第10章 4.第1课时 电容器及电容-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理课件聚焦“电容器及电容”核心内容，涵盖电容器构造、充放电原理及电容定义式。通过照相机闪光灯、超级电容电车等情境导入，衔接充放电实验与电容概念，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以情境激发兴趣强化物理观念，通过实验电路分析、Q-U图像等培养科学思维与探究能力。如充放电I-t图像面积分析、电容定义式应用实例，助力学生理解抽象概念，教师教学更具针对性与高效性。

第1课时　电容器及电容 1.知道什么是电容器及电容器的主要构造。 2.理解电容的概念及其定义式。 3.知道电容器充、放电的实验原理和实验电路。 学习目标 01 知识点一 电容器 02 知识点二 电容 03 素养培优 目 录 04 随堂演练 教师独具 05 课时作业 01 PART 知识点一 电容器 目 录 情境：照相机的电子闪光灯能在不到 s的短暂时间内发出强烈的闪 光，这时通过闪光灯的电流相当大，有时可达几千安。 问题：照相机的电源能够提供的电流却非常小，为何电子闪光灯能发出强烈的闪光？ 提示：因为照相机中有电容器，照相机中的电源先给电容器充电，当闪光灯被触发后，电容器中储存的能量瞬间释放出来，从而使灯发出耀眼的白光。 物理·必修第三册 目 录 1. 电容器：由任何两个彼此 又相距很近的导体组成。 2. 实验：观察电容器的充、放电现象 （1）实验电路（如图所示）：把直流电源、电阻、电容器、电流表、电 压表以及单刀双掷开关组成实验电路。 绝缘　 物理·必修第三册 目 录 ②放电过程：把开关S接2，电容器对电阻R放电。放电电流由电容器的正 极板经过R流向电容器的负极板。此时电容器两极板所带电荷量减小，电 势差 ，放电电流 ，最后两极板电势差以及放电电流都等 于0。 ①充电过程：把开关S接1，此时电源给电容器充电，充电电流逐渐 ⁠ ，电压表示数逐渐 ，当电流表示数为0时充电完毕。 减 小　 增大　 减小　 减小　 （2）电容器充、放电过程中能的转化 电容器充电过程中，两极板的电荷量增加，板间的电场强度 ，电 源的能量不断储存在 中；放电过程中，电容器把储存的能量通 过 转化为电路中其他形式的能量。 增大　 电容器　 电流做功　 物理·必修第三册 目 录 【易错辨析】 （1）电容器只能储存同种电荷。 （　×　） （2）电容器带电时，只有一个极板上有电荷。 （　×　） （3）一个极板带电荷量是Q，则电容器的电荷量为2Q。 （　×　） × × × 物理·必修第三册 目 录 1. 电容器充、放电的特点 （1）充电特点 ①充电电流从电源正极流出；②电容器所带电荷量增加；③极板间电场强 度增大，电压升高；④电源的能量不断储存到电容器中；⑤充电后，电容 器两极板间的电压与充电电压相等。 （2）放电特点 ①放电电流从正极板流出；②电容器所带电荷量减少；③极板间的场强减 小，电压降低；④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；⑤放电后，两极板间的电压为零。 物理·必修第三册 目 录 2. 电容器充、放电现象中的三点注意 （1）电容器充电时电流流向正极板，电容器放电时电流从正极板流出， 且充、放电电流均逐渐减小至零。 （2）电容器充、放电过程，电容器的电容不变，极板上所带电荷量和电 压按正比关系变化。 （3）电容器充、放电过程，I-t图中曲线与坐标轴围成的面积表示电容器储 存的电荷量。 物理·必修第三册 目 录 【例1】　（电容器的充、放电实验）在“观察电容器的充、放电现象” 实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、电 流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。 物理·必修第三册 目 录 （1）某同学设计的实验电路如图a所示。先将电阻箱的阻值调为R1，将单 刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成 后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是 ⁠ （填正确答案标号）。 A. 迅速变亮，然后亮度趋于稳定 B. 亮度逐渐增大，然后趋于稳定 C. 迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭 解析：开关S与“1”端相接时，小灯泡不发光，电容器充电；开关S与 “2”端相接时，电容器放电，且放电电流逐渐变小，直至为0，故C正 确，A、B错误。 C 物理·必修第三册 目 录 （2）将电阻箱的阻值调为R2（R2＞R1），再次将开关S与“1”端相接，再 次记录电流随时间的变化情况，两次得到的电流I随时间t变化如图b中曲线 所示，其中实线是电阻箱阻值为 （填“R1”或“R2”）时的结果， 曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的 （填 “电压”或“电荷量”）。 解析：开始充电时实线中的电流较虚线的小，说明电路中的电阻较大，对 应电阻箱阻值为R2；根据I＝可知q＝It，则I-t图像中曲线与坐标轴围成的 面积为该次充电完成后电容器上的电荷量。 R2 电荷量 物理·必修第三册 目 录 02 PART 知识点二 电容 目 录 情境：全球首创超级电容储能式现代电车在中国宁波基地下线。该种 电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的数 十秒内可充满电并持续行驶，刹车和下坡时可把部分动能转化成电能 回收储存再使用。 问题：当超级电容充电时，电容器的电荷量增加，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？ 提示：增大；不变。 物理·必修第三册 目 录 1. 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 ⁠之比。 （2）定义式：C＝ ⁠。 （3）物理意义：表征电容器储存 的特性。 （4）单位：在国际单位制中，电容的单位是 ，简称 ，符 号是 ，常用单位有微法（μF）和皮法（pF）。1 μF＝ F；1 pF＝ F。 电势差U　 　 电荷　 法拉　 法　 F　 10－6　 10－12　 物理·必修第三册 目 录 2. 电容器的额定电压和击穿电压 （1）额定电压：电容器外壳上标的 电压。 （2）击穿电压：电容器不被击穿的 电压。 工作　 极限　 物理·必修第三册 目 录 【易错辨析】 （1）放电的电容器电荷量为零，电容也为零。 （　×　） （2）对于确定的电容器，它所带电荷量与它两极板间电压的比值保持不 变。 （　√　） （3）当加在电容器两端的电压超过额定电压时，电容器将被击穿。 （　×　） × √ × 物理·必修第三册 目 录 1. C＝为比值定义法。C的大小与Q、U无关，只跟电容器本身有关，当Q ＝0时，U＝0，而C并不为零。 2. 电容是电容器本身的一种属性，大小由电容器自身的构成情况决定。 物理·必修第三册 目 录 如图所示，Q-U图像为一条过原点的直线，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，可以看出，电容器的电容也可以表 示为C＝，即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加 （或减小）1 V时所需增加（或减少）的电荷量。 3. 对Q-U图线的理解 物理·必修第三册 目 录 【例2】　（电容的理解）〔多选〕下列关于电容器及电容的叙述正确的 是（　　） A. 任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体，都能组成电容器，与这两个 导体是否带电无关 B. 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C. 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D. 一个电容器所带的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两极板间电压升高 10 V，则该电容器的电容为1.0×10－7 F √ √ 物理·必修第三册 目 录 解析：根据电容的定义可知，任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体，都 能组成电容器，与这两个导体是否带电无关，A正确；电容器所带的电荷 量是指一个极板所带电荷量的绝对值，B错误；电容器的电容与电容器所 带电荷量及两极板间的电压均无关，C错误；一个电容器所带的电荷量增 加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两极板间电压升高10 V，则该电容器的电容为C＝ ＝1.0×10－7 F，D正确。 物理·必修第三册 目 录 【例3】　（电容的计算）一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量 从Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C时，两极板间的电势差从 U1＝10 V增加到U2＝12 V，求这个电容器的电容。如要使两极板电势差从 U1＝10 V降到U2'＝6 V，则每个极板需减少多少电荷量？ 答案：3 μF　1.2×10－5 C 物理·必修第三册 目 录 解析：由电容器的电容定义式C＝可知Q＝CU。 当电荷量为Q1时，Q1＝CU1。 当电荷量为Q2时，Q2＝CU2。 显然Q2－Q1＝C（U2－U1）， 即C＝＝＝3 μF。 当两极板间电势差降到6 V时，每个极板应减少的电荷量为ΔQ'＝CΔU'＝ 3×10－6×（10－6）C＝1.2×10－5 C。 物理·必修第三册 目 录 03 PART 素养培优 目 录 电容器储存的电能 　　电容器充电的过程中两极板所带电荷量增加，两极板间电压增大，根 据C＝可知，U-Q图像如图所示，图像的斜率表示电容器的电容的倒数， 图线与横轴所围成的面积表示电容器所储存的电能Ep（类比于v-t图像中斜 率表示加速度，图线与横轴所围成的面积表示位移），则Ep＝QU，又Q ＝CU，可得电容器所储存的电能Ep＝CU2。 物理·必修第三册 目 录 【典例】　（2025·广东广州期末）电容器充电后就储存 了能量，某同学研究电容器储存的能量E和电容器的电容 C、电荷量Q及电容器两极板间的电压U之间的关系。他 从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷 从一个极板搬运到另一个极板过程中克服静电力所做的功，为此他作出电容器两极板间的电压U随电荷量Q变化的图像，如图所示，按照他的想法，下列说法正确的是（　　） A. U-Q图线的斜率越大，电容C越大 B. 充电电荷量Q越大，电容C越大 C. 若电容器的电荷量为Q时，储存的能量为E，则电容器的电荷量为0.5Q 时，储存的能量为0.5E D. 搬运ΔQ的电荷量，克服静电力所做的功近似等于ΔQ上方小矩形的面积 √ 物理·必修第三册 目 录 解析：由题图可知，U和Q成正比，根据C＝可知U＝，故U-Q图线的斜 率越大，电容C越小，故A错误；电容器的电容大小与自身结构有关，与电 容器是否带电以及带电多少无关，故B错误；由W＝Uq可知，搬运ΔQ的电 荷量，克服静电力所做的功近似等于ΔQ上方小矩形的面积，故D正确；已 知电容器的电荷量为Q时，储存的能量为E，则电容器储存的能量等于把电 荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服静电力做的功，也就等于图像 与横轴围成的面积，则E＝W＝QU＝Q×＝，对同一电容器，电容器 的电荷量为0.5Q时，储存的能量为E'＝Q'U'＝＝E，电容器储存的能 量E与U和Q均有关，故C错误。 物理·必修第三册 目 录 04 PART 随堂演练 教师独具 目 录 1. （电容器及电容的理解）〔多选〕下列关于电容器和电容的说法中，正 确的是（　　） A. 根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的 电压成反比 B. 对于确定的电容器，其所带的电荷量与两极板间的电压（小于击穿电压 且不为零）成正比 C. 对于确定的电容器，无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为 零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变 D. 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两 极板间的电压无关 √ √ √ 物理·必修第三册 目 录 解析：电容表征的是电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身的特性决定，与两极板间的电压、两极板所带的电荷量无关，故A错误，D正确；对于确定的电容器，C一定，由Q＝CU知，Q与U成正比，故B正确；电容器所带的电荷量与电压的比值等于电容，电容与电荷量、电压无关，所以无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值恒定不变，故C正确。 物理·必修第三册 目 录 2. （电容的计算）如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关 系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，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5×10－2 F D. 该电容器的电荷量变化量为0.2 C 解析：　由Q＝CU知，U降低，则Q减小，故为放电过程，A错误，B正 确；C＝＝ F＝5×10－3 F，C错误；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错误。 √ 物理·必修第三册 目 录 3. （电容器的充、放电）如图所示的实验电路，可研究电容器的充、放 电。先使开关S与1端相连，电源给电容器充电，然后把开关S掷向2端，电 容器通过电阻R放电。 （1）电容器在充电的过程中，电容器所带电荷量 ⁠。 A. 不变 B. 变大 C. 变小 B 解析：电容器在充电的过程中，两极板之间电压升高，电容器的电容不 变，则电容器的电荷量增加，故选B。 物理·必修第三册 目 录 （2）电容器在放电的过程中，电容器的电容 ⁠。 A. 不变 B. 变大 C. 变小 解析：电容器的电容由电容器本身特性决定，与电容器是否正在充、放电 及带电荷量的多少无关，则电容器在放电的过程中，电容器的电容不变， 故选A。 （3）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲 线，该图像 （选填“是”或“不是”）一条直线。 解析：根据I＝，可知I-t图像不是一条直线。 A 不是 物理·必修第三册 目 录 05 PART 课时作业 目 录 知识点一　电容器 1. （2025·北京二十二中期中）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，与电压U成反比 C. 电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需增加的电荷量 D. 电容器所带电荷量，是两极板所带电荷量的代数和 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 物理·必修第三册 目 录 解析：　电容器的电容大小由电容器本身因素所决定，与电容器是否 带电、带电荷量的多少及电容器两端电压无关，A、B错误；由C＝＝ 可知，电容器的电容在数值上等于使两极板间的电压增加1 V时所需 增加的电荷量，C正确；电容器所带电荷量，是一个极板所带电荷量的 绝对值，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 2. （2025·江苏扬州高二上期末）如图所示为研究电容器充、放电的实验 电路图。实验时，先使开关S掷向1端，经过一段时间，把开关S掷向2端 后，电容器所带电荷量（　　） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先减小后增大 解析：实验时，先使开关S掷向1端，则电容器充电，所带电荷量增加，经过一段时间，把开关S掷向2端后，电容器放电，所带电荷量减小。故选B。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 3. 用传感器观察电容器放电过程的实 验电路如图甲所示，电源电动势为8 V、 内阻忽略不计。先使开关S与1端相连， 稍后掷向2端，电流传感器将电流信息 传入计算机，屏幕上显示的电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中画出的靠近i轴的竖立狭长矩形面积表示电容器所带的总电荷量 B. 电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为20 C C. 电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为4.0×10－4 C D. 电容器的电容约为4.0×102 μF √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 解析：　根据q＝it可知，图像与坐标轴围成的面积代表电容器所带的总 电荷量，故A错误；确定每个小方格所对应的电荷量值，纵坐标的每个小 格为0.2 mA，横坐标的每个小格为0.4 s，则每个小格所代表的电荷量为q ＝0.2×10－3×0.4 C＝8×10－5 C，曲线下包含的小正方形的个数为40个， 由曲线下方的方格数与q的乘积即得电容器所带的电荷量Q＝40×8×10－5 C＝3.2×10－3 C，故B、C错误；电容器的电容约为C＝＝400 μF＝ 4.0×102 μF，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 知识点二　电容 4. 一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加 4.0×10－7 C时，两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为（　　） A. 1.0×10－8 F B. 2.0×10－8 F C. 4.0×10－8 F D. 8.0×10－8 F 解析：C＝＝ F＝2.0×10－8 F，故选B。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 5. （2025·四川攀枝花高二上期末）有一电容器，当储存电荷量为0.02 C 时，板间电压为200 V。若使其电荷量增加0.02 C，则其电容为（　　） A. 100 μF B. 120 μF C. 150 μF D. 200 μF 解析：　根据电容的定义式C＝＝ F＝1×10－4 F＝100 μF，由于电容 器的电容是由电容器本身性质所决定的，与电容器所加电压、所带的电荷 量无关，故当电容器的电荷量增加时，其电容保持不变，故选A。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 6. （2025·茂名市高二期中）如图是一个电解电容器，由标注的参数可知 （　　） A. 电容器的击穿电压为100 V B. 当电容器的电压低于100 V时，电容器无法工作 C. 给电容器加50 V电压时，电容器的电容为110 μF D. 电容器允许容纳的最大电荷量为0.022 C 解析：　由题图可知，电容器的额定电压为100 V，低于100 V时也可以 工作，故A、B错误；电容只与电容器本身有关，给电容器加50 V电压时， 电容器的电容为220 μF，故C错误；根据C＝代入数据得电容器允许容纳 的最大电荷量为0.022 C，故D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 7. （2025·河南期中）静息电位是细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两 侧的电势差（膜电位差）。某哺乳动物的神经细胞的静息电位为－70 mV （即膜内比膜外电位低70 mV）。当受到刺激时，细胞膜对钠离子的通透 性突然增大，钠离子大量内流，电位差会变为＋30 mV。该过程形成钠离 子跨膜电流，电流平均值约为3×10－4 A，电流持续时间约为1×10－3 s。 如果细胞膜等效为电容介质，细胞膜两侧等效为金属板，则细胞膜的等效 电容约为（　　） A. 3×10－6 F B. 7×10－6 F C. 3×10－8 F D. 7×10－8 F √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 解析：　该过程细胞膜放电电荷量大小ΔQ＝It＝3×10－7 C，电压的变化 量大小ΔU＝30 mV－（－70）mV＝100 mV，则细胞膜的等效电容C＝ ＝3×10－6 F，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 8. （2025·陕西咸阳期中）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20 μF，充电至最大电压8 kV时， 可以在4 ms时间内完成放电，则（　　） A. 充电至最大电压8 kV为击穿电压 B. 电容器充电至最大电压时的带电荷量为1.6 C C. 放电时的平均电流为40 A D. 放电完成后，电容器电容为10 μF √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 解析：　充电至最大电压8 kV不是击穿电压，故A错误；根据电容的定义 式C＝可得Q＝UC＝0.16 C，故B错误；电容器放电过程的平均电流强度 大小为I＝＝40 A，故C正确；电容器的电容与电容器所带电荷量的多少无 关，所以当电容器放完电后，其电容保持不变，仍然是20 μF，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 9. （2025·福建厦门期中）（1）“探究电容器充放电”的实验装置示意图 如图所示，电容器充电完毕后，当电容器放电时，通过电流计的电流方向 是 （选填“向左”或“向右”）。 解析：单刀双掷开关接a时，电容器充电，上极板和电源的正极相连，所以，上极板带正电荷，单刀双掷开关接b时，电容器放电，电容器相当于电源，由于上极板带正电，所以通过电流计的电流方向是向右； 向右 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 （2）用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1＞C2， 充电时电流随时间变化的图像如图所示，其中对应电容为C2的电容器充电 过程I-t图像的是 （选填①或②）。 ① 解析：用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1＞C2，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据C＝可知，电容器的电容小则其带电荷量少，而I-t图像与坐标轴所围的面积代表带电荷量，所以对应电容为C2的电容器充电过程I-t图像的是①。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 10. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用 图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机 相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E＝8 V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束 后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的 i-t曲线如图乙所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 （1）图像阴影部分为i-t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义 是 ⁠。 解析：根据q＝it可知i-t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意 义是电荷量。 电荷量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 （2）乙图中阴影部分的面积S1 （选填“＞” “＜”或“＝”）S2。 解析：S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放出的电荷量，所以S1＝S2。 （3）计算机测得S1＝1 203 mA·s，则该电容器的电容为 F。（保 留2位有效数字） 解析：该电容器的电容为C＝＝≈0.15 F。 ＝ 0.15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 11. （2025·河北保定期中）用传感器观察电容器的充放电过程的实验电路 如图甲所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 （1）下列说法正确的是 ⁠。 A. 单刀双掷开关S掷向1端，电容器充电 B. 先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小 C. 电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷 D. 电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电 AD 解析：开关S掷向1端，电容器充电；开关S掷向2端，电容器放电，故A正确；电容是电容器的固有属性，与电容器是充电还是放电无关，故B错误；电容器带电时，两个极板上都有电荷，故C错误；电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与电源负极相连的极板带负电，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 （2）已知电源电压为10 V，测得电容器在放电过程中的I-t图像如图乙所 示。若按“四舍五入（大于半格算一个，小于半格舍去）”的数格法，求 “I-t图线与两坐标轴包围的面积”，可得电容器在放电过程中释放的电荷 量约为 C，估算电容器的电容值为 F。（结 果均保留2位有效数字） 1.7×10－2 1.7×10－3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 解析：根据q＝It可知，I-t图像中图线与坐标轴所围面积即为放电过程释放的电荷量，图像中一个小格的面积为q＝1×10－3×0.4 C＝0.4×10－3 C，经确认，图线下共有42格，所以电容器在放电过程中释放的电荷量约为Q＝42×0.4×10－3 C＝1.68×10－2 C≈1.7×10－2 C电容器充满电后所带的电荷量为Q'＝1.7×10－2 C，而所加电压为10 V，所以C＝＝ F＝1.7×10－3 F。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 （3）电容器充电过程实际是克服极板上电荷的静电力做功，使电势能增 加的过程（即极板间储存电场能的过程），若某次充电过程的两极板间电 压与电荷量U-Q的关系图像如图丙所示，类比v-t图像求位移的方法，可求 得充电过程电容器储存的电场能为 （用U0、Q0表示）。 解析：类比v-t图像求位移的方法，可求得充电过程电容器储存的电场能等于U-Q图像与坐标轴围成的“面积”，大小为U0Q0。 U0Q0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物理·必修第三册 目 录 $