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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。
【答案】 b
6.5
【详解】（1）[1]滑动变阻器分压式接法，故向b 端滑动充电电压升高；
（2）[2]量程15 V，每个小格0.5 V，
估读，故6.5 V；
（3）[3]
图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，38 个小格，故电容器存储的
电荷量为
C；
（4）[4]由电容的定义式
得：
C；
（5）[5]开关
掷向2，电容器放电，故
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。
2
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（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
Q/×10-3C
0.86
1.09
1.22
1.93
2.15
【答案】 好 直流 甲
3
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【详解】（1）[1]使用多用表的电阻挡进行测量，多用表内有电源，先对电容器充电，
有充电电流，会观察到多用表指针向右偏转较大角度；随着电容器逐渐充满电，充电
电流逐渐减小，最终电容器相当于断路状态，指针又逐渐返回到起始位置，此现象说
明电容器是好的。
（2）[2]学生电源应采用直流电源，因为电容器可以通过交流电，其电压不断变化，没
法得出稳定的电压，故选直流电源。
[3]当把开关
与2 端相连，电容器放电，图甲的所有电荷均通过电流表，测量准确，
图乙中还有一部分电荷通过电压表，这部分电荷测不出来，故选甲图。
（3）[4]由
知，电荷量为
图象与坐标横轴所围的面积，即面积为电容器在开始放电时所带的
电荷量，由图象可知“面积”格数约40 格，每小格相当于
，所以电容器电压
为
时，电荷量
[5]由表格数据描点作图，如图所示
4
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[6]在图像中选取两个相距较远的点，计算出图线的斜率，即为电容器的电容
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）．
5
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A．
B．
C．
D．
【答案】 放电 不变 575 BD/DB
【详解】（1）[1]开关
改接2 后，电容器进行的是放电过程；
[2]因
图像与坐标轴所围成的面积等于电容器的带电量，则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不变。
（2）[3]该电容器的电容为
（3） [4]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，
放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小，故A 错误、B 正确；
CD．根据
且C 不变可知，Q 与U 的变化情况相同，故C 错误、D 正确。
故选BD。
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”）。
6
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（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：
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。
7
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【答案】
变短 交流电压挡 串联
【详解】（1）[1]一个小格子表示
图形面积约为41 个格子面积，则电容器开始放电时所带的电荷量约为
[2]放电电流
可知R 减小时，放电时间变短；
（2）①[3]因为在电路中电容器对电路的影响可等效为一个电阻，多用电表接电容器两
端进行测量时，与电容器并联，多用电表相当于电压表，根据电容器的充放电特点，
多用表应用交流电压挡；
[4]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，即电容器和电阻器的电压相同，当二者的电流
相同时，可以通过电阻器的阻值表示电容器的电阻，所以二者串联；
[5]
④
电容器有
电阻器有
可得
他可以绘制
。
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。
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（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
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．
【答案】 D 不变 430 AD/DA
【详解】（1）[1]用欧姆表直接连接待测电容两端，表内部电源给电容器充电，在开始
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时电流较大，所以指针的偏转角度很大，随着电容器所带电荷量不断增大，充电电流
逐渐减小，所以指针的偏转角度逐渐减小。
故选D。
（2）[2]根据
，电荷量与电阻值R 无关，如果不改变电路其他参考数，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不变。
（3）[3]根据电容的定义式可得
（4）[4]AB．电容器在充电过程中，电流由最大逐渐减小，放电过程电流也是由最大
逐渐减小，根据
图像的倾斜程度表示电流的大小，A 正确，B 错误；
CD．根据电容的定义式可得
电容器的电容不变，C 错误，D 正确。
故选AD。
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。
（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”、
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“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．
【答案】
逐渐减小 逐渐增
大 不为0 为0 逐渐减小 A
【详解】（1）[1]根据电路图，实物连线如图所示
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（2）[2][3][4]当S 连接1 时，电容器处于充电过程，随着电容器所带电荷量逐渐增加，
电流表示数逐渐减小，电压表示数逐渐增大；S 接1 足够长时间后，由于电压表内阻不
可能无穷大，则电路电流可以通过电压表构成回路，电流表示数不为0。
[5][6]当S 从1 断开后，电流表处于断路状态，电流表示数为0；电容器通过电压表放
电，电容器所带电荷量逐渐减小，电容器两端电压逐渐减小，则电压表示数逐渐减小。
（3）[7]根据电容定义式可得
由
图像可知
内，电容器两端电压
随时间均匀增大，则电容器电荷量随时间均匀增大，根
据
可知
内，电容器充电电流恒定不变，电阻
两端电压恒定不变，根据欧姆定律可
得
内，电容器两端电压
不变，则电容器电荷量不变，电流为0，则电阻
两端电
压为0；
内，电容器两端电压
随时间均匀减小，则电容器电荷量随时间均匀减小，根
据
可知
内，电容器放电电流恒定不变，电阻
两端电压恒定不变，根据欧姆定律可
得
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故选A。
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
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
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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_______。
【答案】
正 8 987
D
【详解】（1）实物电路如图所示
（2）[2] 将开关S 拨至位置1，电容器上极板与电源上极板相连，故上极板带正电；
（3）[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）[4]由图丙可知，图线与坐标轴所围成的面积表示电荷量，即
根据电容器的电容公式可知
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（5）[5]由电荷量的公式
可知，
图像的斜率表示电流。图像中斜率小的对应
电阻大的。
故选D。
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”）。
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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）
【答案】 A B AD/DA 向下
/
/
/
/
【详解】（1）[1]由电路图可知传感器1 串联在电路中，因此为电流传感器。
[2]传感器2 并联在电路中，为电压传感器。
（2）[3]电容器在充电过程中，充电电流逐渐减小，电容器两端电压逐渐增大，电压的
变化率逐渐变小，最后趋于稳定值，故AD 正确，BC 错误。
故选AD。
（3）[4]开关掷向2 后，电容器开始放电，通过R 的电流方向向下。
（4）[5]由图乙显示的i-t 图像的面积可求出电容器的电荷量
则电容器的电容
因电荷量的值需估算，所以电容值在
均可。
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
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放电时间___________（填“变长”“不变”或“变短”）。
【答案】 B 变长
【详解】（1）[1]阴影部分面积是电流I 和时间t 的乘积，表示相应时间内通过电阻的
电荷量。
故选B。
（2）[2]换用阻值更大一些的电阻后，放电电流相应变小，电容器所带电荷量不变的情
况下，放电时间变长。
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
；
（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）
【答案】
（
）
（
）
【详解】[1]用平滑曲线将各点连接，然后数此曲线与坐标轴围成的格子数，超过半格
的算一格，不足半格的舍弃。每格代表电量为
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数出的格子数为
格，则
[2]电容为
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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【答案】
b a
6.9/7.0/7.1/
【详解】（1）[1]根据题意可知蓄电池电压为20V，电压标称为10V，根据串联电阻分
压关系可知定值电阻的阻值应选50Ω；
（2）[2][3]他先闭合开关S1，S2刀片掷于b 端，调节滑动变阻器R2，稳定后读出电压
表读数为4V，电容器充电；然后，他把S2刀片掷于a 端，电容器放电；
（3）[4]根据I-t 图线与坐标轴所围的面积表示电荷量，则
（4）[5]由图可知调节滑动变阻器R2的阻值后，电容释放的电荷量为
=0.07mA·s
稳定时电压表读数即为电容两端的电压
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；
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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。
（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”）。
【答案】
减小 减小
漏电
【详解】（1）[1] 按照图甲的电路图，实物图如图
20
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（3）①[2][3]由图丙可知，电容器放电过程电流的变化规律为：放电电流逐渐减小，
放电电流随时间的变化率逐渐减小。
[4]
②
由电容定义
（4）[5]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）。
【答案】 a
C 逐渐减小
3300 0.033
【详解】（1）[1]通过电流表指针的左右偏转观察电流方向，故应选择a。
（2）[2]如图所示
（3）[3]开关S 接1 后，电源给电容器充电，开始电流较大，随着极板带电量增多，电
流逐渐减小，最后为0，所以小灯泡L 突然变亮，然后逐渐变暗，直到熄灭。
故选C。
（4）[4]开关S 接2 之后电容器放电，两极板电势差逐渐减小到0，所以电压表示数逐
渐减小到0。
（5）[5][6]图乙中电容器的电容为3300μF，当电容器的电压为10V 时其带电量为
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。
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（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。
【答案】 放电 由下到上 不变
【详解】（1）[1]当开关接2 时，电容器相当于电源，进行的是放电过程；
[2]开关接1 时，电源给电容器充电，电容器上极板接正极，充电完成，上极板带正
电，下极板带负电，可知开关接2 时，电容器相当于电源，上极板相当于电源的正极，
故电流由下到上；
[3]
曲线与坐标轴所围成的面积为电容器充电完成后所带电荷量，只减小电阻
，
并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的
曲线与坐标轴所围成的面积
将不变。
（2）[4]根据电容器电容的定义
解得
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。
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（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”
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
【答案】 2 自右向左 减少 BC/CB
【详解】（1）[1][2][3]单刀双掷开关S 应拨至2 位置，会使电容器放电。电容器下极
板带正电，则放电过程中，电流自右向左通过R。电压表的示数逐渐变小，由
可知，电容器电量减少。
（2）[4]AC．充电电流应逐渐减小，充电完毕后，电流表示数为零，A 错误，C 正确；
BD．根据
电容器电量逐渐增大，则电压表示数逐渐增大后趋于稳定，B 正确，D 错误。
故选BC。
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。
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（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。
【答案】 A 电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电 不需要
【详解】（1）[1]电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0。由电容
器的决定式
可知当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由
可得电容器的带电量Q 增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0。只有A 图像
满足上述描述。
故选A。
（2）[2]用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放
电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。
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（3）[3]本实验测量电容的原理是
电容器的带电量Q 由
可由步骤（1）所得的
图线与坐标轴围成的面积求得；
充电后两极板之间电压则由步骤（2）中的电压表测得。给电容器充电时由于使用了旧
电池，导致充电时电流较小，但最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0 的时
候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电量不变，不影响测
量结果。所以不需要更换电池。
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
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
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充电过程I-t 图像的是___________（选填①或②）。
【答案】 充电 A C ①
【详解】（1）[1]将开关先与“l”端闭合，电容器与电源相连，电容器进行充电；
[2]充电电流的方向为从上向下通过电容器，稍后再将开关与“2”端闭合，电容器放电，
放电电流的方向为从下向上通过传感器，放电电流与充电电流方向相反，A 正确，B
错误。
[3]因为充电电流和放电电流都减小，所以电容器两端电压变化越来越缓慢，图像的斜
率变小，C 正确，D 错误。
（2）[4]电容器充电过程的I-t 图线与坐标轴围成的面积表示充电过程中电容器增加的
电荷量。根据
可知，用相同的电源充电，U 相同，电容为C1的电容器增加的
电荷量较少，与坐标轴围成的面积较小，因此图线①与电容为C1的电容器相对应。
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
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”）；
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（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”）。
【答案】 从a 到b 15.6 变大
【详解】（1）[1]将单刀双掷开关S 置于1，给电容器进行充电，上极板带正电、下极
板带负电，将单刀双掷开关S 置于2，电容器放电，通过电阻R 的电流从a 到b；
（2）[2]i-t 图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器的带电量，按照“大于等于半
个格的按一个格算，小于半个格的舍去”的原则进行计算，电容器的带电量
由
可得电容器的电容
（3）[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，由
可知电容器的电容变大，由
可得充电结束后电容器的带电量变大，所以i-t 图线
与坐标轴所围成图形的面积将变大。
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。
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（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
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．
【答案】 放电 见解析 不变 575 BD/DB
【详解】（1）[1]开关接1 时，对电容器充电，接2 时电容器放电。
[2][3]在I-t 图像中，阴影部分表示的物理意义是
q= It
所以是0.2s 内电容器放出的电荷量，因为总电荷量不会因为电阻R 而变化，则曲线与
坐标轴所围成的面积不变。
（2）[4]根据
且
U=E
解得
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（3）[5]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，
放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小。故A 错误；B 正确；
CD．根据
且C 不变可知，Q 与U 的变化情况相同。故C 错误；D 正确。
故选BD。
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。
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”）。
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【答案】 4.2×10-2 9.0 4.7×10-3 c
【详解】（1）[1] i－t 图像的曲线和两坐标轴所围的面积即表示电容器的电荷量，由
图像及题意可知电容器全部放电过程中释放的电荷量为
[2]由i－t 图像得到开始时电流为Im＝90mA＝0.09A，故电容器两端的最大电压为
[3]电容为
（2）[4]换用阻值为180Ω 的电阻，根据
可知，第2 次实验的最大电流小些。根
据Q＝CU 可知，两条曲线与坐标轴所围的面积相等，故选c。
【点睛】图像的面积表示电荷量。根据电容器充放电的特点，判断电压最大时，电流
的特点。根据含电容的电路中的规律，判断电容充电完成后的电压情况。
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。
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（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，
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）
【答案】 由a 到b = 变短
/
/
/
【详解】（1）[1]电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时上极板
正电荷通过电阻流向下级板，故流过电阻R 的电流方向为由a 到b。
（2）[2]根据电流的定义式
则
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乙图中，阴影部分的面积等于充、放电的电荷量，而充放电的电荷量相等，故
（3）[3] 根据电流的定义式
可得
如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则放电电流将增大，由上式可知放电时间
将变短。
（4）[4]根据
图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量，由图知，每小格代表的
电荷量为
数出图线包围的格数，满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去，数得格数为32
格，则电容器充电完毕后的电荷量为
因从图中数格数有一定误差，故结果也可能为
[5]根据电容的定义知，电容器的电容为
因电荷量有一定误差，故电容的计算值也可以是
或
。
33
