24　電容器　電容

1、2.4電容器電容學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道電容器的概念，認(rèn)識常見的電容器，通過實驗感知電容器的充、放電現(xiàn)象2理解電容器的電容概念及其定義，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算(重點)3掌握平行板電容器中動態(tài)問題的分析(重點、難點)電 容 器 和 電 容1電容器(1)電容器：物理學(xué)中，把能儲存電荷和電能的裝置叫做電容器(2)電容器的構(gòu)造：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體，都可以看成是電容器(3)電容器帶電荷量：是指某一極板所帶電荷量的絕對值(4)電容器的充放電充電：使兩個極板分別帶上等量異種電荷的過程叫做充電放電：使兩個極板上的電荷中和的過程，叫做放電2電容(1)定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極

2、板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容(2)定義式：C.(3)單位：法拉(F)，1 F106 F1012 pF.1電容器充電后，兩極板分別帶上等量的異種電荷Q和Q，所以電容器的帶電荷量為零(×)2電容為C的電容器所帶電荷量為Q，若電荷量增大為2Q，則電容變?yōu)? C(×)3某電容器所帶電荷量為Q時，電壓為U，則帶電荷量為2Q時，電壓為2U.()1有些同學(xué)認(rèn)為“電容越大，電容器所帶的電量就越多，反之就越少”，這種觀點正確嗎？【提示】這種觀點是錯誤的，其原因是不能將電容器“能容納電荷的多少”與“實際所帶電量的多少”區(qū)分開來電容是表征電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，電容越大說明其容

3、納電荷的本領(lǐng)越大，但不能說其所帶的電量一定越多2根據(jù)公式C，能否說電容C與電容器所帶的電荷量Q成正比，與兩極板間的電勢差U成反比？【提示】電容是用比值法定義的物理量，不能說C與Q成正比，與U成反比照相機(jī)上的閃光燈是通過電容器供電的，拍照前先對電容器充電，拍照時電容器瞬間放電，閃光燈發(fā)出耀眼的白光探討1：電容器在充、放電過程中的能量是如何轉(zhuǎn)化的？【提示】電容器在充電過程中，由電源獲得的電能儲存在電容器中放電過程中，電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能探討2：電容器所帶電荷量越大，容納電荷的本領(lǐng)一定越大，這種說法對嗎？【提示】不對容納電荷的本領(lǐng)用電容來描述，電容器的電容大，所帶電荷量不一定越大1電容由電容器本

4、身的構(gòu)造決定電容器的電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，用比值C來定義，但它卻是由電容器自身的構(gòu)造決定的，與所帶電荷量Q和所加電壓U無關(guān)即使電容器不帶電，其電容仍然存在，并且是一個確定的值2通過Q­U圖像來理解C，如圖2­4­1所示，在Q­U圖像中，電容是一條過原點的直線，其中Q為一個極板上所帶電荷量的絕對值，U為兩極板間的電勢差，可以看出，電容器電容也可以表示為C，即電容器的電容的大小在數(shù)值上等于兩極板間的電壓增加(或減小)1 V所需增加(或減少)的電荷量圖2­4­11電容器是一種常用的電子元件，下列對電容器的認(rèn)識正確的是()A電

5、容器的電容表示其儲存電荷的能力B電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D電容的常用單位有F和pF,1 F103 pF【解析】電容是表示電容器容納電荷的本領(lǐng)的物理量，A正確電容是電容器本身的性質(zhì)，只與正對面積、極板間的距離和電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與電容器的帶電荷量和兩極板間的電壓無關(guān)，B、C不正確電容器的常用單位的換算關(guān)系是1 F106 pF，D不正確【答案】A2對電容C，以下說法正確的是()A一只電容器充電量越大，電容增加的越大B對于固定的電容器，它的充電量跟加在兩極板間電壓的比值保持不變C可變電容的充電量跟加在兩極板間的電壓成反比D由C可知，如果一個電容器沒有電

6、壓，就沒有充電量，也就沒有其電容【解析】電容的定義式C，但電容由電容器本身的因素決定，包括結(jié)構(gòu)、電介質(zhì)等因素，而與電容器所帶的電量Q與兩板間的電勢差U無關(guān)【答案】B3(多選)有一個正放電的電容器，若使它的電荷量減少3×106 C，其電壓降為原來的，則()【導(dǎo)學(xué)號：29682019】A電容器原來帶的電荷量是9×106 CB電容器原來帶的電荷量是4.5×106 CC電容器原來的電壓可能是5 VD電容器原來的電壓可能是5×107 V【解析】由C得，解得Q4.5×106 C，故A錯誤、B正確；當(dāng)U15 V時，C1 F0.9 F；當(dāng)U25×10

7、7 V時，C2 F9 F這么大的電容可以說在哪里都沒有，F(xiàn)的單位非常大，一般的電容都是F以及pF.故電壓不可能為5×107 V故C項正確【答案】BC平 行 板 電 容 器 的 電 容1電容器的電容由電容器本身的構(gòu)造因素決定，與電容器所帶電荷量和兩極板間的電勢差無關(guān)2平行板電容器的兩板之間的正對面積S越大，電容C越大；板間距離d越大，電容C則越小；插入電介質(zhì)后電容C增大3平行板電容器公式：C.1根據(jù)C，當(dāng)電容器兩端的電壓增大時，電容減小(×)2將電介質(zhì)插入平行板電容器時，電容器的電容將變小(×)3由兩組鋁片組成的可變電容器是通過改變正對面積來改變電容的()如圖2&#

8、173;4­2，在研究平行板電容器的電容時，給電容器充上一定量的電荷，將電容器兩極板靠近時，發(fā)現(xiàn)靜電計的偏角減小，為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？圖2­4­2【提示】根據(jù)C，當(dāng)兩極板靠近時d減小，則C增大再根據(jù)C，U，由于Q不變，C增大，故U減小，則靜電計指針偏角減小如圖2­4­3所示，電路由電容器、電源、開關(guān)用金屬導(dǎo)線連接而成圖2­4­3探討1：若保持開關(guān)閉合，兩板間距離減小時，電容器的電容和電荷量如何變化？【提示】由C，QCU可知，d減小，C、Q均增大探討2：若斷開開關(guān)S.兩板間距離減小時，兩板間的電壓如何變化？【提示】斷開開關(guān)

9、S后，兩板帶電量不變，由C，QCU可知，兩板間的距離d減小，C增大，U變小1公式C和C的比較CC特點定義式?jīng)Q定式意義對某電容器QU，但C不變，反映容納電荷的本領(lǐng)平行板電容器，C，CS，C，反映了影響電容大小的因素適用范圍任何電容器平行板電容器聯(lián)系電容器容納電荷的本領(lǐng)由Q/U來量度，由本身的結(jié)構(gòu)(如平行板電容器的、S、d等因素)來決定2.兩類典型問題一類是平行板電容器始終與電源兩極相連保持電壓U不變，另一類是電容器充電后與電源斷開保持電量Q不變分析思路如下：4(多選)傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)化成電學(xué)量變化的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用如圖2­4&#

10、173;4所示是一種測定液面高度變化的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個電容器，電容C的大小變化就能反映液面的升降情況，C與h的關(guān)系是()【導(dǎo)學(xué)號：29682019】圖2­4­4AC增大表示h增大BC增大表示h減小CC減小表示h減小DC減小表示h增大【解析】金屬芯線和導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的兩極板，液面的升和降分別對應(yīng)兩極板正對面積的增大和減小，由C可知，選項A、C正確【答案】AC5如圖2­4­5所示，讓平行板電容器帶電后，靜電計的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，若不改變A、B兩極板帶的電荷量而減小兩極板間的距離，同時在兩極板間插入電介質(zhì)，那么靜電計指針的

11、偏轉(zhuǎn)角度()圖2­4­5A一定增大B一定減小C一定不變D可能不變【解析】極板帶的電荷量Q不變，當(dāng)減小兩極板間距離，同時插入電介質(zhì)，則電容C一定增大由U可知兩極板間電壓U一定減小，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度也一定減小，選項B正確【答案】B6用控制變量法可以研究影響平行板電容器的因素(如圖2­4­6)設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為.實驗中，極板所帶電荷量不變，則()圖2­4­6A保持S不變，增大d，則變大B保持S不變，增大d，則變小C保持d不變，增大S，則變大D保持d不變，增大S，則不變【解析】根據(jù)電容的決定式C可知，當(dāng)S不變時，增大d，則電容C減?。浑娙萜魃系碾姾闪縌不變，再據(jù)U可知，電壓U增大，故靜電計指針偏角變大，故A對B