课时10.4 电容器的电容-2021-2022学年高中物理同步练习分类专题教案（新教材人教版必修第三册）

第十章 静电场中的能量 课时10.4 电容器的电容 1.知道什么是电容器及常见的电容器，能举例说明电容器的应用。 2.观察电容器充电和放电时的物理现象，会分析充、放电时的能量转换。 2.理解电容器电容的概念及定义式。 3.掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。 一、电容器 1．电容器：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。 2．平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质－电介质(空气也是一种电介质)，就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。 3．电容器的充、放电现象 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。如图所示。 电容器的充、放电 (1)充电：把开关S接1，电源给电容器充电，电容器两极所带电荷量逐渐增大，电流表示数减小，电压表示数增大，当电流表示数为0，电压表示数不变时，电容器充电结束。 (2)放电：把开关S接2，电容器对电阻R放电，电流表示数减小，电压表示数减小，当电流表示数为0，电压表示数为0时放电结束。 (3)电容器充、放电过程中能量的变化 ①充电过程：电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电过程：电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 二、电容 1．定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比。 2．定义式：C＝。 3．物理意义：表征电容器储存电荷本领的特性。 4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉(F)，另外还有微法(μF)和皮法(pF)，1 μF＝10－6 F,1 pF＝10－12 F。 5．电容器的额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。 (2)击穿电压：电介质被击穿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。 6．平行板电容器 (1)电容的决定因素：电容C与两极板间的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比。 (2)电容的决定式：C＝，εr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。 三、常用电容器 1．固定电容器 (1)定义：电容固定不变的电容器。 (2)分类：聚苯乙烯电容器和电解电容器。 2．可变电容器：由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片，可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。 基础过关练 题组一　对电容器、电容的理解 1.(多选)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 (　　) A.根据C=可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比 B.对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比 C.对于确定的电容器，无论其两板间的电压如何变化(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.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小与加在两板间的电压无关 2.下列四个选项是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中不正确的是 (　　) 3.有一充电的电容器，两极板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10-4 C，此电容器的电容是 (　　)　　　　　 　　　　　 　　　　　 A.7.5×10-5 F B.1.5×10-4 F C.1.35×10-3 F D.2.7×10-3 F 4.某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是 (　　) A.该电容器只有在电压为45 V时，电容才是33 μF B.该电容器能容纳的最大电荷量为3.3×10-5 C C.接通电路后，电容器的电容仍是33 μF D.接通电路后，灯泡能持续发亮 5.a、b两个电容器如图甲所示，图乙是它们的部分参数。则关于a、b两个电容器的下列说法正确的是 (　　) A.a、b两个电容器的电容之比为8∶1 B.a、b两个电容器的电容之比为4∶5 C.b电容器正常工作时容纳电荷0.1 C D.a电容器正常工作时容纳电荷1 C 题组二　电容器充、放电的特点 6.如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，下列说法正确的是 (　　) A.该过程是充电过程 B.该过程是放电过程 C.电容器的电容为5.0×10-2 F D.该过程中电容器所带电荷量的变化量为0.005 C 7.某电容器充电后的电压为8 V，然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的I-t曲线(如图)。则放电过程中 (　　) A.电容器储存的电能不变 B.电路中的电流不变 C.电容器两极板间的电压不变 D.电容器的电容不变 8.某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。 (1)若将开关S接1，电容器上极板带　　　　(填“正电”或“负电”)，再将S接2