内容正文:
1.构造:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。
2.电容器的作用、字母及电路符号
(1)作用:储存电荷。
(2)字母符号:C。
(3)电路符号:—||—。
第一节 电容器与电容
知识 清单破
知识点 1 识别电容器
第1讲 描述运动的基本概念
1.充电:把电容器的两个极板分别和电源的两极相连,使两极板分别带上等量异种电荷的过程。
2.放电:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷中和的过程。
电容器充、放电的电路图
知识点 2 电容器的充放电
导师点睛
电容器所带电荷量是指每一个极板上所带电荷量的绝对值。
第1讲 描述运动的基本概念
1.定义:电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电压U之比,叫作电容器的电容。
2.公式:C= 。
3.物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,在数值上等于使两极板间的电压为
1 V时电容器所带的电荷量。
4.单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号为F。常用单位还有微法(μF)和皮法
(pF)。关系:1 F=106 μF=1012 pF。
知识点 3 电容器的电容
第1讲 描述运动的基本概念
导师点睛
(1)电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压。加在电容器上的电压若超过某个值,
电介质会被击穿,电容器会损坏,这个电压被称为击穿电压。
(2)电容C= 是用比值法定义的物理量,不能说C与Q成正比,与U成反比。C是由电容器本身
的结构决定的,与Q、U无关。
第1讲 描述运动的基本概念
1.平行板电容器的构成:平行板电容器由靠得很近、相互平行、中间有绝缘物质的两片金属
板组成。
2.决定因素:平行板电容器的电容C与两极板的正对面积S成正比,与两极板间的距离d成反比,
与电介质的相对介电常数εr成正比。
3.平行板电容器电容的决定式:C= ,其中k为静电力常量。
知识点 4 决定电容的因素
第1讲 描述运动的基本概念
1.电容器是一种重要的电学元件。某电容器的电容为C,当两极板加电压U时,电容器所带的
电荷量为Q,现将电压U减小,则C减小。 ( )
2.两个靠近的导体一定能构成一个电容器。 ( )
3.电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比。 ( )
4.给一个原来不带电的电容器充电的过程中,电路中的电流与时间成线性关系。( )
5.对于确定的电容器,它所带的电荷量跟两极板间电压的比值保持不变。 ( )
知识辨析 判断正误,正确的画“ √” ,错误的画“ ✕” 。
✕
✕
✕
给一个原来不带电的电容器充电的过程中,电路中的电流与时间不成线性关系,i-t图线是一条曲线。
提示
✕
√
第1讲 描述运动的基本概念
疑难 情境破
疑难 1 对电容的理解
讲解分析
1.电容公式C= 与C= 的比较
公式 C= C=
本质区别 电容的定义式 平行板电容器电容的决定式
意义 对某电容器,Q∝U, =C不变,反映了电容器容纳电荷本领的大小 对于平行板电容器,C∝εr,C∝S,C∝ ,反映了影响电容大小的因素
联系 电容器容纳电荷的本领由 来量度,由本身的结构(如平行板电容器的εr、S、d)来决定
第1讲 描述运动的基本概念
2.对于给定的电容器,常见图像如下:
图
像
解
读 C= 或C= 电容C与
电压U无关 电容C与
电荷量Q无关
第1讲 描述运动的基本概念
疑难 2 电容器的动态分析问题
讲解分析
1.两类常见问题
问题类型 始终与电源连接 充电后与电源断开
不变量 U不变 Q不变
自变量 d S
因变量 E= ,d变大,E变小;d变小,E变大 E= Q,S变大,E变小;S变小,E变大
Q= U,d变大,Q变小;d变小,Q变大 U= Q,S变大,U变小;S变小,U变大
第1讲 描述运动的基本概念
2.板间电场强度的两个公式
(1)板间电压与电场强度的关系公式:E= 。
(2)板间电场强度的决定式:E= 。
3.分析电容器动态变化问题的步骤
(1)明确电容器与电源连接情况,从而确定是电压不变还是电荷量不变。
(2)由C= ,根据εr、S、d的变化确定C的变化。
(3)由C= 确定Q或U的变化。
(4)根据E= = 判断E的变化。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 (多选)如图所示,平行板电容器与电源电压为E的直流电源连接【1】,下极板接地【2】,同
时与静电计相连【3】。一带负电的油滴固定于电容器中的P点,现将平行板电容器的下极板竖
直向下移动一小段距离【4】,则 ( )
A.平行板电容器的电容将变大
B.静电计指针张角将不变
C.带电油滴所受的电场力变小,G中有a→b的电流
D.带电油滴的电势能变大
BC
第1讲 描述运动的基本概念
信息提取 【1】平行板电容器两极板间电压恒定不变,且上极板电势高。
【2】下极板的电势恒为零。
【3】静电计测量两极板间电势差,静电计指针张角大小反映了两极板间电势差的大小。
【4】两极板间距离增大。
思路点拨 本题应从以下四个过程考虑:
第一个过程:下极板竖直向下移动一小段距离,根据平行板电容器电容的决定式【5】可判断电
容大小的变化情况。
第二个过程:电容器始终与电源相连,则电容器两板间的电势差不变,进而判断静电计的张角
变化情况。
第三个过程:根据匀强电场中电场强度与电势差的关系【6】判断电场强度的变化及P点电势的
变化,根据电势能公式【7】判断电荷电势能变化。
第四个过程:根据电容的定义式【8】判断平行板电容器所带电荷量的变化情况,进而判断G中
电流方向。
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据C= (由【5】得到)可知,下极板竖直向下移动时,d增大,则电容减小,选项A错
误。因为电容器始终与电源相连,则两板间电势差不变,所以静电计指针张角不变(由【3】
得到),选项B正确。由于两板间电势差不变,下极板竖直向下移动时,d增大,根据E= (由
【6】得到)可知电场强度E减小,则带电油滴所受的电场力变小;由于下极板竖直向下移动时,
电容减小,电势差不变,根据C= (由【8】得到)可知,电容器所带电荷量减小,需要放电,则G
中有a→b的电流,选项C正确;由以上分析知,d增大,电场强度E减小,P点与上极板间的电势差
减小,而P点的电势比上极板电势低,上极板的电势不变,则P点的电势增大,因为油滴带负电
荷,则油滴的电势能Ep=φq(由【7】得到)减小,选项D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
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