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1、8.電容器的電容,一、電容器 1電容器：兩個(gè)相互 又彼此的導(dǎo)體組成一個(gè)電容器 2電容器的充電和放電 (1)充電： 定義：使電容器兩極板帶上電荷的過程叫做充電如下圖甲所示 特征：兩極板所帶等量異種電荷均勻分布在兩極板相對(duì)的 ，充電的過程是將電場(chǎng)能儲(chǔ)存在電容器中,靠近,絕緣,等量異種,內(nèi)側(cè),(2)放電： 定義：使充電后的電容器 電荷的過程叫做放電如下圖乙所示 特征：放電過程是儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的轉(zhuǎn)化為其他形式的能 3電容器的帶電荷量：是指其中一個(gè) 所帶電荷量的絕對(duì)值,失去,電場(chǎng)能,極板,二、電容 1定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的，叫做電容器的電容 2定義式：. 3單位是法拉

2、，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是F.常用單位還有微法(F)和皮法(pF)，量值關(guān)系：1 F106 F1012 pF.,比值,三、平行板電容器 1基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的 金屬板組成，是最簡(jiǎn)單的，也是最基本的電容器 2帶電特點(diǎn)：兩極板電荷 異號(hào)，分布在相對(duì)兩板的內(nèi)側(cè) 3板間電場(chǎng)：板間形成，場(chǎng)強(qiáng)大小為EU/d，方向垂直板面,平行,等量,勻強(qiáng)電場(chǎng),四、平行板電容器的電容 1實(shí)驗(yàn)：探究影響電容的幾個(gè)因素 (1)實(shí)驗(yàn)方法：法 (2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懫叫邪咫娙萜麟娙莸囊蛩?(3)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)析：如下圖甲、乙、丙,控制變量,,,五、常見的電容器 1分類 (1)按電介質(zhì)分： 空氣電容器、電容器、 電容器、陶瓷電容器

3、、電容器、 電容器等； (2)按是否可變分： 電容器、電容器等,云母,紙質(zhì),滌綸,電解,可變,固定,對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是() A將兩極板的間距加大，電容將增大 B將兩極板平行錯(cuò)開一些，使正對(duì)面積減小，電容將減小 C在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大 D在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大,解析： 答案：BCD,2電容器的擊穿電壓和額定電壓 (1)擊穿電壓：電容器兩極板間電壓超過某一數(shù)值，電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓為電容器的擊穿電壓電容器正常工作時(shí)的電壓應(yīng)低于擊穿電壓 (2)額定電

4、壓：電容器長期工作時(shí)所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓,關(guān)于電容器，下列說法中正確的是() A按電介質(zhì)的不同，電容器分為紙介電容器、陶瓷電容器、固定電容器、電解電容器 B電容器的額定電壓是指加在電容器上的最大電壓，超過這一電壓，電容器會(huì)被擊穿 C可變電容器一般通過改變兩極板間距離實(shí)現(xiàn) D電解電容器，兩極板間距離很小，正對(duì)面積較大，電容較大,解析：,3.對(duì)電容器充電、放電的理解 (1)充電過程的特點(diǎn) 充電電流：電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，電流強(qiáng)度由大到小 電容器所帶電荷量增加 電容器兩極板間電壓升高 電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng) 充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電場(chǎng)能,(2)放電過程特點(diǎn) 放電電流：電流

5、方向是從正極板流出，電流是由大變小； 電容器上電荷量減少； 電容器兩極板間電壓降低； 電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度減弱； 電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能,如下圖所示，電容器的兩極板與電源的正、負(fù)極相連，當(dāng)電容器兩極板間的距離由d迅速增大為2d的過程中，下列說法正確的是() A電容器兩板電壓始終不變 B電容器兩板電壓瞬時(shí)升高后又恢復(fù)原值 C根據(jù)QCU可知，電容器帶電荷量先增大后減小 D電路中電流由A板經(jīng)電源流向B板,答案：B,4關(guān)于平行板電容器的兩類典型問題的求解方法 (1)平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接，電容器的電壓U不變，而d、S、r變化將引起電容器的C、Q、E變化,(2)平

6、行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶電量Q不變，而d、S、r中某一量的變化將引起電容器的C、U、E變化 結(jié)論：從E的表達(dá)式可以看出，當(dāng)平行板電容器的帶電荷量Q不變，而僅改變間距d時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E不變,如下圖所示，平行金屬板A，B組成的電容器，充電后與靜電計(jì)相連要使靜電計(jì)指針張角變大，下列措施中可行的是() A將A板向上移動(dòng) B將B板向右移動(dòng) C將A，B之間充滿電介質(zhì) D將A板放走部分電荷,解析：首先要搞清楚電路的結(jié)構(gòu)，明確靜電計(jì)測(cè)量的是電容器兩極間的電壓；再者是要明確各個(gè)選項(xiàng)中是電容器的電壓不變還是電荷量不變，然后根據(jù)題設(shè)條件運(yùn)用相應(yīng)的公式分別進(jìn)行討論，確定選項(xiàng),當(dāng)B板右移時(shí)，極板間距

7、d增大，可知C減小，U增大，靜電計(jì)的張角變大，選項(xiàng)B正確極板間插入電介質(zhì)，介電常數(shù)增大，從而電容C增大，U減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤當(dāng)A板放走部分電荷，極板的帶電荷量Q減小，而C不變，故U減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤故正確答案為AB 答案：AB,No.4 難點(diǎn)釋疑,1電容器和電容是一回事嗎？ 提示：電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這種容器盛放電荷本領(lǐng)大小的一個(gè)物理量，如果把電容器比作水缸，則電容就是這個(gè)水缸的橫截面積水缸的橫截面積越大，水缸容納水的本領(lǐng)就越大,2電容式傳感器的構(gòu)造及工作原理？ 提示：(1)圖甲所示是測(cè)定液面高度h的電容式傳感器在金屬芯線的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中金屬芯線和導(dǎo)電液

8、體構(gòu)成電容器的兩個(gè)極，金屬芯線外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)液面高度 h發(fā)生變化時(shí)，正對(duì)面積發(fā)生變化， 從而使電容C發(fā)生變化知道C的 變化，就可以知道h的變化情況,(2)圖乙是測(cè)定壓力F的電容式傳感器待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上的時(shí)候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化知道C的變化，就可以知道F的變化情況,3驗(yàn)電器和靜電計(jì)是靜電學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)儀器，兩者的構(gòu)造和用途是怎樣的？ 提示：(1)驗(yàn)電器是用來檢驗(yàn)物體是否帶電和帶哪一種電荷的儀器，通常所用的一種驗(yàn)電器叫金箔驗(yàn)電器金箔驗(yàn)電器是利用同種電荷相斥、異種電荷相吸的原理制成的，其構(gòu)造如圖甲所示在一個(gè)金屬棒的上端裝一個(gè)金 屬球，在

9、其下端貼兩條很薄的金屬箔片， 金屬棒插在用絕緣體制成的瓶塞中，瓶塞 塞在玻璃瓶或有玻璃窗的金屬盒子上,(2)靜電計(jì)是用來測(cè)量導(dǎo)體的電勢(shì)和導(dǎo)體間電勢(shì)差的儀器，把金箔驗(yàn)電器的玻璃瓶改為有玻璃窗的金屬盒，箔片改為帶有刻度的金屬指針(圖乙)，就成為一個(gè)靜電計(jì),它有三個(gè)用途：一是做一般驗(yàn)電器使用，可以檢驗(yàn)物體是否帶電和帶哪一種電荷，因而靜電計(jì)也叫指針式驗(yàn)電器二是測(cè)量導(dǎo)體間的電勢(shì)差，將兩導(dǎo)體分別與靜電計(jì)的金屬棒及盒相連，棒與盒間便產(chǎn)生電場(chǎng)指針表面的電荷受到電場(chǎng)力的作用，即受到棒上同種電荷的斥力及金屬內(nèi)壁異種電荷的引力，指針便產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)被測(cè)電勢(shì)差越大時(shí)盒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大三是測(cè)量導(dǎo)體的電勢(shì)，只要把被

10、測(cè)導(dǎo)體與靜電計(jì)的棒相連，將金屬盒接地，便可測(cè)出導(dǎo)體與大地間的電勢(shì)差，即導(dǎo)體的電勢(shì)，通常規(guī)定大地電勢(shì)為零, 教材資料分析 做一做 電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流， 點(diǎn)撥：(1)狹長的矩形面積表示電流與時(shí)間的乘積，即在一段時(shí)間內(nèi)所放電荷量 (2)全部放電過程中所釋放的電荷量，等于曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積所以只需要查一下小方格的個(gè)數(shù)，用每個(gè)方格的面積乘以方格的格數(shù)即可得放電電量查格數(shù)時(shí)，多于半個(gè)格的按一個(gè)計(jì)算，不到半個(gè)格的舍去 (3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算出電容器的電容約為400 F.,一個(gè)平行板電容器，使它每板電荷量從Q13105 C增加到Q23.6105 C時(shí)，兩板間的電勢(shì)差從U110 V增加到

11、U2，U2是多大？這個(gè)電容器的電容多大？如果使兩極板電勢(shì)差從U110 V降為U26 V，則每板需減少多少電荷量？,答案：12 V3 F1.2105 C,(2)設(shè)電容器原來所帶的電荷量為Q， 則QCU1.51043 C 4.5104 C. (3)電容器的電容是由本身決定的，與是否帶電無關(guān)，所以電容器放掉全部電荷后，電容仍然是150 F. 答案：1504.5104150,兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示接通開關(guān)S，電源即給電容器充電則(),A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 B保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極

12、板上的電荷量增大 C斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢(shì)差減小 D斷開S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢(shì)差增大,解析： 答案：BC,【跟蹤發(fā)散】21：一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地在兩極板間有一正電荷(電荷量很少)固定在P點(diǎn)，以E表示極板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示兩極板間的電壓，WP表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到如右圖中虛線表示的位置，則() AU變小，WP不變 BU變小，E不變 CU變大，WP變大 DU不變，E不變,答案：AB,如右圖所示，平行板電容器兩極板間電壓恒定，帶電的油滴在極板間靜止，斷開開關(guān)后，再將極板間距離增大些，則油滴將() A向

13、上運(yùn)動(dòng) B仍然靜止 C向下運(yùn)動(dòng) D向左或向右運(yùn)動(dòng),答案：B,【跟蹤發(fā)散】31：如下圖所示，平行板電容器豎直放置，A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時(shí)，絕緣線與固定的A板成角，平移B板，下列說法正確的是(),AS閉合，B板向上平移一小段距離，角變大 BS閉合，B板向左平移一小段距離，角變大 CS斷開，B板向上平移一小段距離，角變大 DS斷開，B板向左平移一小段距離，角不變,答案：BCD,答案：B,2如下圖所示的電容式鍵盤，是通過改變電容器的哪個(gè)因素來改變電容的() A兩板間的距離B兩板間的電壓 C兩板間的電介質(zhì) D兩板的正對(duì)面積,答案：A,3有一只電容器的規(guī)格是“1.5 F,9 V”，那么()

14、 A這只電容器上的電荷量不能超過1.5105 C B這只電容器上的電荷量不能超過1.35105 C C這只電容器的額定電壓為9 V D這只電容器的擊穿電壓為9 V 解析：9 V為電容器的額定電壓(或工作電壓)，故C正確；正常工作時(shí)的帶電荷量QCU1.51069 C1.35105 C，選項(xiàng)B亦正確 答案：BC,4有兩個(gè)平行板電容器，它們的電容量之比為54，它們的帶電荷量之比為51，兩極板間距離之比為43，則兩極板間電壓之比和電場(chǎng)強(qiáng)度之比分別為() A4113B1431 C4131 D4143,答案：C,5.如下圖所示的電路中C是平行板電容器，在K先接觸1后又扳到2，這時(shí)將平行板的板間距離拉大一點(diǎn)，下列說法正確的是() A平行板電容器兩板的電勢(shì)差不變 B平行板電容器兩板的電勢(shì)差變小 C平行板電容器兩板的電勢(shì)差增大 D平行板電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,答案：CD,