文档内容
1．(多选)如图所示，四个图像描述了对给定的电容器充电时，电容器带电荷量 Q、电压U
和电容C三者的关系，正确的图像有( )
2.(2023·浙江杭州市第二中学月考)心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过 AED自动除颤机
给予及时治疗。如图，某型号AED模拟治疗仪器内有一电容为15 μF的电容器，某次使用
过程中，该电容器在10 s内充电至5 000 V电压，之后在3 ms时间内完成放电，则( )
A．电容器充电后所带的电荷量为75 C
B．电容器充电过程中电容一直增大
C．电容器放电过程中放电电流一直增大
D．电容器放电过程中平均电流为25 A
3.(2023·黑龙江鸡西市期末)如图所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时极板间有一
带电尘粒恰能在电场中静止，当正对的平行板左右错开一些时( )
A．带电尘粒将向上运动
B．带电尘粒将保持静止
C．极板所带电荷量增加
D．极板间的电场强度增大
4．如图所示的电路，电介质板与被测量的物体A相连，当电介质向左或向右移动时，通过
相关参量的变化可以将A定位。开始单刀双掷开关接1，然后将单刀双掷开关接2。则下列
说法正确的是( )A．开关接1时，x增大，平行板电容器的电荷量增大
B．开关接1时，x增大，电路中的电流沿顺时针方向
C．开关接2时，x减小，静电计的指针偏角减小
D．开关接2时，x减小，平行板间的电场强度不变
5.(2023·天津市期末)当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质
子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×
107 m/s。已知加速电场的电场强度大小为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×10－27 kg，电
荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是( )
A．加速过程中质子电势能增加
B．质子所受到的静电力约为2×10－15 N
C．质子加速需要的时间约为8×10－6 s
D．加速器加速的直线长度约为4 m
6．(2023·新课标卷·22)在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电
容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，红表笔应该与电池的________(填“正
极”或“负极”)接触。
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为 R ，将单刀双掷开关S与
1
“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接
后小灯泡亮度变化情况可能是________。(填正确答案标号)
A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定
B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定
C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为R(R>R)，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变
2 2 1
化情况。两次得到的电流 I随时间t变化如图(b)中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为
________(填“R”或“R”)时的结果，曲线与横轴所围面积等于该次充电完成后电容器上
1 2
的________(填“电压”或“电荷量”)。
7.电子所带的电荷量最早是由密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示，两块
水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别接电源正负极。油滴从喷雾器喷出后，由于相互碰撞而使部分油滴带负电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中通过显微镜可以
观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力及油滴间的
相互作用，重力加速度为g。
(1)调节两金属板间的电压，当电压为U时，某个质量为m的油滴恰好做匀速运动。求该油
滴所带电荷量q；
(2)保持电压U不变，观察到某个质量为2m的带负电油滴进入电场后由静止开始做匀加速直
线运动，经过时间t运动到下金属板，求此过程油滴电势能的变化量。
8.(2023·广东肇庆市二模)工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示
的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中 H点从静
止开始只在静电力的作用下沿着电场线做直线运动，设电子在该电场中的运动时间为 t，位
置为x，速度为v，受到的静电力为F，电势能为E，运动经过的各点电势为φ，则下列四个
p
图像可能合理的是( )9．(2024·天津市第一中学检测)手机自动计步器的原理如图所示，电容器的一个极板M固定
在手机上，另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接，人带着手机向前加速运动阶
段与静止时相比，手机上的电容器( )
A．电容变大
B．两极板间电压降低
C．两极板间电场强度变大
D．两极板所带电荷量减少
10.如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为 θ，极板间距为d，带负电的
微粒质量为m、带电荷量大小为q，从极板M的左边缘A处以初速度v 水平射入，沿直线运
0
动并从极板N的右边缘B处射出，重力加速度为g，则( )
A．微粒到达B点时动能为mv2
0
B．微粒的加速度大小等于gsin θ
C．两极板的电势差U ＝
MN
D．微粒从A点到B点的过程，电势能减少
11.(2023·安徽省五校联盟联考)如图所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不
能从b流向a。平行板电容器的A、B两极板间有一带电油滴，电荷量为q(电荷量很小不会影响两板间电场的分布)，带电油滴在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，
U表示两极板间电压，φ 表示P点的电势，E 表示带电油滴在P点的电势能。若保持极板A
P p
不动，将极板B稍向下平移，则下列说法中正确的是( )
A．Q减小 B．U减小 C．φ 减小 D．E 减小
P p
第 4 练 电容器
实验十：观察电容器的充、放电现象 带电粒子在电场中的
直线运动
1．CD [电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，与两极板间的电压以及带电荷量无
关，故A、B错误，D正确；根据Q＝CU可知，Q－U图像是过原点的直线，故C正确。]
2．D [电容器充电后所带的电荷量为Q＝CU＝15×10－6×5 000 C＝0.075 C，A错误；电容
器的电容由电容器本身的性质决定，与电容器是否带电无关，故电容器充电过程中电容保持
不变，B错误；电容器放电过程中，放电电流逐渐减小，C错误；电容器放电过程中的平均
电流为＝＝ A＝25 A，D正确。]
3．B [电容器始终与电源相连，故电容器两极板间的电压不变，当正对的平行板左右错开
一些时，电容器两极板间距离不变，根据E＝可知，极板间的电场强度不变，故D错误；
由带电尘粒受力平衡可得qE＝mg，极板间的电场强度不变，故带电尘粒将保持静止，故A
错误，B正确；
根据C＝，可知正对的平行板左右错开一些时，电容减小，根据 Q＝CU，可知极板所带电
荷量减少，故C错误。]
4．C [开关接1时，平行板间的电压不变，x增大，相对介电常数减小，由公式C＝，可知
电容器的电容减小，又由Q＝CU知，平行板电容器的电荷量减小，电容器放电，由电路图
可知，电路中的电流沿逆时针方向，A、B错误；开关接2时，电容器所带的电荷量保持不
变，x减小，电容器的电容增大，由公式U＝，可知两极板的电势差减小，则静电计的指针偏角减小，由E＝可知平行板间的电场强度减小，C正确，D错误。]
5．D [加速过程中静电力对质子做正功，则质子电势能减小，选项A错误；
质子所受到的静电力约为F＝Eq＝1.3×105×1.6×10－19 N≈2×10－14 N，选项B错误；
加速度a＝＝ m/s2≈1.2×1013 m/s2，
则质子加速需要的时间约为t＝＝ s≈8.3×10－7 s，选项C错误；
加速器加速的直线长度约为x＝t＝×8.3×10－7 m≈4 m，选项D正确。]
6．(1)正极 (2)C (3)R 电荷量
2
解析 (1)多用电表应满足电流“红进黑出”，因此红表笔与电池的正极相连；
(2)电容器放电过程中，电流由大逐渐变小，则小灯泡迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭，
故C正确；
(3)实线表示充电慢，用时长，最大电流小，故接入的电阻应为大的电阻，即R ，因此实线
2
表示电阻箱阻值为R 时的结果；根据公式I＝，则I－t图像与横轴所围的面积表示电容器上
2
的电荷量。
7．(1) (2)2mgd－
解析 (1)由平衡条件得q＝mg
解得q＝
(2)设到达下板的速度为v，
则d＝t，v＝，由动能定理得
2mgd＋W ＝×2mv2－0
电
解得ΔE＝－W ＝2mgd－。
p 电
8．D [电子所受的静电力的方向与电场强度方向相反，指向A极，所以电子向A极运动，
电场强度逐渐增大，根据F＝eE，静电力逐渐增大，B错误；电子的加速度a＝，电子的加
速度增大，v－t图线的斜率增大，A错误；根据E ＝eEx，电子向A极运动，电势能减小，
p
电场强度增大，E －x图线的斜率增大，C错误；电子向A极运动，电势升高，电场强度增
p
大，φ－x图线的斜率增大，D正确。]
9．D [人带着手机向前加速运动时，N极板向后运动，电容器两极板间的距离变大，由 C
＝可得，手机上的电容器电容变小，A错误；电容器始终与电源相连，所以人带着手机向前
加速运动阶段与静止时相比，手机上的电容器两极板间电压不变，B错误；由E＝可得，两
极板间电场强度变小，C错误；由电容的定义式C＝可得，两极板所带的电荷量Q＝CU，
所以两极板所带电荷量减少，D正确。]
10．C [微粒仅受静电力和重力，静电力方向垂直于极板，重力的方向竖直向下，微粒做直
线运动，合力方向沿水平方向，由此可知，静电力方向垂直于极板斜向左上方，合力方向水
平向左，微粒做减速运动，微粒到达 B点时动能小于mv2，选项A错误；根据qEsin θ＝
0ma，qEcos θ＝mg，解得E＝，a＝gtan θ，选项B错误；两极板的电势差U ＝Ed＝，选项
MN
C正确；微粒从A点到B点的过程，静电力做负功，电势能增加，电势能增加量为，选项D
错误。]
11．D [保持极板A不动，将极板B稍向下平移，板间距离d增大，根据电容的决定式C＝
知，电容C减小；电容器的电压不变时，则电容器所带电荷量将要减小，由于二极管具有
单向导电性，电荷不能流回电源，所以电容器的电荷量 Q保持不变；由于电容C减小，由
电容的定义式C＝，可知两极板间电压U变大；根据C＝，C＝，E＝，可得E＝，板间电场
强度E不变，P点与B板间电势差U ＝Ed ，U 增大，根据U ＝φ －φ 可知P点的电势
PB PB PB PB P B
增大，根据平衡条件可知带电油滴带负电，根据E ＝qφ可知油滴在P点的电势能E 减小，
p p
故A、B、C错误，D正确。]
