高中物理第2章电势能与电势差第4节电容器电容学案鲁科版选修3_1

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1、第4节电容器__电容　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．电路中具有储存电荷功能的装置叫电容器，最简单的电容器叫平行板电容器。2．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，数量上等于电容器电量与两端电压的比值，即C＝。3．电容器和电源相连，极板电压不变，电容器和电源断开，极板电荷量不变。电　容　器1．电容器由两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成。2．平行板电容器(1)结构：由两块彼此绝缘的平行金属板组成。(2)带电特点：两板带等量异种电荷，分布在两板相对的内侧。某一极板所带电荷量的绝对值规定为电容器的带电荷量。3．电容器的充放电过程(1)

2、充电：电容器的充电是指使电容器带电的过程，充电电流流向正极板，充电后两极板带等量异种电荷。(2)放电：电容器的放电是指使充电后的电容器失去电荷的过程，放电电流流向负极板。4．电容(1)定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，即C＝。(2)单位：在国际单位制中是法拉，符号是F,1F＝1_C/V，还有微法(μF)、皮法(pF)等，1F＝106μF＝1012pF。1．电容器充电、放电过程的特点(1)充电过程特点(如图2－4－1所示)：①充电电流方向为从电源正极流向电容器。②电容器所带电荷量增加。图2－4－1③电容器两极板间

3、电压升高。④电容器中电场强度增加。⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。[特别提醒]当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。(2)放电过程特点(如图2－4－2所示)：图2－4－2①放电电流方向是从正极板流出。②电容器上电荷量减少。③电容器两极板间电压降低。④电容器中电场强度减弱。⑤电容器的电场能转化成其他形式的能。[特别提醒]放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。2．对电容的定义式C＝的理解(1)电容由电容器本身的构造决定。电容器的电容是反映电容器

4、容纳电荷本领的物理量，用比值C＝来定义，但电容的大小与Q、U无关，是由电容器本身的构造决定的。(2)通过QU图象理解，如图2－4－3所示，QU图象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为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小。因而电容器的电容也可以表示为C＝，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。图2－4－31．下列关于电容器充电和放电的说法中正确的是(　　)A．电容器充电和放电时电流都由大变小B．当电容器的电量最大时，电路中电流最大C.当电容器两极板间的电压等于零时，

5、电路中的电流最大D．当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大解析：充电过程，电路中电流为零时，说明自由移动的电荷“全部”聚焦到了电容器上，电容器的两极板所带的电量最大，两极板间的电压最大，场强最大；电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两极板间的电压为零，场强为零。放电过程，开始时两板间，含电荷量最大，电压最高，场强最大，电流也最大，最后两极板间电量为零时，电压为零电流也为零。所以电容器充电和放电时电流都由大变小，选项A正确，选项B、C错误；充电过程当电容器上电量最大时，电容器

6、上储存的电能最大，电路中的电流为零，选项D错误。答案：A电容器的分类和应用1．分类(1)按电介质分：空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。(2)按电容是否可变分：可变电容器、固定电容器等。2．应用(1)用于照相机的电子闪光灯：先由电容器储存能量，释放能量时发生放电，从而导致电子闪光灯管内的气体发出耀眼的白光。(2)利用电容器测量水位：水位变化引起电容变化，从而可测出水位变化。(3)用于高能物理实验或工程中。(4)驻极体话筒。1．平行板电容器的特点物理量要点电容平行板电容器的电容，由平行板的正对面积S

7、、间距d及介质决定电压电容器上的电压就是外接电源的电压电量电容器充电后所带电量Q＝CU，如果充电后跟电源断开，Q就留在电容器极板上场强平行板间的电场看成一个匀强电场，场强E＝U/d(1)平行板电容器的电容与两板正对面积S成正比，与两板间距d成反比，与充满两板间介质的介电常数ε成正比，即C∝(电容的决定式)。(2)平行板电容器板间场强与电势差的关系式E＝。2．平行板电容器的两类典型问题(1)若电容器始终和电源接通，则表示电容器两极板的电压U为一定，此时电容器的带电荷量将随电容的变化而变化。只减小两板间距离d↓，U不变，E＝，得场强增大；

8、只减小两板间面积S↓，U不变，C↓，E＝，场强E不变。(2)若电容器充电后再将电源断开，则表示电容器的带电荷量Q为一定，此时电容器两板的电势差将随电容的变化而变化。只改变两板间距离d↓，E＝＝∝得场强不变；只减小正对面积