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1、8电容器的电容,一、电容器电容 1.电容器:两个彼此_又相距很_的导体就组成了一个 电容器。电容器可以储存电荷。 2.电容器的充、放电: (1)电容器充电:使电容器极板_的过程。 (2)电容器放电:使充电后的电容器极板_的过程。 (3)电容器充电后带电特点:两极板带_电荷。,绝缘,近,带电,失去电荷,等量异种,3.电容:电容器所带的_与电容器两极板间的_ 的比值叫电容。定义式C=_。 4.电容的物理意义:电容是描述电容器_电荷本领的物理 量。 5.电容的单位:国际单位:_,符号F,常用单位:微法(F)、 皮法(pF)。1F=106F=1012pF。,电荷量,电势差,储存,法拉,二、平行板电容器
2、的电容常用电容器 1.决定电容大小的因素:平行板电容器的电容C与平行板_ _S、电介质的相对_r成正比,与_d 成反比。平行板电容器电容的公式:C=_,式中k为静电力 常量。此式为平行板电容器电容的决定式。,正对,面积,介电常数,极板间的距离,2.常用电容器: (1)分类。 按电介质分:空气电容器、_电容器、陶瓷电容器、 _电容器等; 按是否可变分:可变电容器、_电容器等。 (2)电容器的额定电压和击穿电压。 额定电压:电容器能够长期_时的电压。 击穿电压:电介质被击穿时加在电容器两极板上的_电压, 若电压超过这一限度,电容器就会损坏。,聚苯乙烯,电解,固定,正常工作,极限,一、判一判 1.静
3、电计是测电势差的仪器。() 2.电容器所带电量是指两极板带电量之和。() 3.电容器的电容与它所带的电荷量成正比。() 4.电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量。(),提示：1.。静电计是测电势差的仪器,从指针的偏角就可以测出两个导体间的电势差。 2.。电容器带电量指的是一个极板的带电量。 3.。电容的大小是由电容器本身结构决定的,与两板间电压及电容器所带电荷量无关。 4.。由C= 可知电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量。,二、选一选 下列关于电容器电容的说法中,正确的是() A.电容是描述电容器储存电荷多少的物理量 B.电容器所带的电荷量越多,其
4、电容越大 C.电容器两极板间的电压增大,其电容也增大 D.电容器的电容是由其本身性质决定的,与它是否带电或所带电荷量的多少无关,提示：选D。电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,单位电压所容纳的电荷量越多,电容越大,故A错;电容器的电容与电容器自身的结构有关,与其两极板间的电压无关,与两极板是否带电或所带电荷量的多少无关,故B、C错,D对。,三、想一想 1.根据公式C= ,有的同学认为C与Q成正比,且与U成反比,这种观点对吗?为什么? 提示：不对。C= 是电容的定义式,电容C等于Q与U的比值,不能理解为电容C和Q成正比,与U成反比。一个电容器的电容大小是由电容器本身的因素决定的,与电容器是否带
5、电及带电量的多少无关。,2.电容器被击穿后还有没有容纳电荷的本领? 提示：电容器被击穿后,两极板间不再绝缘,成为一个导体,便失去了容纳电荷的本领。,主题一 电容器电容 【实验探究】 按如图所示电路连接好器材,使开关S先后接触a、b,观察电流表指针的偏转情况。,试结合上述现象讨论: (1)当S先后接a和接b时,会观察到电流表指针的偏转情况是怎样的呢? 提示：当S接a时,电流表指针发生偏转;当S接b时,电流表指针反向偏转。,(2)电容器的工作过程是怎样的?工作过程中能量是如何转化的? 提示：充电过程和放电过程。充电过程中其他形式的能转化为电能,放电过程中电能转化为其他形式的能。,(3)电容器的带电
6、量Q与两极板间的电压U有什么关系?反映了电 容器怎样的特性?怎样描述? 提示：电容器两极板间的电势差随电荷量的增加而增加,电荷 量和电势差成正比,它们的比值是一个恒量,每一个电容器都有 一个属于自己的 常数,与所带电荷量的多少无关。这个比值 反映了电容器容纳电荷的能力大小,因此可用 描述电容器容 纳电荷本领的大小即电容器的电容C= 。,【知识点睛】 1.电容器充、放电过程的比较:,2.对电容器和电容的三点理解: (1)电容器是一个仪器,而电容是一个物理量,它表征了电容器 容纳电荷的本领。 (2)电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值。 (3)电容C是用比值定义法定义的,本章学过的电场强度E、
7、电势 ,都是用比值法定义的。电容C= ,但不能说电容C与Q成正 比、与U成反比,电容C由电容器本身的性质决定,与Q、U的大小 无关。,【误区警示】理解电容的四点注意 (1)电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。 (2)电容由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定。 (3)公式 是电容的定义式，对任何电容器都适用。 (4)对一个确定的电容器，其电容已确定，不会随其带电荷量的改变而改变。,【典例1】(多选)(2014杨浦区高二检测)如图所示是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像,其中正确的是(),【解题指南】解答本题时应明确以下两点: (1)对于给定的电容器,QU。
8、(2)电容器的电容C与Q、U无关。 【解析】选C、D。电容器的电容是由电容器本身决定的,与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关,不能认为C与Q成正比,与U成反比,故D正确,A、B错误;而C图中表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比,其比值即电容器的电容不变,故C正确。,【变式训练】(2013武汉高二检测)电容器A的电容比电容器B的电容大,这表明() A.A所带的电荷量比B多 B.A比B能容纳更多的电荷量 C.A的体积比B的体积大 D.两电容器的电压都改变1V时,A的电荷量改变比B的大,【解析】选D。电容是电容器的固有属性,由电容器本身的构造决定,电容描述了电容器容纳电荷的
9、本领(电容器两极板间的电压每改变1V所改变电荷量的多少)大小,而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少,故D对,A、B、C都错。,主题二 平行板电容器的电容 【实验探究】 如图,把一个已充电的平行板电容器和 一静电计相连。探究影响平行板电容器 电容的因素。 结合上述情境讨论: (1)本实验应用的方法是什么? 提示：控制变量法。,(2)如何应用静电计判断电容的变化? 提示：由Q=CU可知,由于极板上的电量Q几乎不变,所以电容器的电容C与电压U成反比,而电压U的大小与静电计指针的偏转角度成正比,即两个导体间的待测电压U通过静电计指针的偏转角度指示出来:变大,电压U增大,说明C减小;变小,电压U减小,
10、说明C增大。,(3)怎样通过实验探究平行板电容器的电容与各因素的关系? 提示：保持极板上的电荷量Q和两极间距离d不变,改变两极板的正对面积S,S越大,静电计指示的电势差越小。可得到:S越大,U越小,则C越大。 保持极板上的电荷量Q和两极板的正对面积S不变,改变两极板间的距离d,d越小,静电计指示的电势差越小。可得到:d越小,U越小,则C越大。 保持Q、S、d都不变,在两极板中间插入电介质,静电计指示的电势差减小。可得到:插入电介质,U减小,C增大。,【知识点睛】公式 与 的比较,【规律方法】 1.平行板电容器的动态分析方法：由于平行板电容器的极板间 距d、极板正对面积S或相对介电常数r变化而引
11、起电容器的 C、Q、U、E变化的分析方法： (1)电容器保持与电源连接，U保持不变；电容器充电后断开电 源，带电量Q不变。 (2)由公式C= 确定电容的变化。 (3)由C= 的关系判定Q或U的变化。 (4)由E= 确定电容器极板间场强的变化。,2.两类典型电容器动态问题的分析： (1)平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电源两极相连接，电容器的d、S、r变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化？ 这类问题由于电容器始终连接在电源上，因此两板间的电压保持不变，可根据下列几式讨论C、Q、E的变化情况。,(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的d、S、r变化，将引起电容器的C、Q
12、、U、E怎样变化？ 这类问题由于电容器充电后，切断与电源的连接，使电容器的带电量保持不变，可根据下列几式讨论C、U、E的变化情况。,【典例2】(2012江苏高考)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是( ) A.C和U均增大 B.C增大，U减小 C.C减小，U增大 D.C和U均减小 【解题指南】解答本题时要明确以下两点： (1)本题中电容器的带电量保持不变。 (2)公式 相结合进行分析。,【解析】选B。由 知，S和d不变，插入电介质时，r 增大，电容增大，由 可知：Q不变时，C增大，则两板间的 电势差U一定
13、减小，B正确。,【变式训练】(多选)在如图所示电路 中，A、B为两块竖直放置的金属板， G是一只静电计，开关S合上后，静电 计指针张开一个角度。下述哪些做法 可使指针张角增大( ) A.使A、B两板靠近一些 B.使A、B两板正对面积错开一些 C.断开S后，使B板向右平移拉开一些 D.断开S后，使A、B正对面积错开一些,【解析】选C、D。图中静电计的金属杆接A板，外壳和B板均接 地，静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表 示两极板间的电压越高，当合上S后，A、B两板与电源两极相 连，板间电压等于电源电压，保持不变，静电计指针张角不 变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都会使
14、A、B 两板间的电容变小，而电容器所带电荷量不变，由C= 可知， 板间电压U增大，从而静电计指针张角增大。故正确答案为C、 D。,1.(多选)关于电容器，下列说法正确的是( ) A.若电容器不带电，则电容C为零 B.电容C与电容器所带电荷量Q成正比，与电压U成反比 C.电容C与电容器所带电荷量Q的多少无关 D.平行板电容器的电容跟两极板间的距离成正比 E.平行板电容器的电容在两极板间距离和正对面积一定时，跟充满极板间的电介质的相对介电常数成正比 F.平行板电容器的电容在两极板间距离和电介质的相对介电常数一定时，跟两极板的正对面积成正比,【解析】选C、E、F。电容定义式 不是电容的决定式， 电容
15、C由电容器本身的因素决定，与Q、U无关，故A、B错，C 对；根据 可知，平行板电容器的电容跟两极板间的距 离成反比，D错误；跟充满极板间的电介质的相对介电常数成 正比，E正确；跟两极板的正对面积成正比，F正确。,2.(多选)一个电容器的规格是100 F、25 V，对这两个数据的理解正确的是( ) A.这个电容器加上25 V电压时，电容才是100 F B.这个电容器的最大电容是100 F，当带电荷量较少时，电容小于100 F C.这个电容器所加电压不能高于25 V D.这个电容器所加电压可以低于25 V，但电容不变，总是 100 F,【解析】选C、D。100 F表示该电容器的电容大小，与电容器的
16、Q、U无关，故A、B错，D对；25 V表示电容器的额定电压，所加电压不能高于25 V，故C对。,3.(多选)(2013临沂高二检测)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是测定液面高度h的电容式传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两个极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，测出电容器电容C的变化，就可以知道h的变化情况，两者的关系是( ),A.C增大表示h增大 B.C增大表示h减小 C.C减小表示h减小 D.C减小表示h增大,【解析】选A、C。根据电容C的变化可以判断两极板正对面积 的变化；从而判断h的变化。由平行板电容器的电容C 知，r、d一定时，电容器的电容C增大时，表明电容器两极 板的正对面积增大了，即液面高度h增大
