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(共42张PPT)
第十章　
静电场中的能量
第4节　电容器的电容
课题1　电容器的电容
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 知道电容器的概念，通过实验观察电容器的充、放电现象．
2. 理解电容的定义式、单位，会应用定义式进行简单的计算．
3. 认识常见的电容器．
活 动 方 案
活动一：观察电容器的充电、放电现象
1. 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”——电容器储存起来．在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质(空气也是一种电介质)，就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器．这两个金属板叫作电容器的极板．
实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器．如图所示的莱顿瓶是一种用以储存静电的装置，最先由彼得·范·穆森布罗克(Pieter van Musschenbroek，1692—1761)在荷兰的莱顿试用．作为原始形式的电容器，莱顿瓶曾被用来作为电学实验的供电来源，也是电学研究的重大基础．动动脑筋，你能利用身边的物品做一只电容器吗？并展示你的作品．
【答案】相邻两同学构成电容器，两枚硬币构成电容器等．(中间空气绝缘，人和硬币都是导体)
2. 分组实验：观察电容器的充电、放电现象．
(1) 实验目的
观察电容器在充电、放电时电路中的电流情况和电容器两极板的电压情况，形成对充电、放电过程的正确认识．
(2) 实验原理
借助电流表的读数判断充电、放电电路中电流的流向和大小变化情况．借助电压表的读数，判断电容器两极板电势差在充电、放电过程中的变化情况．
(3) 实验装置
如图所示，S2为单刀双掷开关，S2接通1时为充电过程，接通2时为放电过程．电流表的0刻度在表盘刻度的中间．
注意：实验前应合理选择电源、电容器和电阻(如电源用4节干电池，电容器的电容为220 μF，电阻的阻值为10 kΩ)，使充电、放电过程中的电流表和电压表既能工作在量程范围内，又能明显呈现两电表的读数大小变化，同时还具有恰当的充电、放电时间．
实验现象：通过电流表的电流方向向____________，电流表的示数逐渐变____________，电压表的示数逐渐变____________．
②放电(中和掉电容器所带电荷的过程)：S2接通2，观察电流表、电压表指针偏转情况．
实验现象：通过电流表的电流方向向____________，电流表的示数逐渐变____________，电压表的示数逐渐变____________．
③断开电路，整理器材．
右
小
大
左
小
小
(4) 实验步骤
①充电(使电容器带电的过程)：S2接通1，再接通S1，观察电流表、电压表指针偏转情况．
(5) 现象分析
电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的___________能，与电源正极相连的极板带____________电荷；电容器的放电过程，电容器的___________能转化为其他形式的能．
电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流；电路稳定时，电路中没有电流，电容器两端有______________________．
总结：充电电流与放电电流
(1) 电容器两极板间的电介质是绝缘物质，所以充电结束后的电容器相当于断路．
电场
正
电场
电势差(或电压)
(2) 充电过程中，电荷由电源流向电容器，形成充电电流，且电流由电源正极流向正极板(与电源正极连接的极板)，正极板带上正电荷，负极板带上负电荷．
(3) 放电过程中，电荷由极板流向用电器，形成放电电流，且电流由正极板流向用电器．
3. 演示实验：用传感器观察电容器放电过程．
一位同学得到的I－t图像如图所示，电源电压是8 V.
(1) 在图中画一个竖立的狭长矩形(在图的最左边)，它的面积的物理意义是什么？
【答案】面积表示在0.2 s内电容器放出的电荷量．
(2) 怎样根据I－t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算．
【答案】每个方格的带电荷量为0.2×10-3 A×0.4 s＝8×10-5 C，
数出格数约42格，电荷量q＝3.36×10-3 C．
活动二：探究电容器的带电荷量与电势差的关系
1. 在充放电的过程中，电容器所带电荷量增大，两极板的电势差也在增大；随着电容器所带电荷量减小，两极板的电势差也在减小．如果电荷量与电势差的比值 也是一个定值，我们就可以用这个比值来表示电容器储存电荷的本领．
(1)探究电容器两极板间电势差U跟所带电荷量Q的关系的实验电路图如图所示，图中电压表是内阻非常大的数字电压表，电容器B与电容器A相同但都不带电．
①我们知道两个带不同电荷量的相同小球接触会平分电荷．设电容器A充电后所带的电荷量为Q，然后跟B并联，稳定后A所带的电荷量为
_______．
③实验结论：电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差变为原来的____________．
(2) ①经过大量实验证明：一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，比值是一个常量，这个常量就是电容器的电容，用字母C表示．写出电容的定义式．
一半
②电容器的单位有：法拉(F)，微法(μF)，皮法(pF) 等，1 F＝____________μF＝____________pF.
③“电容器所带的电荷量”指_________极板所带电荷量的绝对值．
1×106
1×1012
一个
2. 将电容器与水容器进行类比，思考下列问题：
①水杯存水的本领大小由什么决定，电容器储存电荷的本领如何描述？
【答案】水杯存水的本领大小由容积决定，电容器储存电荷的本领由电容决定．
②电容器的电容与电容器是否带电有关吗？
【答案】电容器的电容由本身结构决定，与是否带电无关．
3. 有人用下列四幅图描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，其中错误的是(　　)
【答案】D
活动三：认识一些常用的电容器
阅读教材“常用电容器”部分，回答下列问题：
1. 常用的电容器从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类．图甲为可变电容器，图乙为电解电容器．下列说法正确的是(　　)
A. 可以通过改变甲的极板间的正对面积来改变电容
B. 在不改变其他条件的情况下，将甲浸入煤油中，其电容不发生变化
C. 使用乙时可以不区分两极任意接入电路
D. 电容器可以工作在任何电压下
【解析】 转动甲电容器的动片，两组金属片的正对面积发生变化，电容就会改变，A正确；将甲电容器浸入煤油中，两极板间的介质改变，电容发生变化，B错误；乙为电解电容器，两极有固定的极性，使用时注意不要接反了，C错误；加在电容器两极间的电压不能超过击穿电压，超过击穿电压，绝缘介质将被击穿，致使电容器损坏，D错误．
【答案】A
2. 如图所示，某电容器的外壳上标有“1 000 μF　80 V”的字样．该参数表明(　　)
A. 该电容器只有在电压为80 V时电容才为1 000 μF
B. 当两端电压为40 V时，该电容器的电容为500 μF
C. 该电容器两端电压超过80 V时，电容器会立刻被击穿
D. 当给该电容器两端加上80 V电压时，电容器所带的电荷量为8×10-2 C
【答案】D
检 测 反 馈
1
1. 下列关于电容器和电容的说法中，错误的是(　　)
B. 对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比
C. 无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变
D. 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两极板间的电压无关
【解析】 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故A错误，C、D正确；由于电容是定值，由Q＝CU可知其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确．故选A.
【答案】A
1
2. 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　　)
A. 开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B. 开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C. 开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D. 开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
【解析】 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上下极板均不带电，C、D错误．
【答案】A
2
3
【答案】B
3
4. 如图所示，为某一电容器中所带电荷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5×10-2 F
D. 该电容器的电荷量变化量为0.2 C
4
【答案】B
4
5. 有一电解电容器如图所示，外壳上标有“1 000 μF　10 V”．下列关于该电容器的说法，正确的是(　　)
A. 该电容器在10 V电压以下不能正常工作
B. 当所加电压为8 V时，该电容器的电容为800 μF
C. 该电容器能容纳的电荷量最多为1.0×10-3 C
D. 当两极加1 V电压时，该电容器的电荷量为1.0×10-3 C
5
【解析】 由标称值可知，该电解电容器用于10 V及以下电压时才能正常工作，A错误；电容器的电容由电容器本身决定，由工作电压无关，当所加电压为8 V时，该电容器的电容仍然为1 000 μF，B错误；当两极加10 V电压时，该电容器的电荷量为Q＝CU＝1.0×10-2 C，C错误；当两极加1 V电压时，该电容器的电荷量为Q＝CU＝1.0×10-3 C，D正确．
【答案】D
5
6. 如图所示是某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15 μF，充电至9.0 kV电压．下列说法正确的是(　　)
6
A. 电容器的额定电压就是击穿电压
B. 充电完毕后，电容器存储的电量为0.135 C
C. 该电容器的电容与两板间的电势差成正比
D. 放电之后，该电容器的两极板电荷量为零，电容也为零
【解析】 电容器的额定电压不是击穿电压，额定电压小于击穿电压，A错误；充电完毕后，电容器存储的电量为Q＝CU＝15× 10-6×9×103 C＝0.135 C，B正确；电容器的电容只由电容器自身决定，与所带电荷量和两板间的电势差均无关，C、D错误．
【答案】B
6
7. 连接好如图所示的电路后，在t＝0时刻，将断开的单刀双掷开关S拨至与1 连接，经一段时间电路稳定后，再把S拨至与2连接．绘制出下列流过电路中P点的电流I随时间t变化的图像和电容器两极板间电势差UAB随时间t变化的图像，其中可能正确的是(　　)
7
【解析】 开关S接1时，电容器充电，充电完毕，电流为0，再将开关S拨向2位置，开始反向放电，放电越来越缓慢，放电完毕后，电流为0，A、B错误；开关S接1时，电容器与电源直接相连，充电结束后，两极板间电压等于电源电压，放电过程中，两极板的电压逐渐减小，电压变化越来越慢，极板的电性不变，C错误，D正确．
【答案】D
7
8. 某同学利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，电流传感器与计算机相连，可以显示出电流I随时间t变化的图像．
8
(1) 为使电源向电容器充电，应将开关S与____________(选填“1” 或“2”)端相连．
【解析】 为使电源向电容器充电，电容器应与电源连接，故应将开关S与 “1”端相连．
1
(2) 在充电过程中，测绘的充电电流I随时间t的图像可能是图乙中的__________．
【解析】 充电过程中电容器C两端电压逐渐增大，充电电流I随时间t应逐渐减小至零，故电流I随时间t的图像可能是图乙中的A.
A
8
(3) 图丙为传感器中电容器放电时的电流I随时间t的图像，图中每一小方格面积相同．根据图像估算电容器在t0～2t0时间内，释放电荷量的表
达式为_________________(用I0、t0表示).
8
8
(4) 图丁中实线是实验得到的放电时的I－t图像，如果不改变电路的其他参数，只减小变阻箱R的阻值，则得到的I－t图线是图丁中的____________(选填“①”“②”或“③”)，理由是_______________
_______________________________________________．
②
电容器释放的总电荷量不变，平均电流变大，放电时间变短
8
谢谢观看
Thank you for watching10.4电容器的电容
1 (2023南通海门期中)如图所示，照相机的闪光灯，在不到 s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，该过程的发生是利用了(　　)
A. 电池的放电
B. 电池的充电
C. 电容器的放电
D. 电容器的充电
2 (2024南通海门抽测)某小组在实验室进行平行板电容器特性研究时，不小心转动其中一极板而使其发生倾斜，已知两板带有等量异种电荷，则两极板之间的电场线分布情况可能正确的是(　　)
A B C D
3 (2023宿迁沭阳校考)一平行板电容器两板间距为0.1 m，当两极板间的电压为20 V时，两板间电场强度的大小为(　　)
A. 0.005 V/m B. 2 V/m
C. 20 V/m D. 200 V/m
4 (2023南通如皋检测)如图所示，彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷Q后，两导体间的电势差为U，若两导体分别带上＋2Q和－2Q的电荷，则它们间的电势差为(　　)
A. 2U B. 4U　 C. 8U D. 16U
5 (2025扬州期末)如图所示为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸点处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器．现使电容器的电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，电容器(　　)
A. 电容不变 B. 处于放电状态
C. 内部场强大小不变 D. 所带电荷量变大
6 (2025苏州期末)如图所示，心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，来抢救心脏骤停患者．某次模拟治疗时设备的电容器电容是15 μF，充电至电压4 kV，在一定时间内完成放电至两极板间电压为0，关于该放电过程，下列说法正确的是(　　)
A. 电容器的电容逐渐减小
B. 通过人体组织的电荷量为60 C
C. 放电电流逐渐减小
D. 人体电阻越大，放电持续时间越短
7 (2025淮安期末)电容式传感器在智能家居语音控制中可将声音信号转化为电信号．如图所示，a是能在声波驱动下振动的金属膜片，b是固定不动的金属板，a、b构成一个电容器．闭合开关K，声源S发出的声波使a向右运动时(　　)
A. 该电容器的电容不变
B. a、b板间的电压不变
C. a、b板间的电场强度减小
D. 流过电流表G的电流方向为自左向右
8 (2025盐城期中)如图所示，平行金属板电容器充电后与电源断开．将左金属板向右平移一小段距离，则(　　)
A. 电容器的电容变小
B. 静电计的指针张角减小
C. 电容器的带电量减小
D. 金属板间电场强度增大
9 (2025盐城期中)一平行板电容器充放电电路如图所示．开关S接1，电源E给电容器C充电；S接2，电容器C对电阻R放电．则(　　)
A. 充电过程中，电压表示数减小
B. 充电过程中，流过电阻R的电流方向自左向右
C. 放电过程中，电流表示数减小
D. 放电过程中，流过电阻R的电流方向自右向左
10 (2025苏州模拟预测)某同学用如图所示的电路做“观察电容器的充放电”实验．将开关先与“1”端闭合，对电容器进行充电，充电完毕后再将开关与“2”端闭合，电容器放电．传感器测得的电流I和电压U随时间t变化的图像，正确的是(　　)
A B C D
11 (2023淮安校考)用如图甲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3 V，内阻不计)、电容器C(标称电容1 000 μF)、电阻箱R(0～9 999 Ω)、微安表G(量程500 μA，内阻为2 kΩ)、单刀双掷开关S和导线若干．
(1) 根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整．
甲 乙
(2) 将开关S拨至位置1，电容器上极板带________(选填“正”或“负”)电．
(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变化的图像如图丙所示，则电阻箱接入电路的阻值为________kΩ.
丙
(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________μF.(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Ra和Rb，Ra>Rb，对应的q-t图像为曲线a和b.则下列图像中可能正确的是________．
A B C D
12 (2025苏州期中)如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在恒压电源正、负两级上，电源电压为U＝90 V，电容器的电容为3×10-9 F，两极板间距为d＝6 cm，P点到A板的垂直距离为d1＝4 cm，A极板接地．求：
(1) 平行板电容器极板上所带的电荷量Q；
(2) 平行板电容器两板之间的电场强度E；
(3) P点处的电势φP.
第4节　电容器的电容
1. C　电池的放电电流无法瞬间达到很大，照相机的该过程利用了电容器的放电，C正确．
2. C　根据题意可知，两板间电势差相等，从左到右板间距离增大，根据E＝，可知，场强越来越小，电场线越来越稀疏，平行板电容器中，极板分别是等势体，根据电场线始终垂直等势面可知，C正确．
3. D　平行板电容器间为匀强电场，场强大小为E＝＝ V/m＝200 V/m，故D正确．
4. A　电容器所带的电荷量发生变化，可电容器的电容不变，由U＝ 可知，电容器所带电量变为原来的2倍，则电势差也变为原来的2倍，即电势差为2U，因此A正确，B、C、D错误．
5. D　手指挤压锁表面的过程中，小极板间间距减小，根据C＝ 可知，电容变大，A错误；两极板电压不变，根据Q＝CU可知，电容器带电量变大，处于充电状态，B错误，D正确；根据E＝，因U不变，d变小，可知内部场强大小变大，C错误．
6. C　公式C＝ 是电容的定义式，电容器的电容与电容器本身有关，与电容器带电量、两极板电势差无关，则电容器放电的过程中，电容器的电容C不变，仍为15 μF，故A错误；根据C＝，可知充电至4 kV时，该电容器所带电荷量是0.06 C，放电结束后电势差减为零，此次放电过程中有0.06 C的电荷通过人体组织，故B错误；放电过程，极板所带的电荷量变少，则极板间的电压变小，根据I＝可知放电电流逐渐减小，故C正确；根据欧姆定律I＝可知人体电阻越大，平均电流越小，总电荷量不变，根据q＝It可知放电持续时间越长，故D错误．
7. B　若声源S发出声波使a向右运动时，a、b板间的距离减小，依据电容的决定式C＝，则a、b构成的电容器的电容变大，故A错误；电容器与稳压电源相连，a、b间电压不变，a向右振动过程中，板间距离减小，则由公式E＝ 分析得知，a、b板间的电场强度会增大，故B正确，C错误；a向右振动过程中，a、b间电压不变，而电容C增大，由公式C＝分析得知，a、b板所带的电量会变大，电容器处于充电状态，流过电流表的电流方向为自右向左，故D错误．
8. B　将左金属板向右平移一小段距离过程中，电容器所带电荷量Q不变，由C＝可知电容增大，则两板之间电势差U＝ 减小，则静电计的指针张角减小，而电场强度E＝＝＝不变，故B正确，A、C、D错误．
9. C　充电过程中，电容器带电量变大，根据Q＝CU可知U增大，即电压表示数增大，故A错误；充电过程中，电容器上极板与电源正极相连，下极板与电源负极相连，电路中的电流为顺时针方向，流过电阻R的电流方向自右向左，故B错误；放电过程中，电容器两端电压变小，电流变小，故C正确；放电过程中，电容器上极板带正电，电流为逆时针方向，流过电阻R的电流方向自左向右，故D错误．
10. C　充电过程中，电压U越来越大，且增加得越来越慢，切线斜率减小，放电过程中，电压U越来越小，且减小得越来越慢，切线斜率减小，故A、B错误；充电过程中，电流I越来越小，且减小得越来越慢，放电过程中，电流I越来越小，且减小得越来越慢，切线斜率均越来越小，故C正确，D错误．
11. (1)
(2) 负　(3) 8　(4) 987　(5) D
解析：(2) 将开关S拨至位置1，电容器上极板与电源负极相连，故上极板带负电．
(3) 电阻箱接入电路的阻值为R＝－RG＝－2 000 Ω＝8 kΩ.
(4) 由图丙可知，图线与坐标轴所围成的面积表示电荷量，即Q＝148×20×10-6×1 C＝2.96×10-3 C，根据电容器的电容公式可知C＝＝ F＝987 μF.
(5) 由电荷量的公式q＝It可知，qt图像的斜率表示电流，图像中斜率越小，对应的电阻越大，且初始总的电荷量相同，故D正确．
12. (1) 平行板电容器极板上所带的电荷量
Q＝CU＝3×10-9×90 C＝2.7×10-7 C.
(2) 平行板电容器两板之间的电场强度
E＝＝1 500 V/m.
(3) A板接地，P点处的电势
φP＝－UAP＝－Ed1＝－60 V.(共38张PPT)
第十章　
静电场中的能量
第4节　电容器的电容
课题2　平行板电容器的动态分析
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 知道影响平行板电容器电容大小的因素．
2. 会分析平行板电容器的两类动态问题．
活 动 方 案
活动一：探究影响平行板电容器电容大小的因素
平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，与电容器的两极板分别连接在一起，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板电势差的变化，指针偏转角度越大，电容器两极板电势差越____________(选填“大”或“小”).
大
探究平行板电容器的电容与哪些因素有关：
　　甲　　　　　　　　　　　乙　　　　 　　 　　　　　丙
【答案】S越大，U越小，则C越大．
【答案】d越小，U越小，则C越大．
【答案】插入电介质，U减小，C增大．
4. 实验结论：平行板电容器的电容与哪些因素有关？并写出关系式．
活动二：分析平行板电容器的两类动态问题
1. 电压不变(平行板电容器始终连接在电源两端)
如图所示，电源负极接地，一带负电的点电荷固定于P点．闭合开关S，在将A板缓慢上移一小段距离至虚线位置的过程中：
(1) A、B两极板间的电压U是否变化？
(2) 电容器的电容C如何变化？
(3) 电容器的带电荷量Q如何变化？
(4) 通过电阻R的电流方向如何？
(5) P点的电场强度E如何变化？
(6) P点的电势φ如何变化？
(7) 置于P点的点电荷的电势能如何变化？
【答案】(1) 电压不变．
(2) 电容减小．
(3) 带电荷量减小．
(4) R上电流方向从左向右．
(5) 电场强度减小．
(6) P点电势降低．
(7) 电势能增大．
2. 电荷量不变(平行板电容器充电后，切断与电源的连接)
如图所示，电源负极接地，一带负电的点电荷固定于P点．先闭合开关S，再断开S.在将A板缓慢上移一小段距离至虚线位置的过程中：
(1) 电容器的带电荷量Q如何变化？
(2) 电容器的电容C如何变化？
(3) A、B两极板间的电压U如何变化？
(4) P点的电场强度E如何变化？
(5) P点的电势φ如何变化？
(6) 置于P点的点电荷的电势能如何变化？
(7) 若将B板下移一小段距离，则以上小问中哪些物理量不会改变？
【答案】(1) 带电荷量不变．
(2) 电容减小．
(3) 电压增大．
(4) 电场强度不变．
(5) P点电势不变．
(6) 电势能不变．
(7) 带电荷量Q、电场强度E不变．
总结：平行板电容器的两类动态问题
3. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两极板间有一个正试探电荷固定在P点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是(　　)
A. 静电计指针夹角变大
B. 静电计指针夹角不变
C. 正电荷在P点的电势能减小
D. 正电荷在P点的电势能不变
【答案】C
4. 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极板间P点不动，下列说法正确的是(　　)
A. 带电液滴可能带正电
B. 增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流
C. 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，减小两极板距离的过程中，液滴静止不动
【答案】D
检 测 反 馈
1
1. 如图所示，莱顿瓶是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，在电源被发明前，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电(现在可以利用电源对其充电).下列说法正确的是(　　)
A. 莱顿瓶存储的电荷越多，莱顿瓶的电容越大
B. 莱顿瓶的电容与充电电压成反比
C. 内外锡箔的高度越高，莱顿瓶的电容越大
D. 莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
【答案】C
1
2. 如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图，其中A、B为平行板电容器的两个极板，上下极板位置均固定，且分别接在恒压电源的两极上，A板接负极，已知绝缘纸张的厚度越大，相对介电常数越大，下列说法错误的是(　　)
2
A. 当流水线上通过的产品厚度增大时，平行板电容器的电容增大
B. 当灵敏电流计中有从b流向a的电流时，说明绝缘纸张变厚
C. 当绝缘纸张厚度变薄时，两板间电场强度变大
D. 增大恒压电源的电压值，可提高监控装置的灵敏度
【答案】C
2
3. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器，电源都完全相同，先闭合开关S，稳定后将图甲中的开关S断开，图乙中开关S保持闭合，将两图中的下极板都向上移动少许，则(　　)
3
A. 图甲中电容器的电容增大，图乙中电容器的电容不变
B. 图甲中电容器所带电荷量不变，图乙中电容器所带电荷量增大
C. 图甲中电容器两端的电势差增大，图乙中电容器两端的电势差不变
D. 图甲中两板间的电场强度不变，图乙中两板间的电场强度减小
3
【答案】B
3
4. 如图所示，平行金属板与电源连接．一点电荷由a点移动到b点的过程中，电场力做功为W.现将上、下两板分别向上、向下移动，使两板间距离增大为原来的2倍，再将该电荷由a移动到b的过程中，电场力做功为(　　)
4
【答案】A
4
5. 如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相连接，极板M与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中电容器所带电荷量不变．下面操作能使静电计指针张角变小的是(　　)
5
A. 在M、N之间插入有机玻璃板
B. 把接地的两根导线直接相连
C. 将M板向上平移
D. 将M板沿水平方向向左移动
【答案】A
5
6. 如图所示，平行板电容器与电压恒定的直流电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(　　)
A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
6
【答案】B
6
7. 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、φ表示P点的电势、Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是(　　)
7
A　　　　　B　　　　 　C　　 　　　D
【答案】C
7
8. 如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点．闭合开关S，稳定后(　　)
A. a点的电势比b点的高
B. a点的电场强度比O点的大
C. 向右移动滑片P，a点的电势降低
D. 断开开关S，a点的电场强度减小
8
【答案】B
8
谢谢观看
Thank you for watching10.4电容器的电容
课题1　电容器的电容
1. 知道电容器的概念，通过实验观察电容器的充、放电现象．
2. 理解电容的定义式、单位，会应用定义式进行简单的计算．
3. 认识常见的电容器．
1. 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”——电容器储存起来．在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质(空气也是一种电介质)，就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器．这两个金属板叫作电容器的极板．
实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器．如图所示的莱顿瓶是一种用以储存静电的装置，最先由彼得·范·穆森布罗克(Pieter van Musschenbroek，1692—1761)在荷兰的莱顿试用．作为原始形式的电容器，莱顿瓶曾被用来作为电学实验的供电来源，也是电学研究的重大基础．动动脑筋，你能利用身边的物品做一只电容器吗？并展示你的作品．
2. 分组实验：观察电容器的充电、放电现象．
(1) 实验目的
观察电容器在充电、放电时电路中的电流情况和电容器两极板的电压情况，形成对充电、放电过程的正确认识．
(2) 实验原理
借助电流表的读数判断充电、放电电路中电流的流向和大小变化情况．借助电压表的读数，判断电容器两极板电势差在充电、放电过程中的变化情况．
(3) 实验装置
如图所示，S2为单刀双掷开关，S2接通1时为充电过程，接通2时为放电过程．电流表的0刻度在表盘刻度的中间．
注意：实验前应合理选择电源、电容器和电阻(如电源用4节干电池，电容器的电容为220 μF，电阻的阻值为10 kΩ)，使充电、放电过程中的电流表和电压表既能工作在量程范围内，又能明显呈现两电表的读数大小变化，同时还具有恰当的充电、放电时间．
(4) 实验步骤
①充电(使电容器带电的过程)：S2接通1，再接通S1，观察电流表、电压表指针偏转情况．
实验现象：通过电流表的电流方向向________，电流表的示数逐渐变________，电压表的示数逐渐变________．
②放电(中和掉电容器所带电荷的过程)：S2接通2，观察电流表、电压表指针偏转情况．
实验现象：通过电流表的电流方向向________，电流表的示数逐渐变________，电压表的示数逐渐变________．
③断开电路，整理器材．
(5) 现象分析
电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的________能，与电源正极相连的极板带________电荷；电容器的放电过程，电容器的________能转化为其他形式的能．
电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流；电路稳定时，电路中没有电流，电容器两端有________．
总结：充电电流与放电电流
(1) 电容器两极板间的电介质是绝缘物质，所以充电结束后的电容器相当于断路．
(2) 充电过程中，电荷由电源流向电容器，形成充电电流，且电流由电源正极流向正极板(与电源正极连接的极板)，正极板带上正电荷，负极板带上负电荷．
(3) 放电过程中，电荷由极板流向用电器，形成放电电流，且电流由正极板流向用电器．
3. 演示实验：用传感器观察电容器放电过程．
一位同学得到的I-t图像如图所示，电源电压是8 V．
(1) 在图中画一个竖立的狭长矩形(在图的最左边)，它的面积的物理意义是什么？
(2) 怎样根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算．
活动二：探究电容器的带电荷量与电势差的关系
1. 在充放电的过程中，电容器所带电荷量增大，两极板的电势差也在增大；随着电容器所带电荷量减小，两极板的电势差也在减小．如果电荷量与电势差的比值 也是一个定值，我们就可以用这个比值来表示电容器储存电荷的本领．
(1)探究电容器两极板间电势差U跟所带电荷量Q的关系的实验电路图如图所示，图中电压表是内阻非常大的数字电压表，电容器B与电容器A相同但都不带电．
①我们知道两个带不同电荷量的相同小球接触会平分电荷．设电容器A充电后所带的电荷量为Q，然后跟B并联，稳定后A所带的电荷量为________．
②实验过程：把开关S1接1，用几节干电池串联后给A充电，可以看到A充电后两极板具有一定的电压U.把开关S1接2，电容器B跟A并联，可以看到电压表示数变为 ；断开开关S1，闭合开关S2，让B的两极板完全放电，随后再断开开关S2，把B和A并联，电压表示数变为 ，继续重复前面的操作，电压表示数变为 、….
③实验结论：电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差变为原来的________．
(2) ①经过大量实验证明：一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，比值是一个常量，这个常量就是电容器的电容，用字母C表示．写出电容的定义式．
②电容器的单位有：法拉(F)，微法(μF)，皮法(pF) 等，1 F＝________μF＝________pF.
③“电容器所带的电荷量”指________极板所带电荷量的绝对值．
2. 将电容器与水容器进行类比，思考下列问题：
①水杯存水的本领大小由什么决定，电容器储存电荷的本领如何描述？
②电容器的电容与电容器是否带电有关吗？
3. 有人用下列四幅图描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，其中错误的是(　　)
A B C D
阅读教材“常用电容器”部分，回答下列问题：
1. 常用的电容器从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类．图甲为可变电容器，图乙为电解电容器．下列说法正确的是(　　)
甲 乙
A. 可以通过改变甲的极板间的正对面积来改变电容
B. 在不改变其他条件的情况下，将甲浸入煤油中，其电容不发生变化
C. 使用乙时可以不区分两极任意接入电路
D. 电容器可以工作在任何电压下
2. 如图所示，某电容器的外壳上标有“1 000 μF　80 V”的字样．该参数表明(　　)
A. 该电容器只有在电压为80 V时电容才为1 000 μF
B. 当两端电压为40 V时，该电容器的电容为500 μF
C. 该电容器两端电压超过80 V时，电容器会立刻被击穿
D. 当给该电容器两端加上80 V电压时，电容器所带的电荷量为8×10-2 C
1. 下列关于电容器和电容的说法中，错误的是(　　)
A. 根据C＝，可知电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比
B. 对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比
C. 无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变
D. 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两极板间的电压无关
2. 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　　)
A. 开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B. 开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C. 开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D. 开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
3. 一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10-4 C，则其电压减少为原来的 ，则(　　)
A. 电容器原来的带电荷量为9×10-4 C
B. 电容器原来的带电荷量为4.5×10-4 C
C. 电容器原来的电压为1 V
D. 电容器的电容变为原来的
4. 如图所示，为某一电容器中所带电荷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5×10-2 F
D. 该电容器的电荷量变化量为0.2 C
5. 有一电解电容器如图所示，外壳上标有“1 000 μF　10 V”．下列关于该电容器的说法，正确的是(　　)
A. 该电容器在10 V电压以下不能正常工作
B. 当所加电压为8 V时，该电容器的电容为800 μF
C. 该电容器能容纳的电荷量最多为1.0×10-3 C
D. 当两极加1 V电压时，该电容器的电荷量为1.0×10-3 C
6. 如图所示是某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15 μF，充电至9.0 kV电压．下列说法正确的是(　　)
A. 电容器的额定电压就是击穿电压
B. 充电完毕后，电容器存储的电量为0.135 C
C. 该电容器的电容与两板间的电势差成正比
D. 放电之后，该电容器的两极板电荷量为零，电容也为零
7. 连接好如图所示的电路后，在t＝0时刻，将断开的单刀双掷开关S拨至与1 连接，经一段时间电路稳定后，再把S拨至与2连接．绘制出下列流过电路中P点的电流I随时间t变化的图像和电容器两极板间电势差UAB随时间t变化的图像，其中可能正确的是(　　)
A B C D
8. 某同学利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，电流传感器与计算机相连，可以显示出电流I随时间t变化的图像．
甲
(1) 为使电源向电容器充电，应将开关S与________(选填“1” 或“2”)端相连．
(2) 在充电过程中，测绘的充电电流I随时间t的图像可能是图乙中的________．
A B C D
乙
(3) 图丙为传感器中电容器放电时的电流I随时间t的图像，图中每一小方格面积相同．根据图像估算电容器在t0～2t0时间内，释放电荷量的表达式为________(用I0、t0表示).
丙 丁
(4) 图丁中实线是实验得到的放电时的I-t图像，如果不改变电路的其他参数，只减小变阻箱R的阻值，则得到的I-t图线是图丁中的________(选填“①”
“②”或“③”)，理由是________________________________________________
_____________________________________________________________________.
课题2　平行板电容器的动态分析
1. 知道影响平行板电容器电容大小的因素．
2. 会分析平行板电容器的两类动态问题．
平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，与电容器的两极板分别连接在一起，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板电势差的变化，指针偏转角度越大，电容器两极板电势差越________(选填“大”或“小”).
探究平行板电容器的电容与哪些因素有关：
甲　　　　　　　　　　乙　　　　 　　 　　 丙
1. 如图甲所示，保持Q和d不变，增大(或减少) 两极板的正对面积S，观察静电计指针偏角的变化，依据C＝，分析电容C的变化．
2. 如图乙所示，保持Q和S不变，增大(或减小) 两极板间的距离d，观察静电计指针偏角的变化，依据C＝，分析电容C的变化．
3. 如图丙所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察静电计指针偏角的变化，依据C＝，分析电容C的变化．
4. 实验结论：平行板电容器的电容与哪些因素有关？并写出关系式．
平行板电容器的两类动态问题指的是电容器始终连接在电源两端，或充电后断开电源两种情况下，电容器的d、S或者εr发生变化时，判断C、Q、U、E随之怎样变化．分析时抓住不变量，分析变化量，紧抓C＝、C＝ 和E＝ 这三个公式进行分析．
1. 电压不变(平行板电容器始终连接在电源两端)
如图所示，电源负极接地，一带负电的点电荷固定于P点．闭合开关S，在将A板缓慢上移一小段距离至虚线位置的过程中：
(1) A、B两极板间的电压U是否变化？
(2) 电容器的电容C如何变化？
(3) 电容器的带电荷量Q如何变化？
(4) 通过电阻R的电流方向如何？
(5) P点的电场强度E如何变化？
(6) P点的电势φ如何变化？
(7) 置于P点的点电荷的电势能如何变化？
2. 电荷量不变(平行板电容器充电后，切断与电源的连接)
如图所示，电源负极接地，一带负电的点电荷固定于P点．先闭合开关S，再断开S.在将A板缓慢上移一小段距离至虚线位置的过程中：
(1) 电容器的带电荷量Q如何变化？
(2) 电容器的电容C如何变化？
(3) A、B两极板间的电压U如何变化？
(4) P点的电场强度E如何变化？
(5) P点的电势φ如何变化？
(6) 置于P点的点电荷的电势能如何变化？
(7) 若将B板下移一小段距离，则以上小问中哪些物理量不会改变？
总结：平行板电容器的两类动态问题
(1) 开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定，Q＝CU＝∝，E＝∝.
(2) 充电后断开S，电荷量Q恒定，U＝＝∝，E＝＝∝.
3. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两极板间有一个正试探电荷固定在P点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是(　　)
A. 静电计指针夹角变大
B. 静电计指针夹角不变
C. 正电荷在P点的电势能减小
D. 正电荷在P点的电势能不变
4. 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极板间P点不动，下列说法正确的是(　　)
A. 带电液滴可能带正电
B. 增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流
C. 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，减小两极板距离的过程中，液滴静止不动
1. 如图所示，莱顿瓶是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，在电源被发明前，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电(现在可以利用电源对其充电).下列说法正确的是(　　)
A. 莱顿瓶存储的电荷越多，莱顿瓶的电容越大
B. 莱顿瓶的电容与充电电压成反比
C. 内外锡箔的高度越高，莱顿瓶的电容越大
D. 莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
2. 如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图，其中A、B为平行板电容器的两个极板，上下极板位置均固定，且分别接在恒压电源的两极上，A板接负极，已知绝缘纸张的厚度越大，相对介电常数越大，下列说法错误的是(　　)
A. 当流水线上通过的产品厚度增大时，平行板电容器的电容增大
B. 当灵敏电流计中有从b流向a的电流时，说明绝缘纸张变厚
C. 当绝缘纸张厚度变薄时，两板间电场强度变大
D. 增大恒压电源的电压值，可提高监控装置的灵敏度
3. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器，电源都完全相同，先闭合开关S，稳定后将图甲中的开关S断开，图乙中开关S保持闭合，将两图中的下极板都向上移动少许，则(　　)
甲 乙
A. 图甲中电容器的电容增大，图乙中电容器的电容不变
B. 图甲中电容器所带电荷量不变，图乙中电容器所带电荷量增大
C. 图甲中电容器两端的电势差增大，图乙中电容器两端的电势差不变
D. 图甲中两板间的电场强度不变，图乙中两板间的电场强度减小
4. 如图所示，平行金属板与电源连接．一点电荷由a点移动到b点的过程中，电场力做功为W.现将上、下两板分别向上、向下移动，使两板间距离增大为原来的2倍，再将该电荷由a移动到b的过程中，电场力做功为(　　)
A. 　 B. W
C. 2W　 D. 4W
5. 如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相连接，极板M与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中电容器所带电荷量不变．下面操作能使静电计指针张角变小的是(　　)
A. 在M、N之间插入有机玻璃板
B. 把接地的两根导线直接相连
C. 将M板向上平移
D. 将M板沿水平方向向左移动
6. 如图所示，平行板电容器与电压恒定的直流电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(　　)
A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
7. 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、φ表示P点的电势、Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是(　　)
　
A　　　 　B　　　　 　C　　　　 　D
8. 如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点．闭合开关S，稳定后(　　)
A. a点的电势比b点的高
B. a点的电场强度比O点的大
C. 向右移动滑片P，a点的电势降低
D. 断开开关S，a点的电场强度减小
第4节　电容器的电容
课题1　电容器的电容
【活动方案】
活动一：
1. 相邻两同学构成电容器，两枚硬币构成电容器等．(中间空气绝缘，人和硬币都是导体)
2. (4) ①右　小　大　②左　小　小
(5) 电场　正　电场　电势差(或电压)
3. (1) 面积表示在0.2 s内电容器放出的电荷量．
(2) 每个方格的带电荷量为
0．2×10-3 A×0.4 s＝8×10-5 C，
数出格数约42格，电荷量q＝3.36×10-3 C.
活动二：
1. (1) ①　③一半
(2) ①C＝　②1×106　1×1012　③一个
2. ①水杯存水的本领大小由容积决定，电容器储存电荷的本领由电容决定．　②电容器的电容由本身结构决定，与是否带电无关．
3. D　电容器的电容只由电容器本身决定，与电容器所带电荷量无关，与电容器电压无关，故CQ图像应为一条平行于横轴的直线，CU图像应为一条平行于横轴的直线．根据电容定义式C＝，可知QU图像应为一条过原点的倾斜直线，A、B、C正确，D错误．故选D.
活动三：
1. A　转动甲电容器的动片，两组金属片的正对面积发生变化，电容就会改变，A正确；将甲电容器浸入煤油中，两极板间的介质改变，电容发生变化，B错误；乙为电解电容器，两极有固定的极性，使用时注意不要接反了，C错误；加在电容器两极间的电压不能超过击穿电压，超过击穿电压，绝缘介质将被击穿，致使电容器损坏，D错误．
2. D　电容器的电容由电容器本身决定，与所加电压无关，由公式C＝，电容器的电压越大说明储存的电荷量越多，A、B错误；电容器上标的是电容器的额定电压，而击穿电压都要大于额定电压，当电容器电压超过击穿电压时，电容器会立刻被击穿，而大于80 V的电压未必超过击穿电压，C错误；由公式Q＝CU＝1 000×10-6×80 C＝8×10-2 C，当给该电容器两端加上80 V电压时，电容器所带的电荷量为8×10-2 C，D正确．
【检测反馈】
1. A　电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故A错误，C、D正确；由于电容是定值，由Q＝CU可知其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确．故选A.
2. A　开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上下极板均不带电，C、D错误．
3. B　由题意知C＝，C＝，联立解得Q＝4.5×10-4 C，故B正确，A错误；因电容器的电容未知，所以无法得出电容器原来的电压，C错误；电容是由电容器本身决定的，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误．
4. B　由Q＝CU，可知U降低，Q减小，故为放电过程，A错误，B正确；由C＝＝ F＝5×10-3 F，可知C错误；ΔQ＝CΔU＝5×10-3×4 C＝0.02 C，D错误．
5. D　由标称值可知，该电解电容器用于10 V及以下电压时才能正常工作，A错误；电容器的电容由电容器本身决定，由工作电压无关，当所加电压为8 V时，该电容器的电容仍然为1 000 μF，B错误；当两极加10 V电压时，该电容器的电荷量为Q＝CU＝1.0×10-2 C，C错误；当两极加1 V电压时，该电容器的电荷量为Q＝CU＝1.0×10-3 C，D正确．
6. B　电容器的额定电压不是击穿电压，额定电压小于击穿电压，A错误；充电完毕后，电容器存储的电量为Q＝CU＝15×10-6×9×103 C＝0.135 C，B正确；电容器的电容只由电容器自身决定，与所带电荷量和两板间的电势差均无关，C、D错误．
7. D　开关S接1时，电容器充电，充电完毕，电流为0，再将开关S拨向2位置，开始反向放电，放电越来越缓慢，放电完毕后，电流为0，A、B错误；开关S接1时，电容器与电源直接相连，充电结束后，两极板间电压等于电源电压，放电过程中，两极板的电压逐渐减小，电压变化越来越慢，极板的电性不变，C错误，D正确．
8. (1) 1　(2) A　(3) 2I0t0(或I0t0)　(4) ②
电容器释放的总电荷量不变，平均电流变大，放电时间变短
解析：(1) 为使电源向电容器充电，电容器应与电源连接，故应将开关S与 “1”端相连．
(2) 充电过程中电容器C两端电压逐渐增大，充电电流I随时间t应逐渐减小至零，故电流I随时间t的图像可能是图乙中的A.
(3) 根据图像的含义，因为Q＝It，I-t图线与t轴所围成的面积表示电容器放出的电荷量；根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为 ，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图像所包含的格子个数为8个或7个，所以释放的电荷量q＝2I0t0或 I0t0.
课题2　平行板电容器的动态分析
【活动方案】
活动一：
大
1. S越大，U越小，则C越大．
2. d越小，U越小，则C越大．
3. 插入电介质，U减小，C增大．
4. 电容的决定因素：两极板间距离d，两极板的正对面积S，两极板间电介质的相对介电常数εr.
关系式：C＝.
活动二：
1. (1) 电压不变．
(2) 电容减小．
(3) 带电荷量减小．
(4) R上电流方向从左向右．
(5) 电场强度减小．
(6) P点电势降低．
(7) 电势能增大．
2. (1) 带电荷量不变．
(2) 电容减小．
(3) 电压增大．
(4) 电场强度不变．
(5) P点电势不变．
(6) 电势能不变．
(7) 带电荷量Q、电场强度E不变．
3. C　将负极板缓慢向右平移一小段距离，两极板间的距离减小，根据电容的决定式C＝，可知电容C增大，而电容器的电荷量Q不变，则由C＝ 得，板间电压U减小，因此静电计的指针夹角变小，故A、B错误；根据板间场强公式E＝＝＝，可知E不变，P点到负极板距离减小，由公式U＝Ed可知P点的电势降低，正电荷在P点的电势能减小，故C正确，D错误．
4. D　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错误；由C＝ 和Q＝CU，可知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，B错误；断开S，由C＝、Q＝CU和U＝Ed，可知E＝，Q不变，S减小，所以E增大，电场力大于重力，液滴将加速上升，C错误；由E＝，可知Q不变，d减小，E不变，液滴静止不动，D正确．
【检测反馈】
1. C　电容C是电容器本身的性质，跟电容器存储的电荷量Q和充电电压U无关，A、B错误；由电容的决定式C＝ 可知，内外锡箔的高度越高，则锡箔的正对面积S越大，莱顿瓶的电容越大，C正确；由电容的决定式C＝ 可知，莱顿瓶的电容C大小与玻璃瓶瓶壁的厚度d有关，D错误．
2. C　当流水线上通过的产品厚度增大时，根据C＝，平行板电容器的电容增大，A正确；当灵敏电流计中有从b流向a的电流时，说明电容器充电，根据Q＝CU可知，电容增大，则说明绝缘纸张变厚，B正确；板间电压不变，板间距离也不变，两板间电场强度不变，与绝缘纸张厚度无关，C错误；增大恒压电源的电压值，根据Q＝CU，电容的变化将会引起更多电荷量的变化，导致电流表示数变化明显即增大了灵敏度，D正确．故选C.
3. B　当下极板向上移动少许时，根据C＝可知，两个电容器的电容增大，A错误；因为图甲中开关断开，所以图甲电容器所带电荷量不变，图乙开关闭合，所以图乙的板间电压不变，根据C＝ 可知，图乙中的电容器所带电荷量增大，B正确；图甲电荷量不变，电容变大，所以图甲中电容器两端电压变小，C错误；根据E＝ 可以推导出E＝＝＝＝，所以图甲中板间的电场强度不变，图乙中开关保持闭合，则电容器两板间电压保持不变，由知E＝，电场强度变大，D错误．
4. A　根据题意可知，电容器与电源保持连接，电容器两端电压不变，现将电容器两极板间距增大至原来的两倍，由公式E＝ 可知，极板间电场强度变为原来的 ，则有W＝Eqd可知，再把电荷由a移至b，则电场力做功变为原来的 ，即电场力做功为 .故A正确．
5. A　由题意，电容器所带电荷量Q保持不变，静电计指针张角变小，板间电势差U变小，由C＝分析，可知电容C应变大，根据C＝ 分析，可知可以增大正对面积、减小板间距离、插入电介质或插入金属板，所以A正确．
6. B　上极板竖直向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为U，故电场强度减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A错误；P点的电势大于0，且P点与下极板间的电势差减小，所以P点的电势降低，B正确；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能应增加，C错误；电容器的电容C＝，由于d增大，电容C应减小，极板带电荷量Q＝CU将减小，D错误．
7. C　由平行板电容器的电容C＝ 可知d减小时，C变大，但不是一次函数，A错误；在电容器两极板所带电荷量一定的情况下，U＝，E＝＝，E与x无关，B错误；在负极板接地的情况下，设P点最初的电势为φ0，则平移后P点的电势为φ＝φ0－Ex0，C正确；正电荷在P点的电势能Ep＝qφ＝q(φ0－Ex0)，D错误．
8. B　金属球壳在两极板间的电场中处于静电平衡状态，金属壳为一等势体，电势处处相等，故A错误；处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，所以O点的电场强度为零，而a点的电场强度不为零，故B正确；由于电容器保持与电源连接，所以向右移动滑片P时，金属板A、B之间的电势差保持不变，a点的电势不变，故C错误；断开开关S，金属板A、B所带电荷量Q不变，且电容器的结构未发生改变，即C不变，则金属板A、B之间的电势差不变，根据E＝ 可知，a点的电场强度不变，故D错误．

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