提分宝典08 电容器的电容-2022-2023学年寒假高二物理（揭秘物理本质）

提分宝典08 电容器的电容 一、划重点 1．电容器 (1)组成：两个彼此绝缘又相距很近的导体。 (2)所带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)充、放电 充电 把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量的异种电荷的过程。充电后，两极板上的电荷由于互相吸引而保存下来，两极板间有电场存在，充电过程中将电源的电能储存在电容器中 放电 用导线将充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程。放电后的两极板间不再有电场，放电过程中将电场能转化为其他形式的能量 2．对电容的理解 (1)电容器容纳电荷的本领类似于直筒形容器容纳水的本领。电容相当于直筒形容器的底面积，底面积越大，水位每上升1个单位高度，水量就增加得越多，而电容越大，两极板间电压每升高1V，两板所带的电荷量增加得就越多。 (2)通过Q­U图像理解。如图所示，Q­U图像是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小。因而电容器的电容也可以表示为C＝，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增大(或减小)1 V所增加(或减少)的电荷量。 2．平行板电容器动态分析的两类题型 (1)电容器始终与电源相连，U恒定不变，则有Q＝CU∝C，C∝，两板间场强E＝∝。 (2)电容器充完电后与电源断开，Q恒定不变，则有U＝∝，C∝，场强E＝＝∝。注意一个常考的内容：E∝说明与d无关。 3．验电器和静电计的区别与联系 (1)验电器与静电计在结构上的不同 静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金属箔。 静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作的。 (2)验电器与静电计在作用上的不同 ①验电器：主要作用——a.检验导体是否带电。b.检验导体所带电性。 ②静电计：静电计也称作指针式验电器，它具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用——a.定量测量两导体间的电势差。b.定量测量某导体的电势。 二、求真相 1. 电容器电容、电荷量、电压的分析 (1)电容器的电容只由电容器本身决定，与电容器所带电荷量、两极板间电压无关，因此，在分析电荷量、电压时电容器电容不变是分析问题的关键点。 (2)公式C＝是公式C＝的推论，在解有关电荷量变化或极板间电压变化的题目中，应用C＝比应用C＝更便捷。解题时，两个公式要灵活应用。 2. 平行板电容器的动态分析 (1)两种类型 (2)分析思路 (3)总结 3. 电容器充、放电过程中I­t图像形状的决定因素 (1)图像面积：根据Q＝CU可知，图像的面积由电容器充电结束或放电开始时其两极板间的电势差和电容器的电容决定。 (2)图像峰值：根据Im＝可知，图像的峰值由电容器充电结束或放电开始时其两极板间的电势差和电路总电阻决定。 三、实践应用 一、单选题 1．（2022秋·上海徐汇·高二上海市南洋模范中学期中）“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯，所以具备超大的容量，适合作为动力电池的助力动力源。相对于普通电容器，“超级电容器”（　　） A．极板电荷量较大 B．极板间的电场强度较大 C．单位电压容纳的电荷量较大 D．带相同电荷量时电压较大 2．（2022秋·广东茂名·高二期中）如图是一个电解电容器，由标注的参数可知（　　） A．电容器的击穿电压为100V B．当电容器的电压低于100V时，电容器无法工作 C．给电容器加50V电压时，电容器的电容为 D．电容器允许容纳的最大电荷量为0.022C 3．（2022秋·江苏徐州·高二学业考试）心室纤颤是一种可能危及生命的疾病，心脏除颤器是目前临床上广泛使用的抢救设备之一。它通过电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，刺激患者的心脏，使其恢复正常跳动。某次治疗时，心脏除颤器内的电容器充电至电压，若其电容为，则该电容器储存的电荷量为（　　） A． B． C． D． 4．（2022·全国·高二假期作业）如图所示为智能门锁通过指纹方式开锁，是对电容式传感器的运用。电容式传感器上有许多面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，手指的凸起、凹陷部分分别与这些小极板组成许多的小电容器。由于距离的不同，所产生电容器的电容不同。当通过充电让所有的小电容器达到相同电压值后，断开电路连接，让所有的小电容器进行放电，电容值小的电容器将很快结束放电。根据放电快慢的不同，就可以形成对应的指纹图像，与系统记录的指纹图像进行匹配。根据以上信息，下列说法中正确的是 （　　） A．手指凸起部分所形成的电容器储存电荷的本领更小 B．手指凹陷部分所形成