专题9 电容器的电容及动态分析-2021年高考物理静电场微专题突破

静电场考点突破微专题9 电容器的电容及动态分析 一 知能掌握 1.对电容的理解 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量．由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电，带电量的多少、板间电势差的大小等均无关． 2.平行板电容器电容的决定因素公式C＝的比较 和C＝ (1)定义式：C＝，不能理解为电容C与Q成正比、与U成反比，一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关． (2)决定式：C＝，εr为介电常数，S为极板正对面积，d为板间距离． 平行板的电容与板间距离d成反比，与两半正对面积S成正比，与板间介质的介电常数 成正比，其决定式是： 3.电容器的充放电 （1）充电过程：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．充电过程中，电容器所带电荷量增加，电容器两极板间电压升高，电容器中电场强度增加。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等，充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。 （2）放电过程：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．放电过程中，电容器上电荷量减小，电容器两极板间电压降低，电容器中电场强度减弱，电容器的电场能转化成其他形式的能。 4.电容器的动态分析 （1）两种情况： 一是电容器两极板的电势差U保持不变（与电源连接）； 二是电容器的带电量Q保持不变（与电源断开） （2）三个公式 （3）一个特情 充电后断开K，保持电容器带电量Q恒定，这种情况下 5.综合分析： (1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差U保持不变． 电容器的d、S、εr发生变化，将引起电容器的C、Q、U、E变化．由 可知C随d、S、εr变化而变化．由Q＝CU＝ 可知Q也随着d、S、εr变化而变化．由E=U/d知，E随d的变化而变化． (2)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量Q保持不变． 平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量Q保持不变，电容器的d、S、εr变化，将引起C、Q、U、E的变化．由 可知C随d、S、εr变化而变化．由 可知，U随d、S、εr变化而变化．由 可知，E随S、εr变化而变化． 二、探索提升 题型一　关于电容基本理解 【典例1】如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．