专题五 电容（教案）-浙江省职教高考《电工技术基础与技能》（高教版）专题复习讲练测

专题五.电容（讲义）《电工技术基础与技能》高教版 专题复习讲练测 [考纲要求] 1.了解电容的定义、计算公式和单位。 2.理解电容器的结构、工作原理和分类，掌握电容器的串联和并联规则及计算方法。 3.掌握电容器的充电和放电过程，能够描述电容器中电荷和电压随时间变化的规律。 4.理解电容器中的电场能量，能够推导电容器中电场能量的公式并进行相关计算。 5.熟悉常用的固定电容器、可变电容器和不可变电容器的特点和应用场景。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、电容器 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成是一个电容器，这两个导体就是电容器的两个极。最简单的电容器是平行板电容器,它由两块相互平行靠得很近而又彼此绝缘的金属板组成。电容器是电路的基本元件之一，下图是几种常见的电容器。 二、 电容器串联和并联 （1）串联：如图4-2所示，把几个电容器的极板首尾相接,连成一个无分支电路的连接方式称为电容器的串联。电容器串联之后，相当于增大了两极板间的距离，因此，总电容小于每一个电容器的电容。 （2）并联：如图4-4所示，把几个电容器的正极连在一起，负极也连在一起，这就是电容器的并联。电容器并联之后，相当于增大了电容器极板的面积，因此，总电容大于每个电容器的电容。 三、电容器的充电 在图4-5所示的电路中，C是一个电容量较大的未充电的电容器。当S拨向1端时，电源(其内阻忽略)向电容器充电，发光二极管LED1开始较亮，然后逐渐变暗，说明充电电流在变化。从电流表上可观察到充电电流在减小,而从电压表上看出电容器两端电压Uc在上升。经过一定时间后，发光二极管不亮了，电流表的指针回到零，此时电压表上指出的电压等于电源的电动势(即Uc=E)。 四、电容器的放电 在图4-5所示电路中，电容器充电结束后(这时Uc=E)，如果把S从1端拨向2端，电容器便开始放电。这时，从电流表上看出电路中有电流流过，但电流在逐渐减小(发光二极管LED2由亮逐渐变暗，最后不亮)，而从电压表上看到电容器两端的电压U在逐渐下降，过一段时间后，电流表和电压表的指针都回到零，说明电容器放电过程已结束。 五、常用电容器的种类 (1)固定电容器它的电容量是固定不可变的。按所用介质的不同，又可分为纸介电容器、云母电容器、油质电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器(以聚苯乙烯薄膜或涤纶作介质)、金属化纸介电容器(也称为金属膜电容器)和电解电容器等。 (2)可变电容器它的电容量可在一定范围内随意变动。它是由两组相对的金属片组成的,一组金属片是固定不动的,称为定片;另一组金属片和转轴相连接，能随意转动，称为动片。转动动片改变两组金属片相对面积的大小，就可以改变它的电容量。例如，用于半导体收音机中的薄膜介质可变电容器。 (3)半可变电容器(也称为微调电容器)它是由两片或两组小型金属弹策片中间夹有介质组成。用螺钉调节金属片之间的距离,可在很小范围内改变它的电容量。 六、超级电容器 超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置。根据不同的储能机理，超级电容器可以分为双电层电容器和法拉第准电容器两大类，双电层电容器主要是通过电荷在电极表面进行吸附来存储能量,法拉第准电容器主要是通过活性电极材料表面及表面附近发生可逆的氧化还原反应实现对能量的存储与转换。由于制作超级电容器的材料薄、表面积大，因此在同样体积条件下，超级电容器容量更大。超级电容器还具有充电速度快、使用寿命长、放电能力强、功率密度高等优点，因此在新能源汽车等领域具有广泛的应用前景。 [真题练讲] 1.（2021年吉林省统一考试）电容器的容量大小是由哪些因素决定的？ A. 电压和电阻 B. 电压和电容值 C. 电流和电阻 D. 电流和电容值 解析：B. 电压和电容值。电容器的容量大小由电压和电容值决定。 2.（2019年浙江省统一考试）电容器的电容值通常使用哪个单位来表示？ A. 欧姆 B. 安培 C. 法拉 D. 伏特 解析：C. 法拉。电容器的电容值通常使用法拉作为单位来表示。 3.（2019年黑龙江省统一考试）可变电容器的电容？ A. 固定不变 B. 随时间变化 C. 取决于温度 D. 可以通过调节改变 解析：D. 可以通过调节改变。可变电容器的电容可以通过调节改变。 4.（2021年浙江省统一考试）以下哪种电容器属于不可变电容器？ A. 铝电解电容器 B. 陶瓷电容器 C. 钽电容器 D. 金属化聚合物电容器 解析：B. 陶瓷电容器。陶瓷电容器是一种不可变电容器，其电容值在制造过程中被固定。 5.（2022年浙江省统一考试）超级电容器相比传统电容器具有以下哪项优势？ A. 更大的电容量 B. 更低的能量密度 C. 较短的充电时间 D. 较短的寿命 解析：C. 较短的充电时间。超级电容器由于其特殊的结构和材料，在短时间内可以快速充放电，具有较短的充电时间。 [限时练讲] 1.以下哪个不是电容器的特点？ A. 存储电荷 B. 导电性能较好 C. 能储存电能 D. 阻挡直流电流 解析：B. 导电性能较好。电容器并不一定具有好的导电性能，它主要用于储存电荷和电能。 2.电容器串联的总电容是怎样计算的？ A. 总电容等于各个电容器电容之和 B. 总电容等于各个电容器电容之积 C. 总电容等于各个电容器电容之差 D. 串联电容不会改变 解析：C. 总电容等于各个电容器电容之差。电容器串联时，总电容等于各个电容器电容之差的倒数。 3.以下哪种情况下电容器充电速度最快？ A. 电压越小 B. 电容器电容越小 C. 电容器电容越大 D. 电流越小 解析：C. 电容器电容越大。充电速度与电容器的电容成反比。 4.关于电容器的串联和并联，以下说法正确的是？ A. 串联时，总电容大于任一电容器的电容值 B. 并联时，总电容小于任一电容器的电容值 C. 串联和并联的总电荷始终相等 D. 串联和并联的总电压始终相等 解析：C. 串联和并联的总电荷始终相等。串联和并联的总电荷始终相等，这是由于串联和并联的电路中没有节点积累电荷或失去电荷。 5.平板电容器的电容与以下哪个因素无关？ A. 两个导体间距离 B. 导体面积 C. 电容器材料 D. 电压大小 解析：D. 电压大小。平板电容器的电容与电压大小无关，与导体间距离、导体面积和材料有关。 6.下列哪种电容器在放电过程中会释放储存的电场能量？ A. 固定电容器 B. 电解电容器 C. 超级电容器 D. 可变电容器 解析：C. 超级电容器。超级电容器在放电过程中能够以极快的速度释放储存的电场能量，具有较高的功率密度和长寿命。 7.平板电容器的电容取决于以下因素中的哪些？ A. 两极板的面积和距离 B. 两极板的材料 C. 两极板的形状 D. 电容器的颜色 解析：A. 两极板的面积和距离。平板电容器的电容与两极板的面积成正比，与两极板的距离成反比，与两极板的形状无关。 8.什么是电容？电容的单位是什么？ 解析：电容是指导体中储存电荷的能力，单位是法拉（F）。 9.请简要说明电容器的作用及其在电路中的应用。 解析：电容器用于存储电荷和能量，常用于滤波、耦合、定时等电路中。 10.串联电容器和并联电容器有何区别？请举例说明。 解析：串联电容器是指多个电容器连接在同一电路中，电荷相同；而并联电容器是指多个电容器平行连接，电压相同。举例：串联：C1-C2；并联：C1||C2。 11.简要描述电容器充电和放电的过程，电容器内的电荷如何变化？ 解析：电容器充电时，电荷从电源传输至电容器，内部电荷逐渐增加；放电时，电容器释放储存的电荷，内部电荷逐渐减少。 12.什么是电容器中的电场能量？它与电容和电压的关系是怎样的？ 解析：电容器中的电场能量是指电容器内存储的电场能量，与电容和电压的平方成正比。 [学法建议] 重点复习知识点： 1. 电容器是电路的基本元件之一任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成是一个电容器。 2.电容器串联之后，相当于增大了两极板间的距离，因此，总电容小于每一个电容器的电容。 3.电容器并联之后，相当于增大了电容器极板的面积，因此，总电容大于每个电容器的电容。 4.通过对电容器充放电过程的分析，可以得到，当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上所储存的电荷恒定不变，则电路中就没有电流流过。 5.常用电容器的种类及其特点和应用场景。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$