1、8.電容器的電容電容器的電容 一、電容器一、電容器1電容器：兩個相互電容器：兩個相互 又彼此又彼此的導體組成一的導體組成一個電容器個電容器2電容器的充電和放電電容器的充電和放電(1)充電：充電：定義：使電容器兩極板帶上定義：使電容器兩極板帶上電荷的過程叫電荷的過程叫做充電如下圖甲所示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特征：兩極板所帶等量異種電荷均勻分布在兩極板相對的的 ，充電的過程是將電場能儲存在電容器中，充電的過程是將電場能儲存在電容器中靠近靠近絕緣絕緣等量異種等量異種內側內側(2)放電：放電：定義：使充電后的電容器定義：使充電后的電容器 電荷的過程叫做放電荷

2、的過程叫做放電如下圖乙所示電如下圖乙所示特征：放電過程是儲存在電場中的特征：放電過程是儲存在電場中的轉化為轉化為其他形式的能其他形式的能3電容器的帶電荷量：是指其中一個電容器的帶電荷量：是指其中一個 所帶電荷量的所帶電荷量的絕對值絕對值失去失去電場能電場能極板極板二、電容二、電容1定義：電容器所帶的電荷量定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢與電容器兩極板間的電勢差差U的的，叫做電容器的電容，叫做電容器的電容2定義式：定義式：.3單位是法拉，簡稱法，符號是單位是法拉，簡稱法，符號是F.常用單位還有微法常用單位還有微法(F)和皮法和皮法(pF)，量值關系：，量值關系：1 F106 F1

3、012 pF.比值比值三、平行板電容器三、平行板電容器1基本結構：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的基本結構：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的 金屬板金屬板組成，是最簡單的，也是最基本的電容器組成，是最簡單的，也是最基本的電容器2帶電特點：兩極板電荷帶電特點：兩極板電荷 異號，分布在相對兩板的異號，分布在相對兩板的內側內側3板間電場：板間形成板間電場：板間形成，場強大小為，場強大小為EU/d，方向垂直板面方向垂直板面平行平行等量等量勻強電場勻強電場四、平行板電容器的電容四、平行板電容器的電容1實驗：探究影響電容的幾個因素實驗：探究影響電容的幾個因素(1)實驗方法：實驗方法：法法(2)實驗目的：探究影響平行板

4、電容器電容的因素實驗目的：探究影響平行板電容器電容的因素(3)實驗導析：如下圖甲、乙、丙實驗導析：如下圖甲、乙、丙控制變量控制變量五、常見的電容器五、常見的電容器1分類分類(1)按電介質分：按電介質分：空氣電容器、空氣電容器、電容器、電容器、 電容器、陶瓷電容電容器、陶瓷電容器、器、電容器、電容器、 電容器等；電容器等；(2)按是否可變分：按是否可變分： 電容器、電容器、電容器等電容器等云母云母紙質紙質滌綸滌綸電解電解可變可變固定固定對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是對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，電容將增大將兩極板的間距加大，電容將增大B將兩極

5、板平行錯開一些，使正對面積減小，電容將減小將兩極板平行錯開一些，使正對面積減小，電容將減小C在下板的內表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極在下板的內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，電容將增大板間距的陶瓷板，電容將增大D在下板的內表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極在下板的內表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大板間距的鋁板，電容將增大解析：解析：答案：答案：BCD2電容器的擊穿電壓和額定電壓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值，電介質擊穿電壓：電容器兩極板間電壓超過某一數值，電介質被擊穿，電容器損壞，這個極限

6、電壓為電容器的擊穿電壓電被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓為電容器的擊穿電壓電容器正常工作時的電壓應低于擊穿電壓容器正常工作時的電壓應低于擊穿電壓(2)額定電壓：電容器長期工作時所能承受的電壓，額定電額定電壓：電容器長期工作時所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓壓低于擊穿電壓關于電容器，下列說法中正確的是關于電容器，下列說法中正確的是()A按電介質的不同，電容器分為紙介電容器、陶瓷電容器、按電介質的不同，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

7、被擊穿這一電壓，電容器會被擊穿C可變電容器一般通過改變兩極板間距離實現可變電容器一般通過改變兩極板間距離實現D電解電容器，兩極板間距離很小，正對面積較大，電容電解電容器，兩極板間距離很小，正對面積較大，電容較大較大解析：解析：選項選項個性分析個性分析A錯誤錯誤固定電容器是按電容是否可變分類，不是按電介質固定電容器是按電容是否可變分類，不是按電介質的不同的不同B錯誤錯誤額定電壓是指電容器正常工作時的電壓，不是擊穿額定電壓是指電容器正常工作時的電壓，不是擊穿電壓電壓C錯誤錯誤改變可變電容器的電容時，一般通過改變正對面積改變可變電容器的電容時，一般通過改變正對面積實現實現D正確正確電解電容器兩極板間

8、介質氧化膜很薄，兩極卷起來，電解電容器兩極板間介質氧化膜很薄，兩極卷起來，面積較大，故電容較大面積較大，故電容較大3.對電容器充電、放電的理解對電容器充電、放電的理解(1)充電過程的特點充電過程的特點充電電流：電流方向為逆時針方向，電流強度由大到充電電流：電流方向為逆時針方向，電流強度由大到小小電容器所帶電荷量增加電容器所帶電荷量增加電容器兩極板間電壓升高電容器兩極板間電壓升高電容器中電場強度增強電容器中電場強度增強充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電場能充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電場能(2)放電過程特點放電過程特點放電電流：電流方向是從正極板流出，電流是由大變小；放電電流：電流方

9、向是從正極板流出，電流是由大變小；電容器上電荷量減少；電容器上電荷量減少；電容器兩極板間電壓降低；電容器兩極板間電壓降低；電容器中電場強度減弱；電容器中電場強度減弱；電容器的電場能轉化成其他形式的能電容器的電場能轉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、負極相連，如下圖所示，電容器的兩極板與電源的正、負極相連，當電容器兩極板間的距離由當電容器兩極板間的距離由d迅速增大為迅速增大為2d的過程中，下列說法的過程中，下列說法正確的是正確的是()A電容器兩板電壓始終不變電容器兩板電壓始終不變B電容器兩板電壓瞬時升高后又恢復原值電容器兩板電壓瞬時升高后又恢復原值C根據根據QCU可知，電容器

10、帶電荷量先增大后減小可知，電容器帶電荷量先增大后減小D電路中電流由電路中電流由A板經電源流向板經電源流向B板板答案：答案：B 4關于平行板電容器的兩類典型問題的求解方法關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，繼續保持電容器兩極板與電池兩平行板電容器充電后，繼續保持電容器兩極板與電池兩極相連接，電容器的電壓極相連接，電容器的電壓U不變，而不變，而d、S、r變化將引起電容器變化將引起電容器的的C、Q、E變化變化(2)平行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶平行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶電量電量Q不變，而不變，而d、S、r中某一量的變化將引起電容器

11、的中某一量的變化將引起電容器的C、U、E變化變化結論：結論：從從E的表達式可以看出，當平行板電容器的帶電荷量的表達式可以看出，當平行板電容器的帶電荷量Q不變，而僅改變間距不變，而僅改變間距d時，內部場強時，內部場強E不變不變如下圖所示，平行金屬板如下圖所示，平行金屬板A，B組成的電容器，充電后與組成的電容器，充電后與靜電計相連要使靜電計指針張角變大，下列措施中可行的是靜電計相連要使靜電計指針張角變大，下列措施中可行的是() A將將A板向上移動板向上移動B將將B板向右移動板向右移動C將將A，B之間充滿電介質之間充滿電介質D將將A板放走部分電荷板放走部分電荷解析：解析：首先要搞清楚電路的結構，明確

12、靜電計測量的是首先要搞清楚電路的結構，明確靜電計測量的是電容器兩極間的電壓；再者是要明確各個選項中是電容器的電電容器兩極間的電壓；再者是要明確各個選項中是電容器的電壓不變還是電荷量不變，然后根據題設條件運用相應的公式分壓不變還是電荷量不變，然后根據題設條件運用相應的公式分別進行討論，確定選項別進行討論，確定選項當當B板右移時，極板間距板右移時，極板間距d增大，可知增大，可知C減小，減小，U增大，靜電增大，靜電計的張角變大，選項計的張角變大，選項B正確極板間插入電介質，介電常數正確極板間插入電介質，介電常數增增大，從而電容大，從而電容C增大，增大，U減小，選項減小，選項C錯誤當錯誤當A板放走部分

13、電荷，板放走部分電荷，極板的帶電荷量極板的帶電荷量Q減小，而減小，而C不變，故不變，故U減小，選項減小，選項D錯誤故正錯誤故正確答案為確答案為AB 答案：答案：AB 1電容器和電容是一回事嗎？電容器和電容是一回事嗎？提示：提示：電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這種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大小的一個物理量，如果把電容器比作水缸，容器盛放電荷本領大小的一個物理量，如果把電容器比作水缸，則電容就是這個水缸的橫截面積水缸的橫截面積越大，水缸則電容就是這個水缸的橫截面積水缸的橫截面積越大，水缸容納水的本領就越大容納水的本領就越大 2電容式傳感器的構造及工作原理？電

14、容式傳感器的構造及工作原理？ 提示：提示：(1)圖甲所示是測定液面高度圖甲所示是測定液面高度h的電容式傳感的電容式傳感器在金屬芯線的外面涂上一層絕緣物質，放入導電液體器在金屬芯線的外面涂上一層絕緣物質，放入導電液體中金屬芯線和導電液體構成電容器的兩個極，金屬芯線外面中金屬芯線和導電液體構成電容器的兩個極，金屬芯線外面的絕緣物質就是電介質液面高度的絕緣物質就是電介質液面高度h發生變化時，正對面積發生變化，發生變化時，正對面積發生變化，從而使電容從而使電容C發生變化知道發生變化知道C的的變化，就可以知道變化，就可以知道h的變化情況的變化情況 (2)圖乙是測定壓力圖乙是測定壓力F的電容式傳感器待測壓

15、力的電容式傳感器待測壓力F作用于可作用于可動膜片電極上的時候，膜片發生形變，使極板間距離動膜片電極上的時候，膜片發生形變，使極板間距離d發生變化，發生變化，引起電容引起電容C的變化知道的變化知道C的變化，就可以知道的變化，就可以知道F的變化情況的變化情況 3驗電器和靜電計是靜電學中常用的實驗儀器，兩者的構驗電器和靜電計是靜電學中常用的實驗儀器，兩者的構造和用途是怎樣的？造和用途是怎樣的？ 提示：提示：(1)驗電器是用來檢驗物體是否帶電和帶哪一種電驗電器是用來檢驗物體是否帶電和帶哪一種電荷的儀器，通常所用的一種驗電器叫金箔驗電器金箔驗電器荷的儀器，通常所用的一種驗電器叫金箔驗電器金箔驗電器是利用

16、同種電荷相斥、異種電荷相吸的原理制成的，其構造如是利用同種電荷相斥、異種電荷相吸的原理制成的，其構造如圖甲所示在一個金屬棒的上端裝一個金圖甲所示在一個金屬棒的上端裝一個金屬球，在其下端貼兩條很薄的金屬箔片，屬球，在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塞在玻璃瓶或有玻璃窗的金屬盒子上(2)靜電計是用來測量導體的電勢和導體間電勢差的儀器，靜電計是用來測量導體的電勢和導體間電勢差的儀器，把金箔驗電器的玻璃瓶改為有玻璃窗的金屬盒，箔片改為帶有把金箔驗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

17、針刻度的金屬指針(圖乙圖乙)，就成為一個靜電計，就成為一個靜電計它有三個用途：一是做一般驗電器使用，可以檢驗物體是它有三個用途：一是做一般驗電器使用，可以檢驗物體是否帶電和帶哪一種電荷，因而靜電計也叫指針式驗電器二是否帶電和帶哪一種電荷，因而靜電計也叫指針式驗電器二是測量導體間的電勢差，將兩導體分別與靜電計的金屬棒及盒相測量導體間的電勢差，將兩導體分別與靜電計的金屬棒及盒相連，棒與盒間便產生電場指針表面的電荷受到電場力的作用，連，棒與盒間便產生電場指針表面的電荷受到電場力的作用，即受到棒上同種電荷的斥力及金屬內壁異種電荷的引力，指針即受到棒上同種電荷的斥力及金屬內壁異種電荷的引力，指針便產生偏

18、轉被測電勢差越大時盒內場強越大，指針偏轉角度便產生偏轉被測電勢差越大時盒內場強越大，指針偏轉角度越大三是測量導體的電勢，只要把被測導體與靜電計的棒相越大三是測量導體的電勢，只要把被測導體與靜電計的棒相連，將金屬盒接地，便可測出導體與大地間的電勢差，即導體連，將金屬盒接地，便可測出導體與大地間的電勢差，即導體的電勢，通常規定大地電勢為零的電勢，通常規定大地電勢為零 教材資料分析教材資料分析做一做做一做電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，點撥：點撥：(1)狹長的矩形面積表示電流與時間的乘積，即在狹長的矩形面積表示電流與時間的乘積，即在一段時間內所放電荷量一段時間

19、內所放電荷量(2)全部放電過程中所釋放的電荷量，等于曲線與坐標軸所全部放電過程中所釋放的電荷量，等于曲線與坐標軸所圍成的面積所以只需要查一下小方格的個數，用每個方格的圍成的面積所以只需要查一下小方格的個數，用每個方格的面積乘以方格的格數即可得放電電量查格數時，多于半個格面積乘以方格的格數即可得放電電量查格數時，多于半個格的按一個計算，不到半個格的舍去的按一個計算，不到半個格的舍去(3)根據以上數據，估算出電容器的電容約為根據以上數據，估算出電容器的電容約為400 F. 一個平行板電容器，使它每板電荷量從一個平行板電容器，使它每板電荷量從Q13105 C增加到增加到Q23.6105 C時，兩板間

20、的電勢差從時，兩板間的電勢差從U110 V增增加到加到U2，U2是多大？這個電容器的電容多大？如果使兩極板電是多大？這個電容器的電容多大？如果使兩極板電勢差從勢差從U110 V降為降為U26 V，則每板需減少多少電荷量？，則每板需減少多少電荷量？答案：答案：12 V3 F1.2105 C(2)設電容器原來所帶的電荷量為設電容器原來所帶的電荷量為Q，則則QCU1.51043 C4.5104 C.(3)電容器的電容是由本身決定的，與是否帶電無關，所以電容器的電容是由本身決定的，與是否帶電無關，所以電容器放掉全部電荷后，電容仍然是電容器放掉全部電荷后，電容仍然是150 F.答案：答案：1504.51

21、04150 兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示接通開關平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示接通開關S，電源，電源即給電容器充電則即給電容器充電則()A保持保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小電場強度減小B保持保持S接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電接通，在兩極板間插入一塊介質，則極板上的電荷量增大荷量增大C斷開斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小小D斷開斷開S，在兩

22、極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢，在兩極板間插入一塊介質，則兩極板間的電勢差增大差增大解析：解析：答案：答案：BC 【跟蹤發散跟蹤發散】21：一平行板電容器充電后與電源斷開，：一平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地在兩極板間有一正電荷負極板接地在兩極板間有一正電荷(電荷量很少電荷量很少)固定在固定在P點，點，以以E表示極板間的場強，表示極板間的場強，U表示兩極板間的電壓，表示兩極板間的電壓，WP表示正電荷表示正電荷在在P點的電勢能，若保持負極板不動，將正極板移到如右圖中虛點的電勢能，若保持負極板不動，將正極板移到如右圖中虛線表示的位置，則線表示的位置，則()AU變小，變小，WP不變不變

23、BU變小，變小，E不變不變CU變大，變大，WP變大變大 DU不變，不變，E不變不變答案：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，斷開開關后，再將極板間距離增大些，則油滴在極板間靜止，斷開開關后，再將極板間距離增大些，則油滴將油滴將()A向上運動向上運動 B仍然靜止仍然靜止C向下運動向下運動 D向左或向右運動向左或向右運動答案：答案：B【跟蹤發散跟蹤發散】31：如下圖所示，平行板電容器豎直放：如下圖所示，平行板電容器豎直放置，置，A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時，絕緣線與固定的板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時，絕緣線與固定的A板成板成角，平移角，平移B板，下列說法正確的是板，下列說法正確的是()AS閉合，閉合，B板向上平移一小段距離，板向上平移一小段距離，角變大角變大BS閉合，閉合，B板向左平移一小段距離，板向左平移一小段距離，角變大角變大CS斷開，斷開，B板向上平移一小段距離，板向上平移一小段距離，角變大角變大DS斷開，斷開，B板向左平移一小段距離，板向左平移一小段距離，角不變角不變答案：答案：BCD 答案：答案：B2如下圖所示的電容式鍵盤，是通過改變電容器的哪個因如下圖所示的