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考点36 电容器
（核心考点精讲精练）
1. 5 年真题考点分布
电容器
2023·山东卷·T14、15
2022·重庆卷·T2
2019·北京卷·T23
2018·江苏卷·T5
2018·北京卷·T19
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查：电容器的定义式与决定式的理解，电容器的动态分析，电容器充、放
电荷量
【备考策略】
1.了解电容器的充电、放电过程，会计算电容器充、放电电荷量.
2.了解影响平行板电容器电容大小的因素，能利用公式判断平行板电容器电容的变化.
3.会分析带电粒子在电场中偏转的功能关系.
3.掌握带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动规律.4.会分析、计算带电粒子在交变电场中的偏转问题．
【命题预测】
电容器的动态分析和计算电容器充、放电电荷量仍是今后考试的热点
考向
1 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
1
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如图所示，当开关S 接1 时，电容器接通电源，在静电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(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小(填“增大”或
“减小”)，当电容器两极板间电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，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(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小(填“增
大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零．
2．实验步骤
(1)按图连接好电路．
(2)把单刀双掷开关S 打在上面，使触点1 与触点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 与触点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．
3．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．
（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：
2
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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）。
（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）。
3
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（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。
（2023·山西·统考高考真题）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
，将单刀双掷开关S 与“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
，再次将开关S 与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。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“R1”或
“R2”）时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的 （填“电压”或
“电荷量”）。
考向
2 电容器
4
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1．电容
(1)定义：电容器所带的电荷量与电容器两极板之间的电势差之比．
(2)定义式：C＝.
(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF).1 F＝10
6 μF＝10
12 pF.
(4)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低．
(5)决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电
压无关．
2．平行板电容器的电容
(1)决定因素：两极板的正对面积、电介质的相对介电常数、两板间的距离．
(2)决定式：C＝.
3．对公式C＝的理解
电容C＝，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。
（2021·江苏·高考真题）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电
流，若将该细胞膜视为
的电容器，在
内细胞膜两侧的电势差从
变为
，则该过程
中跨膜电流的平均值为（ ）
A．
B．
C．
D．
（多选）（2023·新疆乌鲁木齐·统考三模）心脏除颤器的核心元件为电容器，抢救病人时，电容器通过放
电，产生脉冲电流刺激心脏，使病人恢复正常的心跳。如图所示为某款心脏除颤器的电容器充电时两板间
的电压U 随其电荷量Q 变化的图像，充满电时两极板间的电压为
。若放电时间为
，放电完成后
两板间电压降为
。则（ ）
A．该电容器的电容为
B．该电容器的电容为
C．电容器放电过程的平均功率约为
D．电容器放电过程的平均功率约为
考向
3 平行板电容器的动态分析
5
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1．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＝分析平行板电容器电容的变化。
(3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。
(4)用E＝分析平行板电容器两极板间电场强度的变化。
2．电容器两类问题的比较
(1)U 不变
①根据C＝＝先分析电容的变化，再分析Q 的变化。
②根据E＝分析场强的变化。
③根据UAB＝E·dAB＝φA－φB分析某点电势变化。
(2)Q 不变
①根据C＝＝先分析电容的变化，再分析U 的变化。
②根据E＝＝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
U
Q
d 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。
（2022·重庆·高考真题）如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，
电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板
上所带电荷量变少，则（ ）
A．材料竖直方向尺度减小
B．极板间电场强度不变
C．极板间电场强度变大
D．电容器电容变大
（2023·河北保定·统考二模）一对平行正对的金属板C、D 接入如图所示的电路中，电源电动势为E，C 板
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固定，D 板可左右平行移动，闭合开关，一段时间后再断开开关，从C 板发射一电子，恰能运动到A 点后
再返回，已知A 到D 板的距离是板间距离的三分之一，电子质量为m，电荷量为-e，忽略电子的重力，则
（ ）
A．设定C 板电势为0，电子在A 点的电势能为
B．若要让电子能够到达D 板，可将D 板向左平移至A 点或A 点左侧某位置
C．若要让电子能够到达D 板，可将D 板向右平移至某位置
D．若要让电子能够到达D 板，可闭合开关，再将D 板向右平移至某位置
【基础过关】
1．（2023·山东·模拟预测）如图所示的电路，电源的电动势为E，内阻为r，电阻
、
的阻值分别为
2r、3r，电容为C、间距为d 的水平放置的平行板电容器，两极板分别接在
两端。合上开关稳定
后，让一质量为m，电荷量未知的带电小球从距上极板上方高也为d 处自由释放，小球恰好能下落到下极
板，则 （ ）
A．电容器的带电量为
B．带电小球带负电
C．带电小球的带电量为
D．带电小球在电容器中下落过程的加速度大小为g
2．（2023·湖北·统考模拟预测）如图所示，平行板电容器通过理想二极管与电池相连，当二极板间距离减
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小后，则两板间的电压U 和电场强度E，电容器电容C 及电量Q 与原来相比（ ）
A．U 变小
B．E 变大
C．C 不变
D．Q 不变
3．（2023 秋·黑龙江鸡西·高三校考期末）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．（2023·陕西·陕西师大附中校考模拟预测）传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感
受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、
显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。如图所示是测定液面高度h 的电容
式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为
导电液体。已知电流从灵敏电流计左边接线柱流进电流计，指针向左偏。如果在导电液体的深度h 发生变
化时观察到指针正向左偏转，则（ ）
A．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大
B．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大
C．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小
D．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小
5．（多选）（2023·浙江金华·模拟预测）甲图为可变电容器，某同学用乙图示电路研究可变电容器的充放
电实验。电容器原来不带电，电压表和电流表为理想直流电表。单刀双掷开关先接1，稳定后，缓慢减小
电容器两极板的正对面积。下列说法正确的是（ ）
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A．缓慢减小电容器两极板正对面积过程中，电阻R 中电流向下
B．缓慢减小电容器两极板正对面积过程中，电阻R 中电流向上
C．若开关接1 稳定后断开，在减小电容器两极板正对面积过程中，电压表示数增大
D．若开关接1 稳定后断开，在减小电容器两极板正对面积过程中，电压表示数减小
6．（多选）（2023·海南海口·海南中学校考三模）独石电容器广泛应用于电子精密仪器，是多个简单平行
板电容器的并联体。如图所示，平行板电容器与二极管串联，再与电压恒定的电源保持相连，电容器的下
极板B 接地，一带电油滴恰好静止在电容器两板间的P 点，现将A 板上移一小段距离，则（ ）
A．带电油滴带正电
B．平行板电容器的电压U 不变
C．平行板电容器两极板间的场强E 不变
D．带电油滴在P 点的电势能减小
7．（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
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
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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．
8．（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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【能力提升】
9．（2023·广东广州·华南师大附中校考三模）如图所示，两个相同的半圆形金属板相互靠近、水平放置，
板间可视为真空。两金属板分别与电源两极相连。上极板可绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。开始时，
两极板边缘完全对齐，闭合开关S 后，两板间的一个带电微粒恰好静止；然后让上极板转过
（微粒仍在
两板间）忽略电场边缘效应，则（ ）
A．断开开关S 后，微粒将竖直下落
B．转动前后，电容器的电容之比为36：35
C．转动过程中，有从a→b 的电流流过电阻R
D．断开开关S 后，上极板再转动
，微粒仍然静止
10．（2023·甘肃·统考三模）如图所示，一对面积较大的平行板电容器AB 水平放置，A 板带正电荷，B 板
接地，P 为两板中点，再使A、B 分别以中心点O、Oʹ 为轴在竖直平面内转过一个相同的小角度θ，下列结
论正确的是（ ）
A．电容器AB 的电容不变
B．两板间电场强度变大
C．两板间的P 点电势增大
D．两板间的P 点电势降低
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11．（2023 秋·河北保定·高三统考期末）热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用，有些材料因热膨胀导
致的尺寸变化很小，难以测量。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。
电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，平行板电容器的电容
，S
是电容器极板的正对面积，d 是极板间的距离，其余均为常量。闭合开关
，若材料热胀冷缩，下列说法
中正确的是（ ）
A．材料温度升高，极板所带电荷量增大
B．滑动变阻器滑片向下滑动少许可以提高检测仪的工作电压
C．检测到灵敏电流计的电流方向为从
到
，说明材料温度降低
D．检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从
到
的短暂电流
12．（2023·福建·模拟预测）如图，水平放置的
、
板和
、
板分别组成平行板电容器
和
，
板通过一理想二极管与
板相连接，B 板和N 板都接地。M、N 两板之间插有电介质，A 板和B 板正中均
有一小孔，两孔在同一竖直线上。现让A 板带正电，稳定后，一带电液滴从小孔正上方由静止开始下落，
穿过小孔到达
板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场视为匀强电场。下列说法正确的是（
）
A．仅将A 板向下移动一小段距离后，A 板电势升高
B．仅将
板向右移一小段距离时，
、
均不充放电
C．仅在
板间更换相对介电常数更大的电介质时，
充电
放电
D．
板向下移动一小段距离时，液滴不能穿过
板小孔
13．（多选）（2023·湖北·校联考模拟预测）如图所示，水平放置的平行金属板电容器带等量异号电荷，
电容器的电容为C，两极板的长度均为L，板间距离也为L，
是两板之间的中线，一质量为m、电荷量
为q 的带正电小球从M 板左侧与M 板等高的A 点以某一速度水平向右抛出，恰好从O 点进入电场，然后
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从N 板的右边缘离开电场，不考虑极板边缘效应，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球到达O 点的速度大小为
B．M 板带正电
C．平行板电容器所带电荷量为
D．小球到达N 板时的速度大小为
14．（多选）（2023·湖北·模拟预测）如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管正向电阻为零
可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路连接，二极管一端接地。闭合开关，电路稳定后，一带电
油滴位于电容器中的P 点且处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．将平行板电容器下极板向下移动，则P 点的电势不变
B．将平行板电容器上极板向上移动，则P 点的电势不变
C．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动
D．无论哪个极板向上移动还是向下移动，带电油滴都不可能向下运动
15．（多选）（2023·安徽芜湖·统考二模）通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传
感器原理如图，电容器的M 极板固定，当手机的加速度变化时，与弹簧相连的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（ ）
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A．静止时，电流表示数为零，电容器M 极板带负电
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
16．（多选）（2023·湖南郴州·郴州一中校联考模拟预测）如图所示，G 为静电计，M、N 为平行板电容器
的金属板，开始时开关S 闭合，静电计指针张开一定角度。若不考虑静电计引起的电荷量变化，则下列说
法正确的是（ ）
A．保持开关S 闭合，将两极板间距减小，两极板间的电场强度
增大
B．保持开关S 闭合，将滑动变阻器R 的滑片P 向左移动，静电计指针张开角度变大
C．断开开关S 后，紧贴N 极板插入金属板，静电计指针张开角度变小
D．断开开关S 后，将两极板间距增大，两极板间的电势差U 减小
17．（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 。
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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”）。
（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）
18．（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
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”）；
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（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）。
19．（2023·福建宁德·校考三模）某实验小组利用如图1 所示的电路来观察电容器充、放电现象。已知电
流从电表的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，反之向左偏转；电解电容器的长脚接电源正极，短脚接电
源负极，实验室里部分器材如下：
A．电解电容器C（3000 μF，25 V）
B．电阻箱R（0~999.9 Ω）
C．定值电阻
（阻值约1.5 kΩ）
D．直流电压表V（3 V，内阻约3 kΩ）
E．灵敏电流计G（±300 μA，100 Ω）
F．学生电源
G．单刀双掷开关
H．导线若干
（1）为了使电流计的量程扩大到±3 mA，则应将电阻箱阻值调为 Ω 后与电流计并联（结果保
留3 位有效数字）。
（2）按电路图连接好电路，如图2，导线1 的另一端应与电容器的 （选填“a”或“b”）连接。
（3）接好电路，为观察电容器C 放电时的现象，将电源电动势调至4 V 后，应将单刀双掷开关S 接
（选填“A”或“B”）给电容器充电。一段时间后将单刀双掷开关接另一接线柱，让电容器放电，由计算机
得到电容器放电时流过改装后的电流表的电流I 随时间t 的变化曲线如图3，且由计算机识别知
图像面
积为9300 μA·s，则充电结束后电容器两端的电压约为 V（结果保留2 位有效数字）。
【真题感知】
20．（2023·山东·统考高考真题）电磁炮灭火消防车（图甲）采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑
快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需
的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离
，灭火弹出膛速度
，方向与水平面夹角
，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小
，
。
（1）求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H；
（2）已知电容器储存的电能
，转化为灭火弹动能的效率
，灭火弹的质量为
，电容
，电容器工作电压U 应设置为多少？
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21．（2022·北京·高考真题）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，R 为定值电
阻，C 为电容器，A 为电流表，V 为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B．充电过程中，电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零
D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零
22．（2021·重庆·高考真题）电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、N
组成的电容器视为平行板电容器，M 固定，N 可左右运动，通过测量电容器板间的电压的变化来确定汽车
的加速度。当汽车减速时，极板M、N 间的距离减小，若极板上的电荷量不变，则该电容器（ ）
A．电容变小
B．极板间电压变大
C．极板间电场强度不变
D．极板间的电场强度变小
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