1、四、电容器学 习 目 标知 识 脉 络1.知道电容器的结构和功能(重点)2理解电容器的充电和放电(难点)3掌握影响电容大小的因素(重点)4知道电容的单位一、电容器1作用:电容器是储存电荷的装置2组成:两个彼此绝缘且又互相靠近的导体3充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与电池组的负极相连,就能使两个极板分别带上等量的异种电荷,这个过程叫做电容器的充电二、电容器的电容1影响因素:电容器极板的正对面积越大、极板间的距离越近,电容器的电容就越大极板间电介质的性质也会影响电容器的电容量2单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,常用单位还有微法(F)和皮法(pF),它们
2、的关系是:1 F106F,1 pF1012F.3物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量1思考判断(1)任意两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可组成电容器()(2)使电容器带电的过程叫做充电()(3)平行板电容器充电后,两极板间的电场为匀强电场()(4)其他条件不变,只增大电容器极板的正对面积,则电容增大()(5)电容器极板间的距离越大电容越大()(6)电容的单位法拉是一个很小的单位()2电容器是一种常用的电子元件,下列对电容器认识正确的是()A电容器的电容表示其储存电荷的能力B电容器的电容与它所带的电荷量成正比C电容器的电容与它两极板间的电压成正比D电容的常用单位有F和pF,1 F103
3、 pFA电容是表示电容器储存电荷的能力,A正确;电容C是电容的定义式,不是决定式,故C与Q、U无关,B、C错误;1 F106 pF,D错误3电容器的电容大小取决于()A电容器的电荷量B电容器两极板间的电压C电容器本身构造D电容器金属板的材料性质C根据电容的决定因素,知电容器电容与极板间的距离,正对面积,电介质有关故C正确,A、B、D错误电容器的充电和放电1.充电过程电路如图所示特点:(1)有电流,电流方向为流入电容器正极板,电流由大到小(2)电容器所带电荷量增加(3)电容器两极板间电压升高(4)电容器两极板间电场强度增加当电容器充电结束后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板间电压与充电电压相
4、等2放电过程电路如图所示特点:(1)有电流,电流方向是从正极板流出,电流由大变小(2)电容器所带电荷量减少(3)电容器两极板间电压降低(4)电容器两极板间电场强度减弱当电容器放电结束后,电路中无电流电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程【例1】如图所示,闭合开关,电源对电容器充电充电结束后,断开开关,用绝缘手柄增大电容器两极板之间的距离,则下列说法正确的是()A充电过程中,有从A到B的电流通过电阻B充电过程中,有从B到A的电流通过电阻C断开开关后,电容器上极板带负电D断开开关后,电容器放电,极板上不再带电思路点拨:电容器充电,与电源正极相连的极板带正电增大两极板间距,电容减小B电源对电容
5、器充电时,电路中有逆时针方向的电流,即有从B到A的电流通过电阻,使上、下极板分别带等量的正、负电荷断开开关,电容器与电源断开,回路处在开路状态,所以电容器带电荷量不变,故电容器上极板仍带正电,因此B项正确充电电流与放电电流(1)电容器两极板间的电介质使两极板之间绝缘,所以充电结束后的电容器相当于断路(2)而充电过程中电荷由电源定向移动,在两极板上聚集,故电路中有充电电流,而且电流流向正极板(3)放电时,电容器极板上的电荷减少,有放电电流,且电流从正极板流出跟进训练1如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法中正确的是()A开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电B开关接1时,平行
6、板电容器充电,且上极板带负电C开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带正电D开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电A开关接1时,平行板电容器充电,上极板与电源正极相连而带正电,A对,B错;开关接2时,平行板电容器放电,放电结束后上下极板均不带电,C、D错对电容器电容的理解1.物理意义电容是表示电容器容纳(储存)电荷本领大小的物理量,在电压相同的情况下,电容器极板上储存电荷量越多,表示电容器的电容越大2决定平行板电容器电容大小的因素及其之间的关系(1)因素:极板的正对面积;极板间的距离;极板间电介质的性质(2)关系:一般来说,电容器极板的正对面积越大、极板间距离越小,电容器的电容就越大,极
7、板间电介质的性质也会影响电容器的电容,而电容的大小与带电荷量及两板间电压无关【例2】下列关于平行板电容器的说法中,不正确的是()A增大两极板之间的距离,电容器的电容将增大B将两极板平行错开,使其正对面积减小,电容器的电容将减小C在下极板的内表面放置一块与极板面积相同、厚度小于极板间距的铜板,电容将增大D在下极板的内表面放置一块与极板面积相同、厚度小于极板间距的玻璃砖,电容将变化A根据影响平行板电容器电容的因素,即可判断各选项极板的正对面积越小,电容越小;极板之间的距离越大,电容越小,故A错误,B正确在下极板的内表面放置铜板,实际是减小了两极板之间的距离,所以电容将增大,故C正确在下极板的内表面
8、放置玻璃砖,即改变了极板间的电介质,因极板之间电介质的性质也影响电容器的电容,所以D正确跟进训练2如图所示是测定压力F的电容式传感器待测压力F作用于可动膜片电极上的时候,膜片发生形变,使极板间距离d发生变化,引起电容C的变化知道C的变化,就可以知道F的变化情况如果某次测量过程中,发现C在增大,说明待测压力F在_(填“增大”、“减小”或“不变”)解析C增大,说明板间距离d在减小,故待测压力F增大答案增大1下列关于电容器的说法,不正确的是()A电容器由两个彼此绝缘的正对金属极板构成B电容器只能储存同种电荷C照相机闪光灯应用电容器放电发出强光D电容器既能充电,也能放电B电容器的两极板带有等量异种电荷
9、,不可能带同种电荷,所以选项B错误2关于电容器的电容,下列说法正确的是()A电容器所带的电荷量越多,电容就越大B电容器两板间的电压越高,电容就越大C电容器所带电荷量增加一倍,电容就增加一倍D电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量D电容由电容器本身的构造决定,对于确定的电容器,其电容是一定的,与电容器所带的电荷量及两板间的电压无关3下列关于电容器和电容的说法正确的是()A电容器是一种理想的仪器,现实生活中不存在B电容器是储存电荷的装置,当它带电后,两极板一定带有等量异种电荷C电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,故电容器带电荷量越多,它的电容就越大D电容就是电容器,二者没有什么区别B电容器是一种常见的电子元件,A错误;由电容器充电特点知B正确;电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小与电容器本身性质有关,与两极间加电压大小和带电荷量的多少无关,C错误;电容器是一种电学元件,电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,二者有本质区别,D错误4电路如图所示,当把单刀双掷开关S打在1上的瞬间,判断R上的电流方向;然后把S打在2上,此时流过R的电流方向又如何?解析S打在1上,电容器充电,电流方向:bRa.S打在2上,电容器放电,电流方向:aRb.答案见解析