资源简介 电容器的电容一、电容器1.电容器:两个彼此______又相距______的导体组成一个电容器.2.电容器的充电和放电(1)充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,使电容器两极板带上__________电荷的过程叫做充电.充电过程中由电源获得的______储存在电容器中。(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷______,电容器又不带电了,这个过程叫做______.放电过程________转化为其他形式的能。二、电容1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的______,叫做电容器的电容。2.定义式:C=______;3.单位:______,简称___,符号是F。常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),量值关系:1 F=________μF=__________pF;4.物理意义:表示电容器__________本领的物理量;三、平行板电容器的电容1.结构:由两块彼此______、互相靠近的______金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器;2.电容的决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成______,与电介质的相对介电常数εr成______,与极板间距离d成______;3.表达式:C=_______,式中k为静电力常量;四、常用电容器1.分类:从构造上可分为______电容器和______电容器两类;2.额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器__________时所能承受的电压,它比击穿电压要 ;(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏。考点一 电容器的电容1、电容器(1)定义:任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体,构成是一个电容器.(2)电容器的充、放电:电容器有携带电荷、储存电荷的能力电容器充电:使电容器带电的过程,也是电源的能量转化为电场能的过程.电容器放电:使电容器上的电荷减少的过程,也是电场能转化为其它形式能的过程.瞬间的充、放电过程电路中有电流通过,平衡后两板带等量异种电荷.2、电容器的电容(1)电容器电容的定义:电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值,用字母C表示.(2)定义式: ,其中Q为其中一个导体所带电量的绝对值,U为两个导体之间的电压.(3)电容的物理意义:是描述电容器储存电荷本领大小的物理量.(4)单位:国际单位是法拉,简称法,用F表示,常用的单位还有微法和皮法,换算关系是(5)平行板电容器的电容:式中k为静电力常量,k=9.0×109 N·m2/C2,介电常数ε由两极板之间介质决定.说明:此式为决定式,由此式可以看出,电容C与其所带电荷量Q及两极板间电压U均无关,完全由电容器本身决定。注意:1.电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量,完全由电容器本身的属性决定,跟电容器是否带电、带电荷量多少以及两极板间电势差的大小无关.2.对于一个确定的电容器,电容C是不变的,故当电容器所带电荷量Q,则。大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量Q与电容器两极板间电压的变化量U的比值.5.对电容定义式C=的理解(1)电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,用比值C=来定义,但它却与Q、U无关,是由电容器自身的构造决定的,即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的量.(2)定义式C=表明,电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U决定,Q与U成正比.与C成正比.但不能说电容C与Q成正比,与U成反比.【例题】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ΔQ=1.0×10-6 C时,两极板间的电势差升高ΔU=10 V,则电容器的电容C=1.0×10-7 FD.放电后的电容器所带电荷量为零,电容也为零考点二 平行板电容器中各物理量之间的关系电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:(1)电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势)这种情况下(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定这种情况下考点三 两公式C=与C=的比较公式内容 C= C=公式特点 定义式 决定式意义 对某电容器Q∝U,但=C不变,反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝,反映了影响电容大小的因素联系 电容器容纳电荷的本领由来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定【例题】(多选)关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是( )A.充、放电过程中,外电路有瞬时电流B.充、放电过程中,外电路有恒定电流C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少考点四 电容器动态问题1.分析电容器的动态变化问题,要抓住不变量,分析变化量.其理论依据是:(1)电容器电容的定义式C=;(2)平行板电容器内部是匀强电场,E=;(3)平行板电容器电容的决定式C=.2.电容器的动态变化问题分为两类:(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U不变此时,电容器的极板距离d、极板的正对面积S、电介质的相对介电常数εr的变化,将引起电容C的变化,从而引起电量Q和极板间的场强E的变化.由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.由Q=CU=·U,当U不变时,Q∝可知,当U不变时,Q也随d、S、εr的变化而变化.由E=∝可知,当U不变时,E随d的变化而变化.(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电量Q保持不变如果两极板切断与电源的连接,并保持两极板绝缘,电容器既不会充电也不会放电,所以电荷量Q就保持不变.极板距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr发生变化,将引起电容C的变化,从而引起电压U及板间场强E的变化.由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.由U==∝可知,当Q不变时,U也随d、S、εr的变化而变化.由E===∝可知,E随S、εr变化而变化.【例题】平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是 ( )A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板间插入电介质D.减少极板上的电荷量1.如图所示,为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是( )A.是充电过程 B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10-2F D.该电容器的电量变化量为0.2 C2.一个空气平行板电容器,极板间相距d,正对面积S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是( )A.将电压变为B.将带电荷量变为2QC.将极板间的距离变为D.两板间充满介电常数为原来介电常数的电介质3.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设若两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变4.两块平行金属板带等量异种电荷,要使两极板间的电压加倍,两板间的电场强度减半,采用的办法有( )A.两极板的电荷量加倍,而距离变为原来的4倍B.两极板的电荷量加倍,而距离变为原来的2倍C.两极板的电荷量减半,而距离变为原来的4倍D.两极板的电荷量减半,而距离变为原来的2倍5.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带电量为Q,P是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是( )A.若将电容器的上板左移一点,则两板间场强减小B.若将电容器的下板上移一点,则P点的电势升高C.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大D.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小6.如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是( )A.带电液滴可能带正电B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从b到a的电流,电容器中负电荷从B到AC.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动7.有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比和电场强度之比分别为( )A.4∶1 1∶3 B.1∶4 3∶1 C.4∶1 3∶1 D.4∶1 4∶38.M、N两金属板竖直放置,使其带电,悬挂其中的带电小球P如图偏离竖直方向.下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大?(P球不与金属极板接触)( )A.增大MN两极板间的电势差B.减小MN两极板的带电量C.保持板间间距不变,将M、N板一起向右平移D.保持板间间距不变,将M、N板一起向左平移9.如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力大小为( )A.k B.k C. D.10.(多选)下列关于电容的说法正确的是( )A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量D.由公式C=知,若电容器两极间电压为10 V,极板带电量为2×10-5C,则电容器电容大小为5×105F11.(多选)传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化12.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10-4g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求:(1)这时电容器的带电量为多少库仑?(2)电容器上极板带何种电荷?(3)该尘埃带电量为多少?电容器的电容一、电容器1.电容器:两个彼此______又相距______的导体组成一个电容器.2.电容器的充电和放电(1)充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,使电容器两极板带上__________电荷的过程叫做充电.充电过程中由电源获得的______储存在电容器中。(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷______,电容器又不带电了,这个过程叫做______.放电过程________转化为其他形式的能。二、电容1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的______,叫做电容器的电容。2.定义式:C=______;3.单位:______,简称___,符号是F。常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),量值关系:1 F=________μF=__________pF;4.物理意义:表示电容器__________本领的物理量;三、平行板电容器的电容1.结构:由两块彼此______、互相靠近的______金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器;2.电容的决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成______,与电介质的相对介电常数εr成______,与极板间距离d成______;3.表达式:C=_______,式中k为静电力常量;四、常用电容器1.分类:从构造上可分为______电容器和______电容器两类;2.额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器__________时所能承受的电压,它比击穿电压要 ;(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏。答案:绝缘 很近 等量异种 电能 中和 放电 电场能 比值 法拉 法 106 1012 容纳电荷 绝缘 平行 正比 正比 反比 固定 可变 正常工作 小考点一 电容器的电容1、电容器(1)定义:任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体,构成是一个电容器.(2)电容器的充、放电:电容器有携带电荷、储存电荷的能力电容器充电:使电容器带电的过程,也是电源的能量转化为电场能的过程.电容器放电:使电容器上的电荷减少的过程,也是电场能转化为其它形式能的过程.瞬间的充、放电过程电路中有电流通过,平衡后两板带等量异种电荷.2、电容器的电容(1)电容器电容的定义:电容器所带电量的绝对值与所加电压的比值,用字母C表示.(2)定义式: ,其中Q为其中一个导体所带电量的绝对值,U为两个导体之间的电压.(3)电容的物理意义:是描述电容器储存电荷本领大小的物理量.(4)单位:国际单位是法拉,简称法,用F表示,常用的单位还有微法和皮法,换算关系是(5)平行板电容器的电容:式中k为静电力常量,k=9.0×109 N·m2/C2,介电常数ε由两极板之间介质决定.说明:此式为决定式,由此式可以看出,电容C与其所带电荷量Q及两极板间电压U均无关,完全由电容器本身决定。注意:1.电容器的电容是反映其容纳电荷本领大小的物理量,完全由电容器本身的属性决定,跟电容器是否带电、带电荷量多少以及两极板间电势差的大小无关.2.对于一个确定的电容器,电容C是不变的,故当电容器所带电荷量Q,则。大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量Q与电容器两极板间电压的变化量U的比值.5.对电容定义式C=的理解(1)电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量,用比值C=来定义,但它却与Q、U无关,是由电容器自身的构造决定的,即使电容器不带电,其电容仍然存在,并且是一个确定的量.(2)定义式C=表明,电容器所带的电荷量由电容器的电容和电容器两极板间的电势差U决定,Q与U成正比.与C成正比.但不能说电容C与Q成正比,与U成反比.【例题】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ΔQ=1.0×10-6 C时,两极板间的电势差升高ΔU=10 V,则电容器的电容C=1.0×10-7 FD.放电后的电容器所带电荷量为零,电容也为零【答案】C考点二 平行板电容器中各物理量之间的关系电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电介质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:(1)电键K保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势)这种情况下(2)充电后断开K,保持电容器带电量Q恒定这种情况下考点三 两公式C=与C=的比较公式内容 C= C=公式特点 定义式 决定式意义 对某电容器Q∝U,但=C不变,反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝,反映了影响电容大小的因素联系 电容器容纳电荷的本领由来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d等因素)来决定【例题】(多选)关于电容器的充、放电,下列说法中正确的是( )A.充、放电过程中,外电路有瞬时电流B.充、放电过程中,外电路有恒定电流C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少【解析】充电电流和放电电流都是瞬时电流,当电容器两极板间电势差与电源电压相等或极板间电势差为零时,电流消失,选项A正确,B错误;充电过程中电源提供的电能转化为电场能,选项C错误;放电过程中电容器中的电场能转化为其他形式的能,选项D正确.答案:AD考点四 电容器动态问题1.分析电容器的动态变化问题,要抓住不变量,分析变化量.其理论依据是:(1)电容器电容的定义式C=;(2)平行板电容器内部是匀强电场,E=;(3)平行板电容器电容的决定式C=.2.电容器的动态变化问题分为两类:(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U不变此时,电容器的极板距离d、极板的正对面积S、电介质的相对介电常数εr的变化,将引起电容C的变化,从而引起电量Q和极板间的场强E的变化.由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.由Q=CU=·U,当U不变时,Q∝可知,当U不变时,Q也随d、S、εr的变化而变化.由E=∝可知,当U不变时,E随d的变化而变化.(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电量Q保持不变如果两极板切断与电源的连接,并保持两极板绝缘,电容器既不会充电也不会放电,所以电荷量Q就保持不变.极板距离d、正对面积S、电介质的相对介电常数εr发生变化,将引起电容C的变化,从而引起电压U及板间场强E的变化.由C=∝可知C随d、S、εr的变化而变化.由U==∝可知,当Q不变时,U也随d、S、εr的变化而变化.由E===∝可知,E随S、εr变化而变化.【例题】平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是 ( )A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板间插入电介质D.减少极板上的电荷量【答案】AB1.如图所示,为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是( )A.是充电过程 B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10-2F D.该电容器的电量变化量为0.2 C【答案】B【解析】由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错,B对;由C==F=5×10-3F,可知C错;ΔQ=CΔU=5×10-3×4 C=0.02 C,D错.2.一个空气平行板电容器,极板间相距d,正对面积S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是( )A.将电压变为B.将带电荷量变为2QC.将极板间的距离变为D.两板间充满介电常数为原来介电常数的电介质【答案】C【解析】电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小,由电容器本身决定,与极板间的电压和所带电荷量无关,所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容,故A、B错误.由电容的决定式C=可知我们可采取的方式是:①将极板间的距离变为;②将电介质换为介电常数为原来介电常数2倍的电介质.故C正确,D错误.3.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设若两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变【答案】A【解析】静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小.在各选项所示的操作中,电容器电荷量Q保持不变,C==.保持S不变,增大d,则C减小,U增大,偏角θ增大,选项A正确,B错误;保持d不变,减小S,则C减小,U增大,偏角θ也增大,故选项C、D均错误.4.两块平行金属板带等量异种电荷,要使两极板间的电压加倍,两板间的电场强度减半,采用的办法有( )A.两极板的电荷量加倍,而距离变为原来的4倍B.两极板的电荷量加倍,而距离变为原来的2倍C.两极板的电荷量减半,而距离变为原来的4倍D.两极板的电荷量减半,而距离变为原来的2倍【答案】C【解析】由C=,C=和E=得两板间的电压U=,两板间的电场强度E=,可知选项C正确.5.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的带电量为Q,P是电容器内一点,电容器的上板与大地相连,下列说法正确的是( )A.若将电容器的上板左移一点,则两板间场强减小B.若将电容器的下板上移一点,则P点的电势升高C.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差增大D.若将电容器的下板上移一点,则两板间电势差减小【答案】D【解析】由E=、U=、C=,可知E=,上板左移,S减小,E增大,A错误;下板上移,由E=可知E不变,φP不变;U=Ed,d减小,U减小,D正确.6.如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关S闭合.一带电液滴悬浮在两板间P点不动,下列说法正确的是( )A.带电液滴可能带正电B.增大两极板距离的过程中,电阻R中有从b到a的电流,电容器中负电荷从B到AC.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D.断开S,减小两极板距离过程中,液滴静止不动【答案】D【解析】带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=和Q=CU可知,当两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=,Q=CU和U=Ed知E=,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴加速上升,C选项错误.由E=知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.7.有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比和电场强度之比分别为( )A.4∶1 1∶3 B.1∶4 3∶1 C.4∶1 3∶1 D.4∶1 4∶3【答案】C【解析】由U=得:===,又由E==得:===,所以选项C正确.8.M、N两金属板竖直放置,使其带电,悬挂其中的带电小球P如图偏离竖直方向.下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大?(P球不与金属极板接触)( )A.增大MN两极板间的电势差B.减小MN两极板的带电量C.保持板间间距不变,将M、N板一起向右平移D.保持板间间距不变,将M、N板一起向左平移【答案】A【解析】由题意知小球带正电,增大MN两极板间的电势差,小球受的电场力增大,OP悬线与竖直方向的夹角增大,A正确;减小MN两极板的带电量,小球受的电场力减小,OP悬线与竖直方向的夹角减小,B错误;保持板间间距不变,将M、N板一起平移,电势差不变,OP悬线与竖直方向的夹角不变,C、D错误.9.如图所示,平行板电容器的电容为C,极板带电荷量为Q,极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷,则它所受到的电场力大小为( )A.k B.k C. D.【答案】C【解析】平行板电容器极板间电场为匀强电场,其电场强度为E=,因此点电荷q在其中所受到的电场力为F=Eq=.10.(多选)下列关于电容的说法正确的是( )A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量B.电容器A的电容比B的大,说明A的带电荷量比B多C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量D.由公式C=知,若电容器两极间电压为10 V,极板带电量为2×10-5C,则电容器电容大小为5×105F【答案】AC【解析】电容反映电容器容纳电荷本领的大小,A对.电容器A的电容比B的大,只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强,与是否带电无关,B错;电压为10 V,电荷量为2×10-5C时 ,电容C==2×10-6F,D错.11.(多选)传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )A.若F向上压膜片电极,电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流C.若F向上压膜片电极,电路中不会出现电流D.若电流表有示数,则说明压力F发生变化【答案】BD【解析】F向上压膜片电极,使得电容器两板间的距离减小,电容器的电容增大,又因电容器两极板间的电压不变,所以电容器的电荷量增大,电容器继续充电,电路中有从b到a的电流,B正确.若电流表有示数,则电容器在不断充电(或放电),故Q在变化,F变化,D正确.12.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10-4g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求:(1)这时电容器的带电量为多少库仑?(2)电容器上极板带何种电荷?(3)该尘埃带电量为多少?【答案】(1)2×10-4C (2)正电荷 (3)5×10-11C【解析】(1)由C=得Q=CU=2×10-6×100 C=2×10-4C(2)因为尘埃刚好静止且带负电,所以电容器上极板带正电荷.(3)由qE=mg和E=,代入数据得:q=5×10-11C. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 电容器的电容讲义(原卷版).doc 电容器的电容讲义(解析版).doc