1、第 8 节 电容器的电容第一章 静电场 1.了解电容的概念及常见的电容器，掌握电容的定义公式(重点)2.知道影响平行板电容器电容大小的因素 3会应用平行板电容器的电容公式进行定性分析(重点难点)第一章 静电场【基础梳理】一、电容器1电容器两个彼此_又_的导体，组成一个电容器2充、放电过程充电过程放电过程定义使电容器_的过程中和掉电容器所带_的过程绝缘相距很近带电电荷充电过程放电过程方法将电容器的两极板与_相连用导线将电容器的两极板接通 电场强度变化极板间的电场强度_极板间的电场强度_ 能量转化其他能转化为_转化为其他能电源的两极变大变小电场能电场能二、电容1定义 电容器所带的_与电容器两极板间
2、的电势差 U的_，公式为_2物理意义 表示电容器_的大小3单位 在国际单位制中是法拉(F)1 F1 C/V，1 F_F1012 pF.电荷量Q比值容纳电荷本领106CQU三、平行板电容器的电容、常用电容器1平行板电容器(1)结构由两个_且彼此绝缘的金属板构成(2)电容的决定因素电容 C 与两极板间的相对介电常数成_，跟极板的正对面积 S 成_，跟极板间的距离 d 成_相互平行正比正比反比(3)电容的决定式C_，r 为电介质的相对介电常数当两极板间是真空时，C_式中 k 为静电力常量rS4kdS4kd2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.按电容是否可变分
3、：_电容器、_电容器.(2)电容器的额定电压和击穿电压额定电压：电容器能够_的电压击穿电压：电介质被_时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏聚苯乙烯电解可变固定长期正常工作时击穿【自我检测】判断正误(1)电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和()(2)电容大的电容器带电荷量一定多()(3)电容器两极板间的电压越高，电容就越大()(4)电容器不带电荷时，电容为零()(5)将平行板电容器错开，使正对面积减小，电容将减小()提示：(1)(2)(3)(4)(5)探究思考(1)如图所示，柱形水容器中的水量 V 与水深 H的比值表示的是水容器的哪个量？同一个水容器，比值
4、VH是常量还是变量？不同的水容器，比值VH是否相同？比值VH越大，容器容纳水的本领是越大还是越小？提示：VH是水容器的底面积，是一个常量，不同的水容器VH不同，比值VH越大，容纳水的本领越大(2)将电容器与柱形水容器进行类比，则电荷量 Q、电势差 U、电容 C 分别类比于水容器的哪个量？提示：类比于水容器的容积、高度差和底面积 对电容的理解与计算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 CQU来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量 Q 和所加电压 U 无关即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值2两公式 CQU与 C rS4k
5、d的比较CQUC rS4kd 公式特点定义式决定式 意义对某电容器 QU，但QUC 不变，反映电容器容纳电荷的本领平行板电容器，Cr，CS，C1d，反映了影响电容大小的因素 联系电容器容纳电荷的本领由QU来量度，由本身的结构(如平行板电容器的 r、S、d 等因素)来决定 电容器的充电电流、放电电流都是瞬时电流，电流迅速变化并消失(2019日照高二检测)如图所示，电源A 的电压为 6 V，电源 B 的电压为 8 V，当开关 S 从 A 转到 B 时(电容器的电容为 2 F)，通过电流计的电荷量为()A4106 C B12106 CC16106 C D28106 C解析 当 S 接 A 时，上极板
6、带正电荷 Q1CU121066 C12106 C 当 S 接 B 时，上极板带负电荷 Q2CU221068 C16106 C 故流过电流计的电荷量 QQ1Q228106 C故 D 正确 答案 D求解电容器电容的两点注意(1)电容器的电容可以根据 CQU或 C Q U求出，但电容器的电容是电容器的属性，与电容器所带电荷量 Q 以及两极板间的电压 U 均无关(2)定义式的推广式 C Q U，在电压 U 变化问题中求电容更快捷【题组过关】1(2019郑州四校联考)关于电容器，以下说法正确的是()A电容器极板越大，带电荷量就越大B电容器电荷量越大，电容就越大C电容器 A 的电容比 B 的大，说明 A
7、的带电荷量比 B 的多D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解析：选 D.电容器带电荷量多少，看电容器是否充电，故 A 错误；电容器的电容与所带电荷量和两端间的电压无关，由本身的性质决定，故 B 错误；电容器 A 的电容比 B 的大，说明 A储存电荷的本领比 B 的强，故 C 错误；由电容的定义式可知，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，故 D 正确2(多选)(2019北京西城高二期中)关于电容器的电容，下列说法中正确的是()A根据 CQU可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B对于确定的电容器，其所带电荷
8、量与两板间的电压成正比C无论电容器电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D电容器所带的电荷量越多，电容就越大解析：选 BC.电容器电容是本身的性质，对于一个确定的电容器电容是不变的，与所带的电荷量无关，故 A、D 错误；根据QCU 对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比，B 正确；根据电容的定义式可知，电容器所带的电荷量与电压的比值是电容，C 正确 平行板电容器的动态分析问题1电容器电荷量不变和电压不变两类动态问题的分析思路(1)确定不变量电容器与电源相连时，电压不变；电容器先充电，后与电源断开时，所带电荷量不变(2)用决定式 C rS4kd分析
9、平行板电容器的电容的变化(3)用定义式 CQU分析电容器所带电荷量或两极板间电势差的变化(4)用 EUd分析电容器间电场强度的变化2两类动态问题的分析过程(1)第一类动态变化：两极板间电压 U 恒定不变(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量 Q 恒定不变命题视角 1 两极板间电压 U 不变的情况(2019湖南邵阳高二检测)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器其中 A、B 为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是()AA、B 平行板电容器的电容减小BA、B
10、 两板间的电场强度增大CA、B 两板上的电荷量变小D有电流从 b 向 a 流过灵敏电流计解析 产品厚度增大时，电容器的电容 C rS4kd增大，故 A错误；两板间电压不变，电场强度 EUd保持不变，故 B 错误；根据 qCU，电容器将充电，负电荷从 a 向 b 流过灵敏电流计，即有电流从 b 向 a 流过灵敏电流计，故 C 错误，D 正确 答案 D 命题视角 2 电容器的电荷量 Q 不变的情况(2019甘肃靖远高二期末)如图所示，已充电的平行板电容器两极板正对，极板 A 与静电计相连，极板 B 接地若将极板 B 稍向上移，则()A电容器的电容变大B电容器所带的电荷量变大C两极板间电场的电场强度
11、不变D静电计指针偏转的角度变大解析 若极板 B 稍向上移，两极板正对面积减小，由电容的决定式 C rS4kd，得知电容变小，故 A 错误；没有充放电的回路所以电容器所带电荷量不变，故 B 错误；由 EUd QCd QrS4kd4kQrS 知两极板间的电场强度增大，故 C 错误；由 CQU分析可以知道，极板间的电势差变大，则静电计指针偏角变大，故D 正确答案 D【题组过关】1(2016高考全国卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上若将云母介质移出，则电容器()A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间电场强度
12、不变D极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变解析：选 D.平行板电容器接在电压恒定的直流电源上，电容器两极板之间的电压 U 不变若将云母介质移出，电容 C 减小，由 CQU可知，电容器所带电荷量 Q 减小，即电容器极板上的电荷量减小由于 U 不变，d 不变，由 EUd可知，极板间电场强度 E 不变，选项 D 正确2(2018高考北京卷)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示下列说法正确的是()A实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，能使电容器带电B实验中，只将电容器 b 板向上平移，静电计指针的张角变小C实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D实验中，只增加极板
13、带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大解析：选 A.实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，则 a板带电，由静电感应，在 b 板上感应出与 a 板电性相反的电荷，故选项 A 正确；实验中，只将电容器 b 板向上平移，正对面积S 变小，由 C rS4kd，可知电容 C 变小，由 CQU可知，Q 不变，U 变大，因此静电计指针的张角变大，选项 B 错误；实验中，只将极板间插入有机玻璃板，相对介电常数 r 变大，由 CrS4kd，可知电容 C 变大，由 CQU可知，Q 不变，U 变小，静电计指针的张角变小，选项 C 错误；实验中，只增加极板带电量，电容 C 不变，由 CQU，可知静电计指针的
14、张角变大，故选项 D 错误1(2019云南玉溪高二期末)一个平行板电容器，若增大加在它两极板间的电压，则电容器的()A电荷量增加，电荷量与所加电压的比值增大B电荷量不变，电荷量与所加电压的比值变小C电荷量增加，电荷量与所加电压的比值不变D电荷量不变，电荷量与所加电压的比值不变解析：选 C.公式 C rS4kd为电容的决定式，即电容器两端的电压和电荷量的变化对电容没有影响，根据 CQU可知 U 增大，C不变(电荷量与所加电压的比值不变)，则 Q 增大，C 正确2如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话时，膜片会振动若某次膜片振动时，膜片与极板距离减小，则在此过程中()A膜片与极板间的
15、电容变小B极板的带电荷量增大C膜片与极板间的电场强度变小D电阻 R 中无电流通过解析：选 B.振动膜片振动时，电容器两极板的距离减小，根据C rS4kd可知电容增大，由于两极板间的电压恒定，根据 CQU可知 Q 增大，处于充电状态，电阻 R 中有电流通过，A、D 错误，B 正确；根据 EUd可知 U 恒定，d 减小，故 E 增大，C错误3(2019吉林高二期末)如图所示的实验装置中，极板 A 接地，平行板电容器的极板 B 与一个灵敏的静电计相接将 A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量 Q、电容 C、两极间的电压 U，电容器两极板间的电场强度 E 的变化情况是()AQ
16、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 变小DQ 不变，C 变小，U 变大，E 不变解析：选 D.由于没有电源对装置充放电，所以装置中的电荷量总量保持不变，当 A 极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，由 C rS4kd知 C 减小，由 UQC知 U 增大，板间电场强度为 EUd QCdQrS4kdd4QkrS，即电场强度和板间距离无关，所以 E 不变，故 D 正确4.(2019江西临川一中质检)如图所示是测定液面高度 h 的电容式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物
17、质，C 为导电液体已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏如果在导电液体的深度h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则()A导体芯 A 所带电荷量在增加，液体的深度 h 在增大B导体芯 A 所带电荷量在减小，液体的深度 h 在增大C导体芯 A 所带电荷量在增加，液体的深度 h 在减小D导体芯 A 所带电荷量在减小，液体的深度 h 在减小解析：选 D.电流计指针向左偏转，说明流过电流计 G 的电流由左右，则导体芯 A 所带电荷量在减小，由 QCU 可知，导体芯 A 与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度 h 在减小，故 D 正确本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
