10.4 电容器和电容 讲义-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.4电容器和电容 要点一.电容器 1.电容器的构造及分类 1.构造 两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。 是储存电荷和电能的装置。 2.分类 (1)按电介质分：空气电容器、聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等。 (2)按电容是否可变分：可变电容器、固定电容器。 2.电容器的充放电过程 1.充电过程 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。 过程分析：电能电场能 2.放电过程 把电容器的两极板接通，使充电后的电容器失去电荷的过程。 过程分析：电场能其他形式能 注意：充电与放电过程都是瞬间完成的，时间很短暂。 要点二.电容 1.定义 电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值．叫做电容 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. 2.公式 定义式：C＝＝. 单位：F (法) 1F=106uF=1012uF 3.大小 在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量． 决定因素：由电容器本身物理条件(大小、形状、极板相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及电压无关． 4. 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． 要点三.平板电容器 1.结构及特点 由靠的很近、相互平行、中间有绝缘介质的且彼此绝缘的两片金属板组成． 特点：平板电容器两金属板之间电场为匀强电场。 2.平板电容器的决定式 电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成正比，跟极板的正对面积S成正比，跟极板间的距离d成反比． 决定式：C＝ εr---介电常数，k---静电力常量，d---极板间距，S---正对面积 3. 两公式C＝与C＝的比较 公式 内容 C＝ C＝ 公式特点 定义式 决定式 意义 对某电容器Q∝U，但＝C不变，反映电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素 拓展应用 1.电容器的动态分析 1.分析思路 抓住不变量，分析变化量，利用三个公式：C＝、E＝、C＝ 2.两类典型问题 1. 开关S闭合，电势差U恒定 2.充电后断开S，电荷量Q恒定 2.平板电容器动态分析中的特殊问题 1.若电容器间插入金属板---相当于间距d减小 2. “闭合”电路中含有二极管的动态分析 二接管具有单向导电性质，所以电荷只能正向通过，不能反向通过。 3. 两电容器相连时 模型特点： 稳定后： 1.两电容器相连时两极板间电势差始终相等 2.两电容器电荷量总和总是保持不变 模型分析： 4. “闭合”电路中，极板接地时电容器中的电势分析 1.通常认为接地负极板电势为0，正极板电势为E。 2.一般取不动板，作为参考，根据d不变，来分析电势差变化，进而分析电势变化。 3.静电计的原理及使用 1.构造 静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起。 2.原理 1.指针与外壳之间构成一个电容很小的电容器。 2.二者并联，电容器两极板间的电势差就等于静电计上所指示的电势差U。 3.静电计指针偏角大小可以带边电容器两极板间电势差的大小． 高中物理一轮复习 页 2 学科网（北京）股份有限公司 课后习题 题型1.电容、电容器的特点、理解及简单定量计算 经典例题 典例1 根据电容器的电容的定义式C＝，下列说法正确的是(　　) A．电容器所带电荷量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比 B．电容器不带电时，其电容为零 C．电容器两极之间的电压U越高，它的电容C就越小，C与U成反比 D．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关 典例2 (多选)由电容器电容的定义式C＝可知(　　) A．若电容器不带电，则电容C为零 B．电容C与电容器所带电荷量Q成正比 C．电容C与所带电荷量Q无关 D．电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量 巩固提升 巩固1 有两个平行板电容器，它们的电容之比为5∶4，它们的带电荷量之比为5∶1，两极板间距离之比为4∶3，则两极板间电压之比和电场强度之比分别为(　　) A.4∶1　1∶3 B.1∶4　3∶1 C.4∶1　3∶1 D.4∶1　4