f(Q,U)的理解电容C＝eq\f(Q,U)，不能理解为电容C与Q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。2．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C＝eq\f(εrS,4πkd)分析平行板电容器电容的变化。(3)用定义式C＝eq\f(Q,U)分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。(4)用E＝eq\f(U,d)分析电容器两极板间电场强度的变化。3．电容器两类问题的比较(1)U不变①根据C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)先分析电容的变化，再分析Q的变化。②根据E＝eq\f(U,d)分析场强的变化。③根据UAB＝E·d＝φA－φB分析某点电势变化。(2)Q不变①根据C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)先分析电容的变化，再分析U的变化。②根据E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)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UQd变大C变小→Q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εr变大C变大→Q变大、E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εr增大；加入与极板等大的导体板，相当于d减小。4.平行板电容器动态的分析思路考向01电容器的动态分析U不变【例1-1】（2025·天津·一模）如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一个电源相连，其中A板接地（取大地电势φ=0）。S闭合后，两板间有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（）A．保持S闭合，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．保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有a→b的电流C．若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动D．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴将仍然静止【例1-2】（2024·天津河西·模拟预测）如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（）A．带电油滴所受静电力不变 B．P点的电势将升高C．带电油滴在P点时的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电荷量增大【变式1-1】（2024·天津滨海新·三模）为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，夹在输液管两侧的电容器C的两极板之间介质由液体改变为气体，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音，电路中电表均为理想电表。根据以上说明，下列选项分析正确的是（）A．液面下降后，电容器两端电压变大B．液面下降后，电容器所带电量减少C．液面下降时蜂鸣器电流由a流向bD．输液管较粗时，电容器容值会变大【变式1-2】（2024·天津·模拟预测）电源，开关，平行板电容器连成如图电路，A板接地，闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器的电容为C，板间场强大小为E，A，B两板间电势差为U，固定在P点的负电荷的电势能为Ep，现将上极板向上移动少许，则下列物理量增大的是（）A．C B．E C．U D．考向02电容器的动态分析Q不变【例2-1】如图所示，用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素。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，减小d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ变大【例2-2】如图，电容器与电源连接，两极板竖直平行正对放置，左极板A接地且与电源正极相连，极板间P点固定一负点电荷。现将开关S闭合，电路稳定后再断开S，然后把A极板稍向左平移，则下列说法正确的是（）A．电容器的电容将变小 B．电容器极板间的电场强度将变小C．点电势将升高 D．处电荷的电势能将变大【变式2-1】（2024·天津河西·二模）如图所示为电容式风力传感器，将电容器负极板和静电计金属外壳都接地，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动电极不会到达P点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（

）A．风力越大，电容器电容越小 B．风力越大，静电计指针张角减小C．风力越大，极板间电场强度越大 D．风力越大，P点的电势越低【变式2-2】（2021·天津河西·一模）如图所示，两平行金属板M、N与电源相连，N板接地，在距两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷，则（）A．若保持S接通，将M板上移一小段距离，M板的带电量减小B．若保持S接通，将M板上移一小段距离，P点的电势升高C．若将S接通后再断开，将M板上移一小段距离，两板间场强增大D．若将S接通后再断开，将M板上移一小段距离，点电荷在P点的电势能保持不变考向03电容器串并联问题【例3-1】如图所示，、是完全相同的两个电容器，是电容器两极板间的一点，在电容器两极板间插入一块云母板。闭合开关，电路稳定后断开开关。将云母板从极板间抽出的过程，下列说法正确的是（）A．点电势升高B．电容器的电容增大C．灵敏电流计中有向右的电流D．电容器两极板间的电场强度变小【例3-2】两个完全相同的电容器A和B如图所示连接，它们的极板均水平放置。当它们都带有一定电荷量并处于静电平衡时，电容器A中的带电粒子恰好静止。现仅将电容器B两板间距缩小，测得A中带电粒子的加速度大小为，则变化前后B两板间的距离之比为（）A．2：1 B．3：1 C．4：3 D．9：4【变式3-1】两个完全相同的平行板电容器C1、C2水平放置，如图所示．电键S闭合时，两电容器中间各有一油滴A、B刚好处于静止状态，现将S断开，将C2下极板向上移动少许，然后再次闭合S，则下列说法正确的是A．两油滴的质量相等，电性相反B．断开电键，移动C2下极板过程中，B所在位置的电势不变C．再次闭合S瞬间，通过电键的电流可能从上向下D．再次闭合电键后，A向下运动，B向上运动【变式3-2】如图所示，两个平行板电容器AB和A'B'水平放置，A板用导线与B'板相连，B板和A'板都接地，A、B'板带正电。电容器AB电压为，带电量为；电容器A'B'电压为，带电量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（）A．减小 B．减小 C．减小 D．增大考向04电容器内部的电势随电容的变化【例4-1】（2025·天津河西·一模）如图所示，水平放置的平行板电容器充电后断开电源，上极板A带负电，下极板B接地，在两极板间的P点固定一个负电荷。现将电容器的上极板A竖直向上移动一小段距离d，移动之后P点的电势为、负电荷在P点具有的电势能为、极板A与P点之间的电势差为、两极板之间电场强度的大小为E。以下四个图像中，图线形状正确的是（）A． B．C． D．【例4-2】（2024·天津滨海新·三模）当云层中包含有大量的电荷时，云层和大地之间可视为一个巨大的平行板电容器。如图所示，云层带正电，且云层带电量不变，取地面的电势为零。在云层和地面间的点处悬浮有一带电微粒。下列说法正确的是（）A．微粒带负电B．若云层高度下降，点的电势降低C．若云层高度下降，微粒将向上运动D．若云层高度下降，微粒的电势能不变【变式4-1】（2023·天津南开·二模）可变电容器是一种电容可以在一定范围内调节的电容器，通过改变极极间相对的有效面积或极板间距离，它的电容就相应地变化。通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，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，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连，初始时开关S闭合，极板间有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器下列说法正确的是（）A．保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器电容增大B．保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器所带电荷量不变C．保持开关S闭合，若只将上极板转过30°，则电容器两极板连线中点处电势变小D．断开开关S，只将板间距变为原来的二倍，则带电粒子仍处于静止状态【变式4-2】如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（）A．带电油滴所受电场力不变 B．P点的电势将升高C．带电油滴的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电量增大1．（2025·天津南开·一模）电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件为由一块固定极板和一块可前后移动的极板组成的平行板电容器，可移动极板的移动距离与汽车的加速度大小成正比。已知电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性导致极板M、N之间的相对位置发生变化，电容器M、N两极板之间的电压减小，当电压减小到某一值时，安全气囊弹出。则减速过程该电容器（）A．电容减小B．M、N两极板间的距离减小C．极板间的电场强度增大D．M板为可移动极板2．（2024·天津河东·二模）计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。连接电源使计算机处于工作状态，当按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相关的信号．则下列说法正确的是（

）A．按下按键时，金属片间场强减小 B．按下按键时，可变电容器电荷量减小C．松开按键时，可变电容器两板间电压增大 D．松开按键时，可变电容器放电3．生活中的传感器有很多种，其中有一种电容式风力传感器，是通过改变极板间的距离来改变电容的，如图所示，将电容式风力传感器连接在电路中组成回路，电源电动势恒定不变，闭合开关S，可动电极在风力作用下能够向左移动，风力越大，向左移动的距离越大。下列说法正确的是（）A．风力越大，电容式风力传感器的电容越小B．风力越大，电容式风力传感器的电容器存储的电荷越多C．风力越大，电容式风力传感器两极板间的电场强度越大D．风力越大，电容式风力传感器两极板间的电压越大4．（2023·天津河东·二模）微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接。当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。手机运动时下列说法正确的是（）A．匀速运动时，电阻R以恒定功率发热B．由向前匀速突然减速时，电容器的电容会增大C．由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表D．保持向后的匀加速运动时，之间的电场强度持续减小5．（2023·天津·二模）如图所示电路，平行板电容器C的下极板接地，当开关S处于闭合状态时，一带电油滴恰能静止在电容器中的P点，下列说法正确的是（）A．油滴带负电B．将开关打开，油滴将向下运动C．在开关闭合时向下移动滑动变阻器的滑片，油滴仍静止D．在开关闭合时将电容器的上极板向上移一些，油滴将向上运动6．（2023·天津滨海新·二模）如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图，电介质板长度等于电容器极板长度，开始时电介质板有一半处于极板间，电容器两极板带等量异号电荷，当被测物体在左右方向发生位移时（位移大小小于极板长的一半），电介质板随之在电容器两极板之间移动。当被测物体向左移动时（

）A．电容器的电压增大 B．电容器的电量变小C．电容器的电容增大 D．静电计的指针张角变小7．两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压U恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0，将带电量极小的电偶极子用长度为L的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态（杆和极板垂直），然后将两极板分别围绕O、点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中下列说法正确的是（

）A．两极板旋转之后，极板间的电场强度减小B．两极板旋转之后，极板间的正对面积不变C．在两极板未旋转之前，电场力对电偶极子做功为D．在两极板旋转之后，电场力对电偶极子做功为8．两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，这时质量为m、带电荷量为-q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。在其他条件不变的情况下，如果将两极板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中（）A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向aB．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向bC．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向aD．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b9．手机运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，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。下列对此传感器描述正确的是（）A．静止时，电流表示数为零，电容器M极板带正电B．由静止突然向前加速时，电容器的电容增大C．由静止突然向前加速时，电流由b向a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10．如图所示，平行板电容器与恒压直流电源连接，下极板接地。一带电油滴静止于P点。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（

）A．电容器的电容增大 B．电容器两极板的电荷量增大C．油滴在P点的电势能增大 D．带电油滴将向上运动11．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