第06讲 电容器与电容-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（粤教2019必修第三册）

第06讲 电容器与电容 SHAPE \* MERGEFORMAT 课程标准 课标解读 1.知道什么是电容器及常见的电容器； 2.理解电容器电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算． 3.结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源. 1.知道什么是电容器及电容器的主要构造. 2.理解电容的概念及其定义式. 3.了解电容器充电和放电现象及能量转换. 4.通过探究得出影响平行板电容器电容的因素，会应用平行板电容器的电容公式分析有关问题． SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01 识别电容器　电容器的充放电1．电容器的组成：两个互相靠近、彼此绝缘的导体，导体间可以填充绝缘物质(电介质)． 2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫充电．使电容器两极板上的电荷中和，电容器不再带电，这个过程叫放电． 3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的电场能转化为其他形式的能量． 4．电容器的电量：其中一个极板所带电量的绝对值． 【即学即练1】 1．关于电容器，下列说法不正确的是（　　） A．电容描述电容器容纳电荷的本领 B．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 C．电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D．世界上最早的电容器叫莱顿瓶 【即学即练2】 2．下列电容器相关知识描述正确的是（　　） A．图甲为电容器充电示意图，充完电后电容器上极板带正电，两极板间的电压U等于电源的电动势E B．图乙为电容器放电示意图，放电过程中电流大小保持不变 C．图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，两种电容使用时都严格区分正负极 D．图戊中的电容器上有“5.5V 1.0F”字样，其中的5.5V是电容器的击穿电压值 知识点02 电容器的电容 1．定义：电容器所带电量Q与电容器两极板间的电压U之比． 2．定义式：C＝eq \f(Q,U). 3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F，常用的单位还有微法和皮法，1 F＝106 μF＝ 1012 pF. 物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量． 【知识拓展1】电容器　电容 1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能量． 2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流． 3．C＝eq \f(Q,U)是电容的定义式，由此也可得出：C＝eq \f(ΔQ,ΔU). 4．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关． 【即学即练3】 3．下列关于电容器和电容的说法中，不正确的是（　　） A．根据 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，其所带电荷量与两板间的电压成正比 C．无论电容器的电压如何变化（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的物理量，其大小与加在两板间的电压无关 【即学即练4】 4．平行板电容器与电动势为 E 的直流电源（内阻不计）连接，一带电油滴位于容器中的 P点且恰好处于静止状态。在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中（　　） A．电容器的电容 C增大 B．电容器的电荷量 Q增大 C．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从 N流向 M D．油滴静止不动，电流计中的电流从 N 流向 M 知识点03 决定电容的因素 1．平行板电容器的电容C跟两极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比，并与两极板间插入的电介质有关． 2．平行板电容器 电容的决定式：C＝eq \f(εrS,4πkd)，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．当两极板间是真空时，C0＝eq \f(S,4πkd). 【知识拓展2】C＝eq \f(Q,U)与C＝eq \f(εrS,4πkd)的比较 (1)C＝eq \f(Q,U)是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但C＝eq \f(Q,U)不变，反映电容器容纳电荷本领的大小； (2)C＝eq \f(εrS,4πkd)是平行板电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S， C∝eq \f(1,d)，反映了影响电容大小的因素． 【知识拓展3】平行板电容器的两类典型问题 (1)开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定， Q＝CU＝eq \f(εrSU,4πkd)∝eq \f(εrS,d)， E＝eq \f(U,d)∝eq \f(1,d). (2)充电后断开S，电荷量Q恒定， U＝eq \f(Q,C)＝eq \f(4πkdQ,εrS)∝eq \f(d,εrS)， E＝