(讲义)第1章 8.电容器 电容-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

8．电容器　电容 学习任务 1．知道电容器的概念，掌握电容的定义、公式和单位，了解影响平行板电容器电容大小的因素。认识常见的电容器。 2．理解电容的定义式C＝和决定平行板电容器电容大小的因素，能够分析解决有关电容的问题。 3．通过实验探究电容器的充、放电现象，感知电流的变化。 4．了解电容器在生产、生活中的应用，养成观察、分析比较、归纳的良好学习习惯。 一、电容器 1．电容器：任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成一个电容器。 2．平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属板构成一个最简单的电容器。 3．电容器所带的电荷量：一般把任意一块极板所带电荷量的绝对值，叫作电容器所带的电荷量，用Q表示。 4．电容器的充、放电 (1)充电：使电容器的两极板带上等量异种电荷，这个过程叫作电容器充电。 (2)放电：使电容器两极板异种电荷中和，这个过程叫作电容器放电。 (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。 注意：其他的电容器都可以看作平行板电容器的变形。 二、电容器的电容 1．电容：描述电容器储存电荷能力的物理量叫作电容器的电容量，通常也简称电容。用C表示。 2．定义式：C＝。 3．物理意义：电容器的电容在数值上等于两极板间的电势差为1 V时电容器所带的电荷量。 4．单位：在国际单位制中，是法拉，简称法，符号F,1 F＝1C/V，1 pF＝10－6μF＝10－12F。 注意：C＝是定义式，C的大小与Q、U均无关。 三、实验：观察电容器的充放电现象 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，电流表示数逐渐减小，当电流表示数为0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，电流表示数逐渐减小，且与充电时电流方向相反，当电流表示数为0时放电结束。 四、常见电容器 1．平行板电容器：它的电容的大小与两极板正对面积成正比、与两板间距离成反比，还与两板间的电介质有关。 2．可变电容器：由两组金属片组成，固定不动的一组金属片叫作定片，可以转动的一组金属片叫作动片。转动动片，两组金属片的正对面积发生变化，电容就会随着改变。 3．电容器上一般都标明了电容量和额定电压的数值，它比击穿电压要低许多。 注意：平行板电容器的电容决定式：C＝，与εr(相对介电常数)、S(正对面积)、d(两极板间的距离有关)。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)任意两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可组成电容器。 (√) (2)使电容器带电的过程叫作充电。 (√) (3)平行板电容器充电后，两极板间的电场为匀强电场。 (√) (4)其他条件不变，只增大电容器极板的正对面积，则电容增大。 (√) 2．电容器是一种常用的电子元件，下列对电容器认识正确的是(　　) A．电容器的电容表示其储存电荷的能力 B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比 C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D．电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103 pF A　[电容表示电容器储存电荷的能力，A正确；电容C＝是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，B、C错误；1 μF＝106 pF，D错误。] 3．(多选)有一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　　) A．将电压变为 B．将带电荷量变为2Q C．将极板间的距离变为 D．两板间充满介电常数为2的电介质 CD　[电容器的电容与电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A、B不正确；根据公式C＝，选项C、D正确。] 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验： (1)如图所示，保持Q和d不变，增大(或减小)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 (2)如图所示，保持Q和S不变，增大(或减小)两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 (3)如图所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 提示：1S增大，C增大，U减小。 2d增大，C减小，U增大。 3插入电介质，C增大，U减小。 考点1　电容器充、放电问题 1．充电过程 电路如图所示。 特点： (1)有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。 (2)电容器所带电荷量增加。 (3)电容器两极板间电压升高。 (4)电容器两极板间电场强度增强。 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。 2．放电过程 电路如图所示。 特点： (1)