1.8 电容器 电容-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第三册(教科版)

金AA,BC项均是和用静电，先让微粒花电，然后 在电号力作用下奔购并装附在异性电极上，因此A, B,C都品正确的：静虫复印中的字逐是光肌时不列的 鬼方，D项辅风， 7,AD粉粒&在意力作用下高人料槽F,科板D的件 用就是将：从C上甚下来，所以滚简C要期时针腹 转，故A正确，B错误。粉粒6具有食好的异电性， 与布正电的滚简C接触后，其上的鱼电被中和并帮 上正电，故粉较。一方面阅潮简转神。一方面受到C 上正电的静电示力面离开滚简，量后落人料植F,粉 粒：具有良好的地操性，所带负电背不金被完全中 和，和C保持互吸引，被餐附在滚膏上，直列在D 处被刮板刮落到料情E中，从汽运到分离的日的：成 C情，D正稀，故边AD 8.电容器电容 【必备知识·植理】 [每识流理] 山，绝峰草近 2.绝对值 4充电或电 L,电荷量Q电”差U 4,达拉微法(F门皮法(F 三， L,纸衡电解 2.正算工作击穿 【料李器维】 一，思考判新 L×2×3×4×& 二，思雄探究 提示：1.不是，电容器的带电荷量是而其中一块极 质断布电有量的绝对慎： 2.充电完成后：构极质带等量异种电膏：两假板同 有与电源相等的电压，两极板句有匀盖电扬：两吸板间 保提不变，正对面积5减小时，由E-背可知，U餐口 铺存有电场能。较电完成后：两极板管电量为0：两极 都不度，刚场强E不变，A猜误：减小距离d时，由Cc 板间电压U=0,两板板间据强E©，两极板闻无电 据能 方可知电容C增大.因为开关5接通口不，由Q 器电容善数击穿后，两僵板间不再绝燥，成为一个 U得电背量Q将增大：故电容器究电，电备中有凳电 导体，便失去了容纳电青的本装。 电瓷，日正确：断开开关3日，电容器的电传量Q保持 【关键能力·探究】 不要，当d端大时电容C减小，由C-号可得电压U将 凤究一 增大C销：辑人电介质，湖大，电容C增大，因为 [情境探究 提示：《1)电客器在充地过程中，由电源获视的电能 断开S后Q不度，由C-号知电压U将减个，D正确， 站存在电容器中。酸电过程中，电垢能转化为其形式 数远CD 的能。 【针对训练2]C由平行板电容器电容的决定式 (2)不对。容纳电的本细用电容米墙述，电容帮 所带电背量大，电程不一是大， C一品可得d减小，C大A精误电容所特电 [典例精桥] 得量Q不变，C特大，由U一号可每，U变小，B猾谈，由 [典例1【答案15DF10F U Q 【解析】电客器两慢板傅电势差的变化量为山一 匀班电隔的场强与电势整关系公式可得E一：一 1-U-2v 心，可知E与d无关，E不变，C正确，D结风，就 财C-器-=Lx0f=1o 选C 【随堂演练·达标】 电容器的电客是山电容器本身快定韵，与是否带电 【,日当按下键时.再金属片间的间电减小，根据电客 无关，所以电容器救单全第电荷后，电容仍是150F。 tS [针对调结1)B由Q=U舞.U降低，Q减小， 的决觉式C一，可d减小，电增大，A， 故为收电过程A储说，B正确：由C-号-9管F5 根据题意电客与电源连核不斯电，可知电容桥丙端电 压不变，根据公式Q=U,电容增大，极板的电量义 0×16F,可知C量头，△Q-C-.0×10×4C 一0.记C,D错误，故选B. 大，B正确，C墙：根锅公式E-号d减小，U不 叔究二 变，可得侵极到的场函变大，D错误，敌远息 [情境探究) 2A据电容约定义式C-号解得Q-15×10一× 提示：(1)电容骜两极板可的电压不变，两极板司的 ×10C■L135C,放放电过程的平均电流强度为 用克减小时，电容增大，电容卷密电荷量增大 (》若电容器带电荷量不变，两极板间的座离减小 1-9-0135 2×0户A-7,5A放A正晚，C信视：当 时，电容器的电容增大，电辰减小 电容器的电压达到击安电压时，电容器将金损坏，所 [典例精析) 以9kV电压不是击穿电压，放B储误：电客器的电 [典例BCD保持开关S接通，电客器上电压U 容与电容荐的带电霄量无关，所以当电容器战完电 后，其电容保转不变，故D错误。故选A。 30公式C-号-品可得c-400 8一6 -名0× 10*F-20×10F,放C正绳，A.B绿谈，电容器 的电容只与本身有关暴，与其两响的电压无关，与所 带电荷量无关，其大小可以用电奇量与电势差韵比值 计算，故D错误，放选C. 本A根据P=下，题电容车以量大连度和知时的案明 方大小为F=已-0XN=2X心N.A正商， 0 电容器充电时，电露的正餐接电容墨的正板，B错议， 2,7V为额定电压，园级电容替在小干等于27V电 压下都能正常工作，C墙模，电等带的电容大小与充 电电蛋大小无关，由电容善本身因素接尾，D错视 故达A. 5 气D平行蛋电？爱的决泌式为C一后·电路段定后 将A板向上平移一小段克离，两板板间距离d塔大： 电容春电容C碱小，放A量议，电容卷始终与电御相 近。两端电》果U不座，当d墙大时，题据匀强电场 的电程度与电势整的关聚E-号可知A.B两板网 的电据强度将减小，故B错谈：由邀图可知背版电易 零，由于P点到B版的距离不座，而南板同电杨强 度成小，所以P点电势济降低，载C错误：限据E, 野可知P处负点电简的电势使将增大，战山正确， 放选D 6A充电过醒中随看电容器电有量的增，充电电流 峰来惊小，充滴以日电流为零，故A正需，B桶浸，椰 紫C-号可知，电容怒的电存大小不变，财一U图 象是一条过夏点的直线，故C,D量误.放远A。 2C限弱电客超电客密跳定式有C一品可归当品 厚度证小时，导敏，减小，电容春的电容减小。银据 电器电定义式，有C-号可知板修电量小 时，有放电电流从日向藏过灵董电宽计G,即有负 电背从多向a流过灵重电藏计G,故A,D细误，C 正确：根据电杨蜀度与电势差的关系式，有E一兰时 两板同电势差不变，板同距离不变，质以两板可电畅 强度不变，故日箱误。故选C。 家AC校电能于蚕指近金国门镶的过程中，门筐在手 的影有下，爱生静电感皮，近干需根度出正电有，故A 正端：由门镇近手探槽正电，下带负电，二者同空同 产生电场，电场线由门镜近手限指向手，所以门镜电 势比干约电势高，故B墙谈，随看平的章近，二者可 逐渐被小，将门顿与于之闻看成一个电容零，可知 当两者师离碳小：程系公式C-品B-兰，C一 号立，可得E-密，由于界种地背柜我列，手 接近的过程申，感度电荷脑来越接近手，门镜近手闲 电有密度陈来雄大，电葡分布的电荷密度变大，故门 额与干指之间场强逐渐带大，故C正确，D错误。故 意AC 9.带电粒子在电场中的运动 【必备知识·梳理】 【勿识藏理】 上，电子质子 L.垂直由线 2,匀速直线琴 5.阴极 [科泽恩推] 一，思考兵期 L×头×3×4发/ 二，思维探究 提界：1不能用牛领第二定律求解，因为不是匀氨 电桥：静电力不是组定的。由动能定理一三刚每 代入数摆每后=3,7×0-J m 2在水平方向上箭匀速虽动，由（一叫知璃动时 [针对别练D一-0一w人.-，4-0 阿同。不同粒千在沿初速度方向上运动情况相同，在 -8e两以Bw-受 乐直初遮度方商上运动情况不同，故它们的运动轨透 探究二 不同， 【槽境深究] 玉粒子做类平抛运动： 提家：1》类平抛运动： 【关键能力·探究】 (?)运用运动的合域与分解将带电粒子的运动分解 絮克一 为沿助方向的匀速直线写动和音电扬线打向的匀变速 [情境探究 直线运动， (提家：主要用牛属运动定排和匀变速直线运动 [典例精析) 的规律， [典例2【答案K1)0,005m(2Q025m 由牛朝第二定排得下户阿 【解桥】1)整直方向做匀加违直线运功，限据电客 由运动学知识银一2：d 器电压与电场强度的炎系得 尔得一√受。 -900V/m (2)假示：利用材能定理求解 F=Eg=9080×1,6X10nN=1.44×10N 石粒子的初迷度为零，财心一名一 又因为F=e 若粒子的初速度不为零.期 5a--16x0ad 2m2-7m,'-gu 水平方究做匀连运动，放=二=25×10一， [典例精析] [共例1]【答案】(1)3.5×10m/=《2)2.3× 所以一豆-000防m 103m《3)3,7×10J (2)装直方向淘度助一一4×10m/s 【解析水们电子沿电场线的方向葛人，仅受静电力 从平行板出去后做匀速直线运动，水平和竖直方向 作用，做匀减速运动，由牛能第定律得 都是匀速话动 g-5-5x1o*m4. 水平方筑1-品-x10: (2》电子做匀减速直线运功，山运动学公式 竖直方向P别=11家0,0过m n-得r-艺-23X1m PO-PM十MO-PM+y-0.25m [针对到练2月【答案1L.6×10V (3设电子进人电场最大矩离的一半时的闭能为 【解析】在和逸电场中，根据动能是用得 E,根据动使定理，有 电子进人偏转电易，因E⊥，故电子做类平则 运动： 木平方向x= 坚直方向y一- 由题数，电子格不飞出电蜗时有一上，一号 颗金试子，得U=要-16 【随壁演练·达标】 1,A且在电场力的作用下，说明子受到修合外力的 大小为电场力：不为零，不可能戴匀迎直线运动，故A 不可能：当粮子在匀强电标中由静止释故后，较子做 匀加滋直线运动，故目可能：当粒子垂直进人匀强电 场后，粒子做英平抛运动，放C可能：正电黄周围的 电子只在电场力作用下，可以戴匀速调周运动，放D 可健。放透A 2心由横然距高一二可知，看运对机法相同，测 水平位移相同，偏转距离y也应相同，已知E,, 是相同的，所以应有三翻同，C正确。敢意C 3B设电子被加违后获刺的速度为的，阑由动能定塑 得心一了，设秋板长为1，财电子在电杨中偏 装所用的时调为：=片，设电子在平行发得受电搭力 作用产生的加速度为a,由牛绸第二定排得。一 巫，电子射出编转电畅时.平行于电据方向约 造度为马，一，解得马，一5，故m一头一 兴器品服大斯变定 能使转角》变大，故8正确。故远B 4C由题图可知电子在编转电话中所受电场力质直 料上，乐以偏特电场中电汤线聚直向下，放A错误 由题图可知电子在知，电场中新受电场力水平向右， 所以相速电场的方科为水平向左，根据备电据方向电 势降年可知如速电场中左板板电势轻低，故B正确： 设电子轻过加落后我得速度大小为，根松动能定8.电容昌 学业目标·定位 课标要求 1.了解电容的概念，掌握电容的定义式。 2.熟悉常见的电容器。 3.学会用实验探究和观察电容器的充放电过程。 必备知识· 梳理 国知识梳理 一、电容器 1.构造：任何两个彼此 又互相 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 属板构成平行板电容器。 3.电容器的带电荷量：是指其中一块极板所带 电荷量的 4.电容器的充电和放电（如图所示） 充电 放电 (1)充电：使电容器两个极板带上等量异种电 荷的过程叫作 (2)放电：使充电后的电容器两极板的异种电 荷中和的过程叫作 二、电容器的电容 1.定义：电容器所带的 与电容器两 极板间的 之比 2公式C-8. 3.物理意义：描述电容器储存电荷能力的物 理量。 ○第一章静电场 电容 核心素养 1.知道电容器、电容。（物理观念） 2.实验观察电容器的充放电现象。（科学探究） 3.理解电容器的电容。（科学思维） 答案见P315 4.单位：在国际单位制中的单位是 ,符 号是F,1F=1C/V。常用的单位还有 和 换算关系：1F=10 F=102pF。 三、常见的电容器 1.分类 (1)可变电容器。 (2)固定电容器： 电容器 电容器、云母电容器、陶瓷电容器等。 2.额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器 所能承受 的最大电压。 (2)击穿电压：电介质被 时加在电容 器两极板上的极限电压，若电压超过这一限 度，则电容器就会被损坏。 图科学思维 一、思考判断 1.电容器的带电荷量为两极板所带电荷量代数 和的绝对值。()》 2.电容大的电容器带电荷量一定多。( ) 3.电容器两极板间的电压越高，电容就越大。 () 4.电容器不带电荷时，电容为零。() 5.将平行板电容器错开，使正对面积减小，电容 将减小。( 43。 物理必修第三册教科版 二、思维探究 1.电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝 对值之和吗？ 关键能力·探究 探究一对电容器电容的理解 ☐情境探究 照相机上的闪光灯是通过电容器供电的，拍 照前先对电容器充电，拍照时电容器瞬间放 电，闪光灯发出耀眼的白光。 (1)电容器在充、放电的过程中的能量是如何 转化的？ (2)电容器所带电荷量越大，容纳电荷的本领 一定越大，这种说法对吗？ 目知识深化 1.电容由电容器本身的构造决定 电容器的电容是描述电容器容纳电荷本领的 物理量，用比值C号来定义，但它却是由电 容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和 所加电压U无关。即使电容器不带电，其电 容仍然存在，并且是一个确定的值。 2.通过Q-U图像理解电容器的Q 电容 如图所示，Q-U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为两极板间的电势差，直线的 :4044 2.充电完成后，与充电前相比，电容器有哪些变 化？放电完成后，与充电前相比，电容器有哪 些变化？ 3.电容器被击穿后还有没有容纳电荷的本领？ 答案见P315 斜率表示电容大小。因而电容器的电容也可 以表示为C一品，即电容的大小在数值上等 于两极板间的电压增加（或减小）1V所增加 (或减小)的电荷量。 [特别提醒](1)电容器的充电过程，电源提供 的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电 过程，电容器的电场能转化为其他形式的能。 (2)电容器的充、放电过程中，电路中有充电、 放电电流，电路稳定时，电路中没有电流。 @典例精析 【典例1】有一充电的平行板电容器，两极板间 电势差为3V,先使它的电荷量减少3× 10一4C,于是电容器两极板间的电势差减小 为原来的，此电容器的电容是多大？若电 容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容 是多大？ 名师点拨 求解电容器的电容的两点注意 1.电容器的电客可以根据C-号求出，但电 容器的电容是电容器的属性，与电容器所带电 荷量Q以及两极板间的电压U均无关。 2.定义式的推广式C= △Q ,在电压U变化 问题中求电容更快捷。 [针对训练1]如图所 40/C 06 示为某一电容器中所带电 荷量和两端电压之间的关 系图线，若将该电容器两端 8 12U/V 的电压从12V降低到8V,下列说法对电容器 来说正确的是( A.是充电过程 B.是放电过程 C.该电容器的电容为5.0×10-2F D.该电容器的电荷量变化量为0.06C 探究二平行板电容器的电容及动态分析 国情境探究 电容式触摸屏的结构示意图如图所示。 (1)若电容器两极板间的电压不变，用手按外 屏时，两极间的距离减小，电容怎么变化？电 容器带电荷量怎么变化？ (2)若电容器带电荷量不变，用手按外屏两极 板间的距离减小时，电容器两极板间的电压 怎么变化？ 。第一章静电场 自知识深化 1.平行板电容器电容的三个公式 (1)电容器电容的定义式：C= U (2)平行板电容器电容的决定式：C=:S 4πkd° (3)平行板电容器内部是匀强电场（极板间为 真空或空气)：C-品· Q 2.电容器的动态分析 (1)两类情况：一类是平行板电容器始终与电 源两极相连保持电压U不变，另一类是电容 器充电后与电源断开保持电荷量Q不变。 (2)两类情况分析对比 情况 两极板间电压保持不变 两极板电荷量保持不变 电路 平行板电容器始终连接 平行板电容器充电后，切 特点 在电源两端 电源，并保持两极板绝缘 C的决 ES 由C 可知C随d、S、e,的变化而变化 定因素 4πkd d Q政U曲Q==U由U-g-e C ES ES 的决定eS d 可知Q随d、S,,的可知U随d,S、E,的变 因素 变化而变化 化而变化 。Q_4πkQ 由E= U 可知，E与S 由E= E的决 d 定因素无关，随d的变化而c5,可知E与d无关， 变化 随S的变化而变化 ©典例精析 【典例2】（多选）如图所 示，一平行板电容器 与电源E、电阻R和 电流表相连接，接通 开关S,电源即给电容器充电。下列说法正 确的是() A.保持S接通，使两极板错开一些（仍平 行)，则两极板间的电场强度减小 B.保持S接通，减小两极板间的距离，则电 流表中有从左到右的电流流过 45 物理必修第三册教科版 C.断开S,增大两极板间的距离，则两极板 间的电压增大 D.断开S,在两极板间插人一块电介质板， 则两极板间的电势差减小 名师点拨 平行板电容器的动态分析思路 (1)确定不变量：是电压U不变，还是电荷量 Q不变。 (2)用决定式C= E,S 4kd分析平行板电容器的 电容变化情况。 (3)用定义式C= 及变形式Q=CU,分析 U 电容器带电荷量或两极板间电压变化情况 (4)由于=9-_Q·4πkd ES 故匀强电场强 度E U4πkQ 可以分析电容器两极板间场 强变化情况。 随堂演练·达标 1.计算机键盘每个键下面 都连有一块小金属片，与 该金属片隔有一定空气 间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片 组成一一个可变电容器，当连接电源不断电，按下 某个键时，与之相连的电路就给出该键相关的 信号，当按下键时，电容器的() A.电容变小 B极板的电量变大 C.极板间的电压变大 D极板间的场强变小 2.据报道，我国每年心源 性猝死案例高达55 万，而心脏骤停最有效 的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给 予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的 电容器电容是15F,充电至9kV电压，如 果电容器在2ms时间内完成放电，则下列说 .4▣46 [针对训练2]电容式加速传感器常用于触 发汽车安全气囊等系统，如图所示。极板M、 N组成的电容器视为平行板电容器，M固定， N可左右运动，通过测量电容器板间的电压的 变化来确定汽车的加速度。当汽车减速时，极 板M、N间的距离减小，若极板上的电荷量不 变，则该电容器( A.电容变小 B.极板间电压变大 C,极板间电场强度不变 D.极板间的电场强度变小 答案见P3161 法正确的是( A.电容器放电过程的平均电流强度为 67.5A B.电容器的击穿电压为9kV C.电容器充电后的电量为135C D.电容器充满电的电容是15F,当放电完 成后，电容为0 3.如图所示，某同学在用传感器观察电容器放 电过程中发现，开始放电前电容器两极板间 的电势差为8.0V,当电容器带的电荷量减 少4.0×10一8C时，两极板间的电势差减小 为6.0V,则实验所使用的电容器的电容是 多少( 接计算机电流 传感器 A.5×10-3μF B号×10F C.2×10-2F D.实验前后电容发生变化，无法确定 4.为厉行低碳环保，很 多城市用超级电容车 替换城市公交。某款 公交车在车底部安装 超级电容器（如图），其标称为“2.7V 3000F”。车辆进站后，车顶充电设备迅速搭 到充电桩上完成快充。若该款质量为 2000kg、额定功率为60kW的超级电容车 在平直的水平路面上行驶时，最大行驶速度 为90km/h,在不载客的情况下，下列说法 正确的是() A.超级电容车以最大速度行驶时牵引力大 小为2.4×103N B.超级电容器充电时电源的正极应接超级 电容器的负极 C.超级电容器在2.7V电压下才能正常 工作 D.超级电容器的电容随电压的增大而增大 5.如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器 的两金属极板，P为A、B间一定点，在P点 有一个固定的负点电荷。将开关S闭合，电 路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下 列说法正确的是( A.电容器的电容将增大 B.A、B两板间的电场强度将增大 C.P点电势将升高 D.P处负点电荷的电势能将增大 。第一章静电场 6.电容器是一种重要的电 学元件，它能够储存电 荷。电容器储存电荷的 特性用电容表征。如图 所示，在研究电容器充、放电的实验中，使开 关S掷向1端，电源E对电容器C充电。下 列图像中，能正确反映电容器充电过程中电 流与时间、电荷量与电压关系的是( ) C D 7.在生产纺织品、纸张恒压电源 等绝缘材料过程中， 为了实时监控材料 的厚度，生产流水线 上设置如图所示的传感器，其中甲、乙为平行 板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒 压直流电源的两极上。当通过极板间的材料 厚度减小时，下列说法正确的是( A.有负电荷从a向b流过灵敏电流计G B.甲、乙两板间材料内的电场强度为零 C.乙板上的电荷量变小 D.甲、乙平行板构成的电容器的电容增大 8.(多选)如图，在干燥的冬 天，手接触房间的金属门 锁时，会有一种被电击的 感觉，带负电的手在缓慢 靠近门锁还未被电击的过程中，门锁( A.近手端感应出正电荷 B.电势比手的电势低 C,与手之间场强逐渐增大 D.与手之间场强保持不变 47e