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电容器的充、放电现象相关实验
1．（2023·山东·统考高考真题）电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等
方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过
程，器材如下：
电容器C（额定电压
，电容标识不清）；
电源E（电动势
，内阻不计）；
电阻箱
（阻值
）；
滑动变阻器
（最大阻值
，额定电流
）；
电压表V（量程
，内阻很大）；
发光二极管
，开关
，电流传感器，计算机，导线若干。
回答以下问题：
（1）按照图甲连接电路，闭合开关
，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应
向___________端滑动（填“a”或“b”）。
（2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为___________V（保
留1 位小数）。
1
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（3）继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为
时，开关
掷向1，得到电
容器充电过程的
图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验
中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为
___________C（结果保留2 位有效数字）。
（4）本电路中所使用电容器的电容约为___________F（结果保留2 位有效数字）。
（5）电容器充电后，将开关
掷向2，发光二极管___________（填“
”或“
”）闪光。
2．（2023·安徽·校联考模拟预测）利用放电法可以测量电容器的电容，让充电后的电
容器通过大电阻R 放电，电流传感器A 与计算机连接（未画出），记录放电电流随时
间变化的图像，可用系统软件计算出电容器的带电量Q，Q 与充电电压U 的比值即为
电容器的电容C。
（1）实验开始前先判断电容器的好坏：使用多用表的欧姆挡进行测量，把调零后的多
用电表的红黑表笔分别接触电容器的两极板，观察到多用表指针先向右偏转较大角度，
后又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是______（填“好”或“坏”）的；
（2）图甲、图乙为测量电容的两种电路原理图，学生电源应采用______（填“直流”
或“交流”）电源，先使开关S 与1 端相连，充电结束后，读出电压表的示数；然后
把开关S 与2 端相连，测量出电容器的带电量Q，为了减小误差，在甲、乙两图中，
应选______图为测量电路。
（3）某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得如图丙所示的多组数据，其
中第4 组数据的Q 未记录，但计算机显示了这次测量的I-t 图像如图丁所示，由此可估
算出Q=______，请根据以上数据，在戊图中作出Q-U 图像_____，并由图像可得该电
容器的电容是______F。（结果均保留两位小数）
组别
测量值
1
2
3
4
5
6
U/V
10.8
13.5
16.8
20.2
23.8
27.0
2
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Q/×10-3C
0.86
1.09
1.22
1.93
2.15
3．（2023·天津·模
拟预测）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1 所示连接电路．电
源电动势为
，内阻可以忽略．单刀双郑开关
先跟2 相接，某时刻开关改接1，
一段时间后，把开关再改接2．实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情
况．
（1）开关
改接2 后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程．
此过程得到的
图像如图2 所示．如果不改变电路其他参数，只减小电阻
的阻值，
则此过程的
曲线与坐标轴所围成的面积将___________（选填“减小”、“不变”
或“增大”）．
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量
，则该电
容器的电容为__________
（3）关于电容器在整个充、放电过程中的
图像和
图像的大致形状，可能正
确的有____________（
为电容器极板所带的电荷量，
为
两板的电势差）．
3
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A．
B．
C．
D．
4．（2023·河南洛阳·统考模拟预测）（1）如图甲所示是观察电容器充、放电现象的实
验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为
8V，S 是单刀双掷开关，C 为平行板电容器。当开关S 接1 时平行板电容器充电，电
容器充电完毕后，把开关改接2 进行放电，其放电电流随时间变化关系如图乙所示，
由图乙可估算出电容器开始放电时所带的电荷量q=___________C（保留2 位有效数
字），如果不改变电路其他参数，只减小电阻R 的阻值，则放电时间将___________
（选填“变长”“不变”或“变短”）。
（2）小明想通过研究电容器对电路的影响来练习使用多用电表。老师给他几个密封盒。
密封盒表面可看到一个电容器、一个可调电阻器的旋钮和6 个接线柱（1、2 连接电源，
3、4 为可调电阻器两端接线柱，5、6 为电容器两端接线柱。内部线路已连接完好，在
盒外部看不到）。这几个盒子除了电容器的型号不同外，其余完全相同。小明设计了
如图所示电路，在此电路中电容器对电路的影响可等效为一个电阻。并进行如下操作：
4
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①小明按如图所示方式将电路接在内阻不计的多功能电源上，闭合开关后，用多用电
表反复接电容器两端和电阻器两端进行测量，并不断调节可调电阻器直到两者多用电
表示数相同。请判断：在步骤①中，他应该用多用电表的________________（选填
“电阻挡”、“直流电流挡”、“直流电压挡”或“交流电压挡”）。密封盒内可调
电阻器和电容器应该是___________的（选填“串联”或“并联”）。
②断开开关后，再用多用电表测得此时电阻器的阻值R，即可知电容器的等效电阻
。
③按上述步骤选用几个不同型号已知电容的电容器，测得与其相对应的等效电阻，并
把数据填入下表：
电容C/mF
2
4
6
8
等效电阻X/Ω
81
40
2
7
20
④通过上表数据，他可以绘制X-___________线性图像，从而获得电容器的等效电阻与
电容的关系。
5．（2023·湖南长沙·长沙一中校考二模）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实
验中，按图1 所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S 先
跟2 相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感
器来采集电流随时间的变化情况。
（1）如果用欧姆表直接连接待测电容器（未充电）两端，观察到指针的偏转情况是
_______；
A．偏转角度一直很小
5
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B．偏转角度一直很大
C．偏转角度逐渐增大
D．偏转角度先很大，再逐渐减小
（2）电容器充电后，开关S 改接2 使电容器进行放电，此过程得到的
图像如图2
所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R 的阻值，则此过程的
曲线与坐标
轴所围成的面积将_______（选填“减小”“不变”或“增大”）。
（3）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量
，则该电
容器的电容为_____μF。
（4）关于电容器在整个充，放电过程中的
图像和
图像的大致形状，可能正
确的有______（q 为电容器极板所带的电荷量，
为A，B 两板的电势差）。
A．
B．
C．
D．
6．（2023·浙江绍兴·统考二模）小姚利用图甲电路观察电容器在充电和放电过程中电
流表和电压表示数的变化。实验中电源输出的电压为8V，图乙实物电路中已完成部分
连接。
6
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（1）用笔画线代替导线，完成剩余部分的电路连接________。
（2）当S 连接1 时，电流表示数___________，电压表示数_________（选填“逐渐增
大”、“逐渐减小”、“保持不变”）；S 接1 足够长时间后，电流表示数________
（选填“为0”或“不为0”）。
当S 从1 断开后，电流表示数_____________（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、
“为0”），电压表示数____________（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“为0”或
“保持不变”）。
（3）图丙所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压
，
如果
随时间的变化如图丁所示，则下列描述电阻
两端电压
随时间变化的图像
中，正确的是________。
A．
B．
C．
D．
7．（2023·江苏南通·模拟预测）用图所示电路观察电容器的充、放电现象，现提供如
下实验器材：电源E（电动势
，内阻不计）、电容器C（标称电容
）、电阻
7
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箱R（
）、微安表G（量程
，内阻为
）、单刀双掷开关S 和导线
若干。
（1）根据图甲电路在图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整__________；
（2）将开关S 拨至位置1，电容器上极板带__________电（选填“正”或“负”）；
（3）充电完毕，将开关S 拨至位置2，根据测得数据作出电路中的电流i 随时间t 变化
的图像如图所示，则电阻箱接入电路的阻值为__________
；
（4）图丙中曲线与横轴围成的区域共有148 个小格，则电容器电容的测量值为
__________
（结果保留3 位有效数字）；
（5）根据图丙可作出电容器所带电荷量q 随时间t 变化的图像。某小组两次实验中电
阻箱接入电路的阻值分别为
和
，
，对应的
图像为曲线a 和b。则下列
图像中可能正确的是_______。
8
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8．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）在“观察电容器的充、放电现
象”实验中，某研究小组同学按照图甲所示连接电路，并将传感器与计算机相连。实
验时，先将开关S 掷向1，一段时间后，将开关掷向2，传感器将信息传入计算机屏幕
上，显示出电流或电压随时间变化的图线。
（1）由电路图可知，传感器1 应为________，传感器2 应为________。
A．电流传感器 B．电压传感器 C．温度传感器 D．压力传感器
（2）用U 表示电容器两端的电压，I 表示电路中的电流，当开关掷向1 后的一段时间
里，下列图像正确的有________。
A．
B．
C．
D．
（3）开关掷向2 后，通过R 的电流方向为________（填“向上””或“向下”）。
9
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（4）若电源电动势为2V，开关掷向2 后，通过R 的电流大小的变化图像如图乙所示，
则该电容器的电容为________F。（结果保留两位有效数字）
9．（2023·浙江·模拟预测）某小组利用如图甲所示装置进行“观察电容器的充、放电
现象”实验，将开关S 掷到1，给电容器充电，然后将开关S 掷向2，电容器通过电阻
R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的
图象，
如图乙所示。
（1）图乙中阴影部分的面积表示___________。
A．0.1 s 内回路消耗的电能
B．0.1 s 内通过电阻R 的电荷量
C．0.1 s 内电容器两端电压变化量
（2）若将图甲电路中的电阻用阻值更大一些的电阻代替，其他保持不变，则电容器的
放电时间___________（填“变长”“不变”或“变短”）。
10．（2023·湖南长沙·长沙一中校考一模）用高值电阻放电法测电容的实验电路图如图
所示。其原理是测出电容器在充电电压为
时所带的电荷量
，从而求出其电容C。
该实验的操作步骤如下：
（1）按电路图接好实验电路；
（2）接通开关S，调节电阻箱
的阻值，使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电
压表读数
和微安表读数
；
10
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（3）断开开关
并同时开始计时，每隔
或
读一次微安表的读数，将读数记录
在预先设计的表格中；
（4）以为横坐标，为纵坐标，建立坐标系。若由实验得到的数据，在右图中描出了
12 个点（用“×”表示），可以估算出当电容器两端电压为
时该电容器所带的电荷量
约为______C，从而算出该电容器的电容约为______F。（结果均保留2 位有效数
字）
11．（2023·四川遂宁·统考三模）某同学在实验室发现一只电压标称为10V、电容标称
模糊的电容器，现他找了以下器材来测该电容器的电容值。
蓄电池：20V，内阻可不计
电压表：12V， 内阻很大
定值电阻有三只：10Ω；50Ω；100Ω
滑动变阻器：标称为“30V， 50Ω”
一只单刀单掷开关：S1
一只单刀双掷开关：S2
一台数字电流计，可接电子显示屏，显示电流随时间的变化过程
实验操作步骤如下：
（1）该同学按图1 所示电路图进行组装电路，则定值电阻R1阻值应选___Ω。
（2）他先闭合开关S1，S2刀片掷于_________，调节滑动变阻器R2，稳定后读出电压
表读数为4V。然后，他把S2刀片掷于_________，在电子显示屏上得到如图2 中的甲
曲线。
（3）利用单位面积法算得I-t 图中甲曲线和两坐标轴所围的面积为0.04mA·s，已知电
容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C =________F。
（4）接着，他以同样的操作步骤，重新调节滑动变阻器R2，在电子显示屏上得到如图
2 中的乙曲线，则稳定时电压表读数为________V。（保留两位有效数字）
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12．（2023·安徽芜湖·芜湖一中校考模拟预测）如图为“观察电容器的充、放电现象”
实验。
实验器材：电源E（电动势
，内阻可忽略）、电容器C（标称电容值为
，
击穿电压为
）、电阻箱R、微安表G、单刀双掷开关S 和导线若干。完成下列实验
的相关内容：
（1）按照图甲的电路图，把图乙中的器材连接成完整的实验电路__________。
（2）实验步骤：
步骤①将开关S 打到1，给电容器C 充电，观察微安表G 的示数变化直到读数稳定；
步骤②先打开手机视频录制软件，再将开关S 打到2 位置，观察并用视频记录电容器
C 的放电过程中微安表G 的示数变化情况；
步骤③断开开关S，查阅视频，记录
内，微安表G 的读数随时间变化的数据；
步骤④在坐标纸上以时间t 为横轴，微安表G 的读数I 为纵轴，描点作出
图像，如
图丙。
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（3）分析图丙可知：
①电容器放电过程电流的变化规律为：放电电流逐渐__________（选填“增大”“减
小”或“不变”），放电电流随时间的变化率逐渐__________（选填“增大”“减
小”或“不变”）；
②丙图中，图像与横轴所包围的面积为86 格，则可求得该电容器的电容值为
__________
。（保留2 位有效数字）
（4）步骤①中，微安表G 的读数稳定时，并不为0，始终保持在
，出现这种现
象的原因是电容器__________（选填“短路”或“漏电”）。
13．（2023·湖南岳阳·统考模拟预测）用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，
请完成下列实验内容。
（1）实验时，要通过电流表指针的偏转方向来观测电路中电流的方向。因此电流表应
采用图乙中的_____（选填“a”、“b”）；
（2）依照图中所示的电路图，将图乙的实验器材用笔画线代替导线连接成实验电路
_________（图中已有部分连接）：
（3）开关S 接1 后，小灯泡L_______（填选项前的字母）：
A．一直不亮
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B．逐渐变亮，稳定后保持亮度不变
C． 突然变亮，然后逐渐变暗，直到熄灭
（4）开关S 接1 足够长时间后，再将开关S 接2。开关S 接2 之后电压表读数_____
（选填“逐渐增大”“逐渐减小”）；
（5）图乙中电容器的电容为____μF。当电容器的电压为10V 时其带电量为______C
（保留两位有效数字）。
14．（2023·湖南衡阳·校联考二模）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，
按图甲所示连接电路。电源电动势为
，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟2 相
接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采
集电流随时间的变化情况。
（1）开关改接2 后，电容器进行的是______（选填“充电”或“放电”）过程，此
过程中流经电阻
上的电流方向______（选填“自上而下”或“自下而上”）。实验
得到的
图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻
的阻值，则此
过程的
曲线与坐标轴所围成的面积将______（选填“减小”“不变”或“增
大”）。
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量
，则该电
容器的电容为______μF。
15．（2023·福建莆田·统考二模）某探究小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电
现象，其中E 为电源（内阻不计），R 为定值电阻，C 为电容器，A 为电流表，V 为电
压表。
（1）给电容器充电后，为了观察放电现象，单刀双掷开关S 应拨至_______（填“1”
14
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或“2”）位置。放电过程中，R 中电流方向______（填“自左向右”或“自右向
左”）；观察到电压表的示数逐渐变小，说明电容器的带电量逐渐________（填“增
加”或“减少”）。
（2）关于充电过程，下列说法正确的是_______。
A．电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．电压表的示数逐渐增大后趋于稳
定
C．充电完毕，电流表的示数为零 D．充电完毕，电压表的示数为零
16．（2023·广东汕头·统考一模）收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气
介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同
学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验
开始时电容器不带电。
（1）首先将开关S 打向1，这时观察到灵敏电流计G 有短暂的示数，稳定后，旋转旋
钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的
图像可能是______（填选项中的字母）序号
A．
B．
C．
D．
（2）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数
缓慢减小，原因是__________________。
（3）该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势
不变，内阻不可忽略），他想要得到尽量精确的电容值，_______（填“需要”或“不
需要”）重新换一节新电池来测量。
17．（2022·北京·统考模拟预测）某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采
15
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用的实验电路如图1 所示。
（1）将开关先与“l”端闭合，电容器进行___________（选填“充电”或“放电”），
稍后再将开关与“2”端闭合。在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电
流随时间变化的图像为___________，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为
___________（填选项对应的字母）。
A．
B．
C．
D．
（2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器电容
，充电时
通过传感器的电流随时间变化的图像如图2 中①②所示，其中对应电容为C1的电容器
充电过程I-t 图像的是___________（选填①或②）。
18．（2023·广东茂名·茂名市电白区电海中学校考一模）2022 年7 月28 日在深圳会展
中心举行了第十三届国际超级电容器产业展览会，超级电容器又叫双电层电容器，是
一种介于传统电容器与电池之间并具有特殊性能的新型储能装置。某学习小组同学利
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用DIS 系统研究某超级电容器的充电和放电过程，实验电路原理如图甲所示，电源为
输出电压恒为6V 的学生直流稳压电源，实验前电容器已充分放电。
（1）先将单刀双掷开关S 置于1，给电容器进行充分的充电，然后将单刀双掷开关S
置于2，通过电阻R 的电流__________（填“从a 到b”或“从b 到a”）；
（2）将单刀双掷开关S 置于2 时，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上便显示
出如图乙所示的i-t 图像。据此可以估算出电容器的电容约为__________F；（计算结
果均保留三位有效数字）
（3）若换另一个电极材料相同、电解质相同、电极间距相等、电极正对面积稍大的超
级电容器进行实验，则得到的i-t 图线与坐标轴所围成图形的面积将__________（填
“变大”“变小”或“不变”）。
19．（2023·北京海淀·清华附中校考三模）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实
验中，按图1 所示连接电路。电源电动势为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S 先
跟2 相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感
器来采集电流随时间的变化情况。
（1）开关S 改接2 后，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程。
此过程得到的
图像如图2 所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是
________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R 的阻值，则此过程的
曲线与
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坐标轴所围成的面积将________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量
，则该电
容器的电容为________
。
（3）关于电容器在整个充、放电过程中的
图像和
图像的大致形状，可能正
确的有________（q 为电容器极板所带的电荷量，
为A、B 两板的电势差）。
A．
B．
C．
D．
20．（2023·山东·模拟预测）电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和
计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器
的电容，选用器材如下：待测电容器（额定电压为16V）；电流传感器和计算机；直
流稳压电源；定值电阻R0＝100Ω、单刀双掷开关；导线若干
实验过程如下：
①按照图甲正确连接电路；
②将开关S 与1 端连接，电源向电容器充电；
③将开关S 掷向2 端，测得电流随时间变化的I－t 图线如图乙中的实线a 所示；
④利用计算机软件测出I－t 曲线和两坐标轴所围的面积。
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请回答下列问题：
a．已知测出的I－t 曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA·s，根据图像算出电容器全部
放电过程中释放的电荷量为________C，最大电压为________V，电容器的电容C＝
________F；（均保留两位有效数字）
b．若将定值电阻换为R1＝180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I－t 图线
应该是图丙中的曲线________（选填“b”或“c”）。
21．（2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模）电容器是一种重要的电学元件，在电
工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况
及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。
实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，
时刻把开关K 掷向1 端，电容
器充电完毕后，再把开关K 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，屏幕上显示出电流随时间变化的
图像如图乙所示。
（1）电容器放电时，流过电阻R 的电流方向为________；（选填“由a 到b”或“由b
到a”）
（2）乙图中，阴影部分的面积
______
；（选填“>”、“<”或“=”）
（3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时间将________；（填“变长”、
“不变”或“变短”）
（4）图丙为电压恒为
的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的
图像，
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电容器充电完毕后的电荷量为________C，电容器的电容为C=________F。（计算结果
均保留两位有效数字）
20
