第四节 电容器的电容（练习）（附教材课后题）-2023-2024学年高二物理同步精品课件及习题精练（含教材习题）（人教版2019必修第三册）

第十章 第四节 电容器的电容 考点一：对公式C＝ 的理解 【技巧与方法】 1．C＝ 的理解 (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．Q­U图像的理解 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。 【例1】1．关于电容器和电容的概念，下列说法正确的是（　　） A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器 B．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大 C．某一电容器两极板的正对面积越小，它的电容就越大 D．某一电容器不带电时，它的电容是零 【针对训练1】一平行板电容器的带电量，两极板间的电压，则它的电容为______F；如果将两板的带电量各减少了一半，则两板电势差为______V，电容器电容为______F；若将两板的带电量减为零，则它的电容将为______F。（结果均保留两位有效数字） 考点二：电容器充、放电过程中I­t图像形状的考点 【技巧与方法】 1．用传感器观察电容器的充、放电现象 （1）电容器的充、放电过程中，电流都随时间越来越小，电路稳定时电流为0。 （2）电容器在全部充电(或放电)过程中储存(或释放)的电荷量可用I­t图像与时间轴所围图形的面积表示。(此处用到微元累积法) （3）电容器的电容可根据电容器充、放电过程中I­t图像与时间轴所围图形的面积和电容器充电结束或放电开始时两极板间的电势差，由C＝计算。 （4）电容器充、放电过程中的最大电流(一般为I­t图像中t＝0时刻的电流)Im＝，其中U是电容器充电结束或放电开始时两极板间的电势差，R是充电电路(或放电电路)中除电容器外其他通路部分的总电阻。 2．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。 【例2】某同学在实验室自制一电容器，并用传感器观察其充电过程，按如图甲所示连接电路。先把S拨至1，并接通足够长的时间，使电容器将所带的电荷量都释放掉，从而不带电。然后把开关S掷向2端，电源向电容器充电，传感器将电流信息传入计算机，记录下电流随时间变化的图像如图乙，该同学数出图线与坐标轴所围成的方格数为14格。下列说法正确的是（    ） A．充满电后，电容器上极板带负电 B．充满电后，电容器所带的电荷量为 C．该同学在开关置于1足够长时间后，找来电压传感器测出电容器两端的电压值后进一步通过算出了电容器的电容 D．保持开关与2连接且稳定的情况下将电容器的间距增大，将有向右流过R的电流 【针对训练2】如图甲所示是观察电容器放电的电路图。先使开关S与1端相连，直流电源E向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。传感器将电流信息输入计算机，有屏幕上显示的电流随时间变化的I－t图像如图乙所示，则放电过程中通过电阻R的电荷量约为（    ） A． B． C． D． 考点三：平行板电容器及其电容考点 【技巧与方法】 1．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。 2.C＝与C＝的比较 C＝ C＝ 公式类别 定义式 决定式 适用范围 所有电容器，Q∝U，即＝C不变，反映了电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了平行板电容器电容的决定因素 联系 电容器容纳电荷的本领，即电容的大小可以由Q、U来量度，但决定因素是电容器本身，如平行板电容器的εr、S、d等因素 【例3】探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置如图所示，忽略漏电产生的影响，下列判断正确的是(    ) A．平行板正对面积减小时，静电计指针张角减小 B．静电计可以用电压表替代 C．平行板间距减小时，静电计指针张角减小 D．静电计测量的是平行板电容器所带电荷量 【针对训练3】一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电荷足够小，固定在P点，如图所示。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置