物理必修 第三册第十章 静电场中的能量4 电容器的电容测试题

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10.4 电容器的电容

基础知识梳理

一、电容器
1．电容器：储存电荷和 的装置．任何两个彼此绝缘又相距很近的 ，都可以看成一个电容器．
2．电容器的充放电
(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的 相连，两个极板分别带上 的异种电荷的过程，充电过程中，由 获得的能量储存在电容器中．
(2)放电：用 把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷 的过程，放电过程中，电容器把储存的能量通过 做功转化为电路中其他形式的能量．
二、电容
1．定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的 U的比值．
2．定义式：C＝ .
3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝1012 pF.
4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳 的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的 ．
5．击穿电压与额定电压
(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的 ，若电压超过这一限度，电容器就会损坏．
(2)额定电压：电容器外壳上标的 ，也是电容器正常工作所能承受的 ，额定电压比击穿电压 ．
三、平行板电容器
1．结构：由两个平行且彼此 的金属板构成．
2．电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成 ，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成 ．
3．电容的决定式：C＝ ，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．当两极板间是真空时，C＝.
四、常用电容器
1．分类：分为 电容器和 电容器两类．
2．固定电容器有：聚苯乙烯电容器、电解电容器等．
3．可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫 ，可动的一组叫 ．转动动片，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着变化．
【参考答案】电能 导体 两极 等量 电源 导线 中和 电流 电势差 电荷本领
电荷量 极限电压 工作电压 最大电压 低 绝缘 正比 反比 固定 可变 定片 动片
典型例题分析

考点一：电容器的充放电过程及特点
【例1】如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路错误的是（　　）

A．充电时，通过R的电流不变
B．若R增大，则充电时间变长
C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
【答案】A
【解析】A．电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项A错误，符合题意；B．当电阻R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项B正确，不符合题意；C．若C增大，根据

电容器的带电荷量增大，选项C正确,不符合题意；D．当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项D正确，不符合题意。
故选A。
【变式练习】
1．如图所示，闭合开关，电源对电容器充电。充电结束后，断开开关，用绝缘手柄增大电容器两极板之间的距离，则下列说法正确的是（　　）

A．充电过程中，有从A到B的电流通过电阻
B．断开开关后，电容器上极板带负电
C．充电过程中，有从B到A的电流通过电阻
D．断开开关后，电容器放电，极板上不再带电
【答案】C
【解析】AC．电源对电容器充电时，电路中有逆时针方向的电流，即有从B到A的电流流过电阻，使上、下极板分别带等量的正、负电荷，C正确，A错误；BD．断开开关，电容器与电源断开，回路处在开路状态，所以电容器带电量不变，故电容器上极板仍带正电，BD错误。故选C。
2．某学习小组在“用传感器观察电容器放电过程”的实验中得到的It图像如图所示，则电容器释放的电荷量约为（　　）

A． B． C． D．
【答案】C
【解析】电流时间（It）图像与坐标轴围成的面积的物理意义为这段时间内通过电路某截面的电荷量由图像知所围面积为
C
C选项最接近，故选C。
考点二：电容的概念、定义式及物理意义
【例2】下列关于电容器的说法中正确的是（　　）
A．电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和
B．电容器的电容与电容器所带电荷量成正比
C．一个电容器的电荷量增加时，两极板间的电势差升高ΔU＝10 V，则电容器的电容
D．放电后的电容器所带电荷量为零，电容也为零
【答案】C
【解析】A．电容器所带的电荷量是指任何一个极板所带电荷量的绝对值，故A错误；BD．电容是用来描述电容器容纳电荷本领的物理量，电容的大小与电容器是否带电及带电量多少无关，故BD错误；C．根据可知

故C正确。故选C。
【变式练习】
1．最近中国自主研制的新一代大功率石墨烯超级电容器问世。超级电容器它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间具有特殊性能的电源。如图所示的超级电容标有“3.0V，12000F”， 该超级电容器（　　）

A．正常工作最大容纳电荷量为36000C
B．电容随电压的增大而增大
C．在充电过程中电流恒定
D．电容器放完电时，电容为0
【答案】A
【解析】A．该电容器最大容纳电荷量为

A正确；B．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压和电荷量无关，AD错误；C．在充电过程中电流逐渐减小，C错误。故选A。
2．根据电容器的电容的定义式，可知（　　）
A．电容器带电的电量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比
B．电容器不带电时，其电容为零
C．电容器两极板之间的电压U越高，它的电容C就越小，C与U成反比
D．无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量Q与电压U的比值恒定不变
【答案】D
【解析】公式

是比值法定义的，电容器的电容仅与电容器本身有关系，与电容器所带电荷量无关，与电容器两端的电压无关，无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量Q与电压U的比值恒定不变，故D正确，ABC错误。故选D。
考点三：电容器两极间电势差一定时，Q、E随电容器的变化
【例3】如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中，下列说法正确的（　　）

A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
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】D
【解析】减小电容器两极板间距离的过程中，根据

可知电容器的电容变大，根据
Q=CU
可知，电容器带电量增加，电容器充电，则电阻R中有从b流向a的电流，则选项D正确，ABC错误。故选D。
【变式练习】
1．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．电容器的带电量增大 B．电容器的电容变小
C．极板间电场强度变小 D．极板间电场强度不变
【答案】A
【解析】AB．由平行板电容器电容的表达式

可知d减小，C增大，电容器两端的电压不变，由

可知带电量增大，A正确，B错误；CD．由

可知d减小，U不变，E增大，CD错误。故选A。
2．计算机键盘每个按键下有块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，两片金属片组成一个小电容器。且电压保持不变图示键盘连着正在工作的计算机，按下“？”键过程中，按键金属片间组成的电容器（　　）

A．电容变小 B．金属片间的场强变小
C．电荷量增大 D．处于放电状态
【答案】C
【解析】按下“？”键过程中，按键金属片间组成的电容器两极板间距d减小，根据

可知电容C变大，因两板电压U一定，根据
Q=CU
可知，电容器带电量增大，电容器处于充电状态，此时根据

可知金属片间的场强E变大。
故选C。
考点四：电容器电荷量一定时，U、E随电容器的变化
【例4】将充电后的平行板电容器与电源断开，如图所示。若减小极板间的距离，则（　　）

A．电容将会变小 B．电容将会变大
C．两板间电势差保持不变 D．两板间电势差变大
【答案】B
【解析】根据

若减小极板间的距离，则电容将会变大；根据

电容器带电量不变，电容变大，则两板间电势差变小，选项ACD错误，B正确。故选B。
【变式练习】
1．如图所示，一平行板电容器两极板水平放置，充电后断开电源，极板间一带电微粒恰好静止。现保持两板正对面积不变，用绝缘手柄使两极板距离先变大后变小（未碰到粒子），则微粒将（　　）

A．一直向上运动 B．一直向下运动
C．先向上后向下 D．静止
【答案】D
【解析】根据电容器的电容决定式

电容的定义式

电场强度与电势差的关系式

综合而得

由题意知，电容器所带电荷量Q不变，、S也不变，则当两极板间距离变化时，板间场强E不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍处于静止状态。故选D。
2．生活中的各种应用领域利用电容器的场景很多，而构成电容器的形式也是多种多样。请根据图示的相关说明判断下列说法正确的是（　　）

A．当待测压力F变大时，该电容器的电容变大
B．当待测压力F变大时，该电容器的电容变小
C．保持电容器的电量不变，当待测压力F变大时，两电极间的电压将变大
D．保持电容器的电量不变，当待测压力F变大时，两电极间的电压将不变
【答案】A
【解析】AB．当图示中的F变大时，电容器两极板间距离d减小，根据

可知电容C变大，故A正确，B错误；CD．根据

两极板的电量不变，C变大U减小，故CD错误。故选A。
方法探究

一、电容器　电容
1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能．
2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流．
3．C＝是电容的定义式，由此也可得出：C＝.
4．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关．
二、平行板电容器
1．C＝与C＝的比较
(1)C＝是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但C＝不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；
(2)C＝是平行板电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素．
2．平行板电容器动态问题的分析方法
抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：
C＝、E＝和C＝
3．平行板电容器的两类典型问题
(1)开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定，
Q＝CU＝∝，
E＝∝.
(2)充电后断开S，电荷量Q恒定，
U＝＝∝，
E＝＝∝.
三、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，在电场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，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0 .

(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，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零．

2．实验器材：6 V的直流电源、 单刀双掷开关 、平行板电容器、电流表、电压表、 小灯泡、导线若干.
3．实验步骤
(1)连接好电路．

(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点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和触点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．
4．实验记录和分析
实验项目
实验现象
电容器充电
灯泡
灯泡的亮度由明到暗最后熄灭
电流表1
电流表1的读数由大到小最后为零
电压表
电压表的读数由小到大最后为6 V
电容器放电
灯泡
灯泡的亮度由明到暗最后熄灭
电流表2
电流表2的读数由大到小最后为零
电压表
电压表的读数由大到小最后为0 V

5.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．
(4)在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表．

课后小练

一、单选题
1．水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个电学元件储存起来。下列能储存电荷的电学元件是（　　）
A．电阻器 B．电感器 C．白炽灯 D．电容器
【答案】D
【解析】能储存电荷的电学元件是电容器。故选D。
2．如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中（　　）

A．膜片与极板构成的电容器的电容减小 B．极板所带电荷量减小
C．膜片与极板间的电场强度减小 D．电阻R中有方向向下的电流通过
【答案】D
【解析】A．振动膜片振动时，膜片与极板距离增大，电容器两极板的距离减小，由公式

可知，电容增大，故A错误；B．由公式
Q=CU
知，U不变的情况下，电容增大，电容器所带电荷量Q增大，故B错误；C．由公式

知，U不变，间距d减小，则场强E增大，故C错误；D．极板的带电量增大，电容器充电，则电阻R中有方向向下的电流通过，故D正确。故选D。
3．超级电容器具有众多优点，如充电速度快，充电10秒至10分钟可达到其额定容量的95%以上；循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1至50万次，等等。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（       ）
A．该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大
B．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
C．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少
D．充电结束后，若电容器不带电，电容器的电容为零
【答案】C
【解析】AD．电容器的电容反应的是电容器容纳电荷本领的大小，与是否给手机充电、电容器是否带电无关，AD错误；BC．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量不断变小，存储的电能不断变少，B错误，C正确。故选C。
4．受疫情影响，医用口罩成为了大众生活的必需品，而熔喷布是医用口罩的最核心的材料。如图所示，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（B接正极，A接负极），G是灵敏电流计。熔喷布变厚会导致电介质相对介电常数增大，当熔喷布匀速从两极板间穿过时，关于说法正确的是（　　）

A．熔喷布突然变厚时，A、B两板上的电荷量增多
B．熔喷布突然变厚时，A、B两板间的电场强度增强
C．熔喷布突然变厚时，有自a向b的电流流过灵敏电流计
D．熔喷布的厚度未发生变化时，灵敏电流计读数不为零
【答案】A
【解析】AC．根据电容决定式

熔喷布突然变厚时，电介质相对介电常数增大，电容变大，根据电容定义式

电容器极板间电压不变，电容变大，可知A、B两板上的电荷量增多，负电荷运动方向从a向b，可知有自b向a的电流流过灵敏电流计，A正确，C错误；B．根据

熔喷布突然变厚时，电容器极板间电压不变，极板间距离不变，可知A、B两板间的电场强度不变，B错误；D．熔喷布的厚度未发生变化时，A、B两板上的电荷量保持不变，灵敏电流计读数为零，D错误。故选A。
5．2022年4月11日晚，受强对流天气影响，狂风暴雨袭击川渝地区，据气象部门监测，九龙坡区局地风力已达10级。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力测量仪，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大（两电极不接触）。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则（　　）

A．电容器电容变小 B．极板间电场强度变大
C．静电计指针张角变小 D．静电计指针张角越大，风力越大
【答案】C
【解析】A．根据

在受到风力作用时，d减小，则电容器电容变大，A错误；B．极板间电场强度可表示为

极板间电场强度不变，B错误；C．极板间电压

可知U变小，静电计指针张角变小，C正确；D．风力越大，d越小，极板间电压越小，则静电计指针张角越小，D错误。故选C。
6．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两板间有一个负试探电荷固定在P点，正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离，以E表示两板间的电场强度，表示该试探电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角，U表示平行板电容器两端的电压。则下列说法正确的是（　　）

A．减小 B．增大 C．U增大 D．E变大
【答案】C
【解析】AC．将负极板缓慢向左平移一小段距离，两板间的距离增大，根据电容的决定式

可知，电容C减小，而电容器的电荷量Q不变，则由得知，U增大，因此静电计的指针夹角变大，A错误，C正确；D．根据板间电场强度

可知E不变，故D错误；B．P点到负极板距离增大，由公式得知，P点的电势升高，负电荷在P点的电势能减小，故B错误。故选C。
7．电容位移传感器具有灵敏度高、精度稳定等许多优点。某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，其中A是固定极板，B是可动极板，备测位移物体与可动极板连接，当物体发生位移时，电容器极板间距发生变化，用电路（图中未画出）测出电容的变化，即可知道物体位移的大小和方向。假设工作中电容器接在恒压直流电源上，G为灵敏电流计，则当物体位移向右时，下列说法正确的是（　　）

A．电容器的电容变大
B．极板间电场强度变大
C．电容器所带电荷量保持不变
D．灵敏电流计中电流方向从a到b
【答案】D
【解析】A．当物体位移向右时，极板间的距离变大，根据

可知电容器的电容变小，故A错误；B．根据

可知极板间电场强度变小，故B错误；C．根据

结合A选项可知电容器所带电荷量变小，故C错误；D．电容器所带电荷量变小，电容器放电，灵敏电流计中电流方向从a到b，故D正确。故选D。
8．如图所示为电容式微小位移传感器的原理示意图，一个电介质板的左端插入平行板电容器的两极板之间，电介质板的右端通过连接体与被测物体相连。当被测物体的位移左右发生微小变化时，电介质板随之在平行板电容器两极板之间左右移动，平行板电容器的电容将发生变化。如果测出了平行板电容器的电容变化，就能知道被测物体位移的变化。根据该电容式微小位移传感器的原理示意图，下列说法正确的是（　　）

A．当被测物体的位移向左发生微小变化时，平行板电容器的电容减小
B．当被测物体的位移向右发生微小变化时，平行板电容器的电容增大
C．平行板电容器的电容与电容器所带的电荷量、两极板间的电势差均有关
D．平行板电容器的电容与两极板正对面积、两极板之间的距离均有关
【答案】D
【解析】AB．由可知，当物体向左移动时，两极板间的电介质增多，电容C增大；当物体向右移动时，两极板间的电介质减少，电容C减小，故AB错误；CD．由可知，电容的大小与两极板正对面积、两极板之间的距离均有关，与电容器所带的电荷量、两极板间的电势差均无关，故C错误，D正确。故选D。
二、多选题
9．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。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。下列对传感器描述正确的是（　　）

A．静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电
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
【答案】BC
【解析】A．静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，则电流表示数为零，电容器两极板带电，故A错误；BC．由静止突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据

可知，电容器的电容减小，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由b向a流过电流表，故BC正确；D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则N板的位置在某位置不动，电容器电量不变，电路中无电流，则电阻R发热功率为零，故D错误。故选BC。
10．如图，平行板电容器的两极板P、Q接于电源两极，一带电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部。闭合开关S，电容器充电，稳定时细线偏离竖直方向的夹角为，则（　　）

A．小球带正电
B．断开开关S，小球将回到最低点
C．保持开关S闭合，略向左移动P板，则增大
D．断开开关S，略向左移动P板，则不变
【答案】AD
【解析】A．对小球受力分析可知，根据平衡条件

电场力水平向右，小球受到的电场力的方向与PQ间电场线的方向相同，小球带正电，故A正确；BD．断开开关S，电容器的电荷量保持不变，由
，，
可得

PQ间的电场强度不变，小球的受力不变，小球将保持静止状态；略向左移动P板，PQ间的电场强度不变，小球受力不变，不变，故B错误，D正确；C．保持开关S闭合，电容器的电压保持不变，略向左移动P板，PQ间的距离增大，由可知，E减小，小球受到的电场力减小，减小，故C错误。故选AD。
11．电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备方面应用广泛。其原理如图所示，质量块左右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与左、右容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，但不能上下移动。计算机下列关于该传感器的说法正确的是（　　）

A．保持静止时，电容器的电荷量为0
B．静止时与向右匀速直线运动时电容器的电容相同
C．由静止突然向右加速，电容器的电容减小
D．由静止突然向左加速，电路中有逆时针方向的电流
【答案】BD
【解析】A．静止时，电容器两端的电压等于电源电动势，由

可知，电容器电量不为0，故A错误；B．静止与向右匀速直线运动时，弹簧对质量块的弹力为0，所以电解质的位置相同，所以电容器的电容相同，故B正确；C．突然向右加速时，电解质相对极板向左运动，所以由电容的决定式

可知，电容器的电容变大，故C错误；D．突然向左加速时，电解质相对极板向右运动，所以电容器的电容变小，由

可知，电容器电量会减小，所以会有逆时针电流，故D正确。故选BD。
12．工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时，利用如图所示装置监控产品的厚度，两个完全一样的金属板、，平行正对水平固定放置，在上、在下，通过导线与静电计（已充电）的金属球和外壳相连，当流水线上通过的产品厚度增大时（　　）

A．两板间电压不变 B．两板间电场强度减小
C．两板所带电荷量减小 D．静电计指针偏角减小
【答案】BD
【解析】因AB带电量一定且两板固定，则根据

可知，当流水线上通过的产品厚度增大时，ε变大，则C变大，根据
Q=CU
可知，两板电压变小，静电计指针偏角减小，根据

因U减小，d不变，则两板间电场强度减小。
故选BD。
三、实验题
13．随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室开始普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。

（1）先使开关与1端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器下极板带__________电；
（2）然后把开关掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流随时间变化的图线如图乙所示，图线与i轴及轴所围成的面积表示__________（填“充满电后电容器的电荷量”或“充满电后电容器储存的电能”）；
（3）若电源电动势为，电容器的电容为，则电容器充满电后的电荷量为__________。
【答案】（1）负    （2）充满电后电容器的电荷量    （3）
【解析】（1）[1]根据电路连接方式可知充满电的电容器下极板带负电。
（2）[2]根据电流的定义式可知图线与i轴及轴所围成的面积表示充满电后电容器的电荷量。
（3）[3]充满电后电容器两端电压等于电源电动势，则电容器充满电后的电荷量为

14．电流传感器可以像电流表一样测量电流，将它与计算机相连能在几秒内画出电流随时间变化的图像。某次一同学为研究电容器工作过程按图甲所示连接电路，先使开关与1端相连，再把开关掷向2端．此过程中传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。

（1）研究电容器放电过程，开关应接在________（选填“1”或“2”）；
（2）下列说法正确的是________。
A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板
B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小
C．电容器放电的过程中，电容器电容值在不断变小
D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为其它形式的能量
（3）如果不改变电路其它参数，只减小电阻，充电时曲线1与横轴所围成的面积将________（填“增大”、“不变”或“变小”）；充电时间将________（填“变长”、“不变”或“变短”）。
【答案】(1)2     (2)BD     (3)不变     变短
【解析】(1)[1]依题意，研究电容器放电过程，开关应接在2，电容器的两个极板直接用导线相连。
(2)[2]A．电容器充电的过程中，正电荷由电源的正极移动到电容器的正极板。故A错误；B．由乙图可知，电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小。故B正确；C．电容器电容由电容器本身决定，不会随放电过程发生变化。故C错误；D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为其它形式的能量。故D正确。故选BD。
(3)[3]根据公式

可知，曲线1与横轴所围成的面积等于电容器充电过程充入电容的电荷量，如果不改变电路其它参数，只减小电阻，电容器的电压不变，电容也不变，由公式

可知，充入电容的电荷量不变。即曲线1与横轴所围成的面积不变。
[4]根据闭合电路欧姆定律，有

减小电阻，导致开始充电的电流增加，则曲线的最大电流值将变大，而充电时曲线与坐标轴所围面积不变，所以充电时间将变短。
四、解答题
15．图甲是利用传感器在计算机上观察电容器充放电过程的电路原理图，图乙、丙分别是实验中得到的I—t图像和U—t图像，根据图中信息，回答下列问题：

（1）简要写出按图甲正确连接电路后，使电容器分别进行充电和放电的实验操作步骤；
（2）根据图乙，简要描述电容器充电和放电过程中，充电电流和放电电流的特点；
（3）改变电源电压，重复上述实验，得到多组和 图像.根据所学知识判断，图乙中的阴影部分“面积”S与图丙中的纵坐标值U的比值满足什么关系，并简要说明判断的理由.
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3），见解析
【解析】（1）先将开关K拨至a端，电源向电容器充电，然后将开关K拨b端，电容器放电
（2）电容器充电的过程中，电容器两板间的电压逐渐增大、电路中的电流不断减小；电容器放电的过程中，电容器两极板间的电压逐渐减小，电路中的电流逐渐增大
（3） 图象与坐标轴围成的面积表示电容器充电过程中转移的电荷量，而电荷量与电压之比等于电容器的电容，则图乙中的阴影部分“面积”S与图丙中的纵坐标值U的比值满足

16．平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离是5cm，两板间的电压是60V，则

(1)两板间的场强是多大？
(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5cm，P2点离B板也是0.5cm，P1和P2两点间的电势差多大？
(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少？
【答案】(1)1200V/m；(2)48V；(3)54V，6V
【解析】(1)两板间是匀强电场，由

求解两板间的场强

(2)P1、P2两点沿场强方向的距离

则

(3)B板接地，即B板电势为零，则

电场中某点的电势就等于这点与B板的电势差。所以


则P1和P2两点的电势分别为54V、6V。