1、第4节电容器电容学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是电容器以及常见的电容器2知道充电和放电的含义3理解电容的概念及其定义式C，并能进行有关运算(重点、难点)4知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，了解公式C并能用其讨论分析有关问题(难点)电 容 器1电容器(1)定义：电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器(2)组成：由两个互相靠近，彼此绝缘的导体组成如平行板电容器2电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q跟两极板间电势差U的比值(2)公式：C，又可表示为C.(3)物理意义：反映电容器容纳电荷的能力(4)单位：法拉(F)，微法(F)，皮法(pF)；1 F106 F1012 pF.(5)标量：只
2、有大小，没有方向1电容和电容器是一回事()2电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C.()3电容器的一个极板带正电荷，另一极板带等量负电荷，其带电荷量指的是一个极板上电荷量的多少()给电容器充电时，电容器所带电荷量增加，两极板间的电场强度怎样变化？储存的电能怎样变化？【提示】电场强度增大，储存的电能增加照相机的电子闪光灯能发出强烈的闪光，这时通过闪光灯的电流相当大，有时可达几千安探讨1：照相机的电源能够提供的电流却非常小，为何电子闪光灯能发出强烈的闪光？【提示】这是因为照相机中有电容器，照相机中的电源先给电容器充电，当闪光灯被触发后，电容器中储存的能量瞬间释放出来，从
3、而使灯管内气体发出耀眼的白光探讨2：电子闪光灯发光的过程是充电还是放电？其电容变吗？【提示】放电过程；不变1电容器的充放电过程充电过程放电过程电流流向电流变化减小减小极板电量增加减小板间电场增强减弱结果板间电压与电源相同两极板带等量异种电荷板间电压为零极板电荷中和2.对电容的定义式C的理解(1)电容由电容器本身的构造决定电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C来定义，但电容的大小与Q、U无关，是由电容器本身的构造决定的(2)通过Q U图象理解，如图241所示，Q U图象是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小因而电容器的
4、电容也可以表示为C，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量图2411下列关于电容的说法正确的是()A电容器简称电容B电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多C电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量D由公式CQ/U知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比【解析】电容器和电容是两个不同的概念，A错；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与是否带电、带电多少无关，B错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压无关，D错【答案】C2一个平行板电容器，使它每
5、板电荷量从Q130106 C增加到Q236106 C时，两板间的电势差从U110 V增加到U2，求：(1)这个电容器的电容多大？(2)U2为多少？(3)如要使两极板电势差从10 V降为U26 V，则每板需减少多少电荷量？ 【导学号：34022018】【解析】(1)电容器的电容C F3106 F3 F.(2)因为电容器的电容不变所以U2 V12 V.(3)根据电容的定义，它等于每增加(或减少)1 V电势差所需增加(或减少)的电荷量，即C，要求两极板间电势差降为6 V，则每板应减少的电荷量为QCU3106(106) C12106 C.【答案】(1)3 F(2)12 V(3)12106 C电容问题的
6、解题技巧(1)电容由电容器本身的性质决定，与带电量及两极板间电压无关(2)电容器充、放电时的工作电压不能超过其额定电压平 行 板 电 容 器 的 电 容常 见 电 容 器及 其 构 造电 容 器 应 用1平行板电容器的电容(1)决定因素：平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成正比，与两极板间距离d成反比(2)平行板电容器的决定式：C，其中k为静电力常量2常用电容器的分类及额定电压(1)分类：从构造上可以分为固定电容器和可变电容器(2)额定电压：电容器外壳上标的电压称额定电压，额定电压是电容器安全工作时电压的上限3电容器的应用：照相机的电子闪光灯，测量水位，高能物理实验或工程、驻极体话筒等1加
7、在电容器两极板间的电压不能超过击穿电压()2电容器外壳上标的是额定电压()3将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小()在选用电容器时应注意什么问题？【提示】要注意电容器上所标的两个参数即电容和额定电压在研究“影响平行板电容器电容大小的因素”的实验中，连入了静电计图242探讨1：静电计的作用是什么？【提示】用静电计测量已经充电的平行板电容器两极间的电势差U，从指针偏转角度的大小可推知U的大小探讨2：d变时，极板上电荷量有何特点？【提示】保持不变1板间电场强度的两个公式(1)板间电压与电场强度的关系公式：E.(2)板间电场强度的决定公式：E(或E)，即板间电场强度正比于电荷的面密度(公式的
8、推导：E，所以E)2平行板电容器的两类典型问题两类问题始终与电源连接充电后与电源断开不变量U不变Q不变自变量dS因变量E，d变大，E变小；d变小，E变大E，S变大，E变小；S变小，E变大QU，d变大，Q变小；d变小，Q变大UQ，S变大，U变小；S变小，U变大3(多选)如图243所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是() 【导学号：34022019】图243A增大两极板之间的距离，指针张角变大B将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将A板拿走，则静电计指针张角变为零【解析】电容器上所带电荷
9、量一定，由公式C知，当d变大时，C变小，再由C得U变大；当A板上移时，正对面积S变小，C也变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，故选项A、B正确，选项C、D错误【答案】AB4如图244所示，先接通开关S使电容器充电，然后断开开关S.当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U、电容器两极板间场强E的变化情况是()图244 AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变小，E变小【解析】电容器充电后再断开开关S，其所带的电荷量不变；由C可知，
10、d增大时，C变小；又因为U，所以U变大；对于场强E，由于E，U，所以E.由以上分析可知，间距d增大，E不变因此C正确【答案】C5(多选)如图245所示，闭合开关S，电容器的两极板和电源的正、负极相连，下列说法正确的是()图245A两极板的正对面积减小，则电容器所带的电荷量变大B两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大C两极板间的距离减小，两极板间的场强变大D两极板间插入电介质，则电容器所带的电荷量增大【解析】电容器两极板间的电压不变，当两极板正对面积减小时，电容器的电容减小，由公式QCU知，电容器上的电荷量减小，选项A错误；正对面积减小，不影响两极板间的距离，所以两极板间的场强不变，选项B错误；由E知选项C正确；两极板间插入电介质，电容变大，因板间电压不变，故带电荷量增加，D对【答案】CD对平行板电容器定性分析的解题步骤(1)确定不变量电容器与电源相连时，电压U不变；电容器充电后与电源断开时，所带电荷量Q不变(2)根据决定式C和S、d的变化分析平行板电容器电容的变化(3)根据定义式C分析电容器所带电荷量Q或两极板间电压U的变化(4)用E或E分析电容器两极板间场强的变化，或根据电容器带电量Q的变化分析回路中的电流方向
