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精彩三年 学考尖峰 物理
专题梳理十七 电容器的电容
带电粒子在电场中的运动
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【必修第三册第38—42页 指导意见第40—44页】
1.电容器:储存电荷和电能的装置。
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容
器。
2.电容器的充、放电
(1)充电:把电容器的两极板分别与电池组的两极相连,两个
极板分别带上等量的异种电荷的过程。充电过程中,由电源
获得的能量储存在电容器中。
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(2)放电:用导线把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。放电过程中,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。
3.击穿电压与额定电压
(1)击穿电压:电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限
电压。若电压超过这一限度,电容器就会被损坏。
(2)额定电压:电容器外壳上标的工作电压,也是电容器正常
工作所能承受的最大电压,额定电压比击穿电压低。
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4.电容
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典例1一平行板电容器的电容C=1.0×10-4 F,当两极板间电势差为20 V时,该电容器所带电荷量为( )
A.1.0×10-4 C B.2.0×10-5 C
C.2.0×10-3 C D.5.0×10-6 C
【解析】 由Q=CU,代入数据可得Q=2.0×10-3 C,故C正确,A、B、D错误。故选C。
C
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变式(2022·衢州二中高一)一只“超级电容器”如图所示,从图中的信息可知( )
A. 对该电容器充电时,所能充的电荷量越多,
它的电容就越大
B.该电容器两极的电压一旦超过2.7 V 时,
就要被击穿而损坏
C.将该电容器与电动势为2 V 的电源相连,充电完毕后,所
带电荷量为20 C
D.将该电容器充好电后再对电阻放电,则放电过程中,其电
压和电容均不断减小
C
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【解析】 电容器的电容是由电容器本身决定的,与所带的电荷量无关,A错误;该电容器正常工作时的电压为2.7 V,该电压小于击穿电压,B错误;将该电容器与电动势为2 V 的电源相连,充电完毕后,所带电荷量Q=CU=20 C,C正确;将该电容器充好电后再对电阻放电,则放电过程中,其电压不断减小,电容不变,D错误。故选C。
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学考释疑
(1)电容器带电时,一个极板所带电荷量的绝对值即电容器所带的电荷量。例如2021年7月浙江学考T18。
(2)电容器的充、放电
①充电:带电荷量Q逐渐增大,板间电压U增大,板间电场强度E增大。
②放电:带电荷量Q减小,板间电压U减小,板间电场强度E减小。
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【必修第三册第38—42页 指导意见第40—44页】
1.平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U不变。
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2.平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电荷量Q保持不
变。
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典例2如图所示,闭合开关S使电容器充电,充电结束后断开开
关,保持平行板电容器两极板的正对面积、间距不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是
( )
A.C和U均增大 B.C增大,U减小
C.C减小,U增大 D.C和U均减小
B
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变式 如图所示,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( )
B
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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的电容器储存电荷的本领更小
C.手指在同一位置用较小的力按时所形成的电容器储存电荷
的本领更大
D.手指在同一位置用较大的力按时所形成的电容器储存电荷
的本领更小
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【必修第三册第44—45页 指导意见40—44页】
分析带电粒子的加速问题的两种思路: