第9章 第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第3讲　电容器　带电粒子在电场中的运动

【学习目标】　1.知道电容器的基本构造，理解电容的定义及动态变化规律。2.掌握带电粒子在电场中做直线运动的规律。3.掌握带电粒子在电场中偏转的规律及有关应用。

考点一　电容器　平行板电容器的动态分析

1.电容器

(1)组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。

(2)带电量：一个极板所带电荷量的绝对值。

(3)充电与放电

①充电：电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。

②放电：放电的过程中，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。

(4)击穿电压与额定电压

①击穿电压：电容器两极板间的电压超过某一数值时，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为电容器的击穿电压。

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时所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低。

2.电容

(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U的比值。

(2)定义式：C＝。

(3)单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。1 F＝106 μF＝1012 pF。

(4)意义：表示电容器容纳电荷本领的高低。

3.平行板电容器的电容

(1)决定因素：正对面积、相对介电常数、两板间的距离。

(2)决定式：C＝，k为静电力常量。

(鲁科版必修第三册·P62·T6)如图所示，指纹传感器在一块半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面积相同的电容器。

判断下列说法的正误：

(1)电容器的带电荷量等于两个极板所带电荷量的绝对值之和。 (×)

(2)放电后电容器的电荷量为零，电容也为零。 (×)

(3)指纹的凸点处与小极板距离较近，电容较小。 (×)

(4)手指挤压绝缘表面，指纹与小极板间的距离减小，电容增大。 (√)

1.电容定义式C＝的理解

(1)一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器的带电情况无关。

(2)不能理解为电容C与Q成正比，与U成反比。

2.平行板电容器两类动态变化的特点比较

电容的理解

(多选)心脏除颤器是目前临床上广泛使用的抢救设备之一，如图甲所示。心脏除颤器通过接触皮肤的电极板使电容器放电，实施电击治疗，如图乙。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使电容器充电到4 000 V，存储电荷量为0.16 C。抢救病人时，电极板放电，使一部分电荷在4 ms的脉冲时间内经过身体。下列说法正确的是(　　)

A.电容器的电容为40 μF

B.电容器放电过程中电容减小

C.电容器充电至2 000 V时，所带电荷量为0.08 C

D.电容器放电完成后电容为零

答案：AC

解析：电容器充电至4 000 V时，存储电荷量为0.16 C，则电容为C＝＝ F＝40 μF，故A正确；电容由电容器本身决定，不随电压、电荷量的变化而变化，即电容保持不变，故B错误；电容器充电至2 000 V时，所带电荷量为Q'＝CU'＝40×10－6×2 000 C＝0.08 C，故C正确；电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，是电容器的固有属性，与电容器是否带电无关，故D错误。故选AC。

电荷量Q不变时的动态分析