高二物理第4节 电容器 电容知识精讲 鲁教版

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1、高二物理第4节电容器电容知识精讲鲁教版一.本周教学内容：第4节电容器电容（一）基础知识1.电容器（1）平行板电容器：在两个正对的平行板中间夹一层绝缘介质，就组成一个最简单的电容器。实际上，任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器。（2）电容器的工作基础：①充电：使电容器带电的过程称为充电，充电后两板带等量异种电荷，电容器储存了电场能。②放电：使充电后的电容器失去电荷叫放电。（3）电容器的带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。2.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，叫做电容器的电容。公式：。（2）物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理

2、量，数值上等于使两极间的电势差为1V时电容器所带的电荷量。单位：法，符号F，还有微法（）和皮法（pF）。关系：。（3）电容器的电容仅由电容器的结构决定，与所带电荷量Q或所加电压U无关。3.常见电容器常见电容器按导体极板间所用的电介质的不同来分类，有空气电容器、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。按电容器的电容是否可变来分类，有可变电容器、固定电容器等。4.电容器的应用（1）用于照相机的电子闪光灯中。（2）利用电容测水位。（3）用于高能物理实验或工程中。（4）驻极体话筒。（二）方法点拨1.电容的定义式的正确理解关于电容的定义式利用了比值定义法，看起来好象C由Q和

3、U来决定，其实C与Q和U无关。C的大小是由电容器本身的结构决定的，只是比值可以来量度电容器的电容。即使电容器不带电，电容器的容纳电荷的本领也不变，其电容仍为C。2.关于电容器的充电、放电（1）充电过程：如下图所示，原来不带电的电容器与电源连接后，有逆时针方向的电流，使电容器上板带正电。下板带负电，且电荷量越来越大。电压也越来越高，已充电的电容器相当于一个电源，这样电路中的总电压越来越小。充电电流也将越来越小。经过足够长的时间后，电容器两板间的电压等于电源电压，电路中的电流为零，电容器充电完毕。在充电过程中，电容器两板间电压越来越高，板间场强越来越大。从能量的观点看，充电过程就是电源的电

4、能转化为电容器的电场能的过程。电场具有能量，这是新大纲刚增加的内容，应引起重视。（2）放电过程：如下图所示，已充电的电容器两板间有电压，储存有电场能，当把电容器与电阻连成回路时，电路中将有顺时针方向的电流流过，电场能转化为电能并最终转化为内能。随着电容器电荷量的减小，两端电压减小，放电电流也要减小，经过足够长的时间，电容器上的等量异种电荷全部中和，电压为零，电路中不再有电流，电容器放电完毕。（三）疑难辨析1.电容器的额定电压和击穿电压加在电容器上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。这个极限电压称为击穿电压，电容器工作的电压低于击穿电压。额定电压是指电容器长

5、期工作时所能承受的电压。比击穿电压要低。电容器上一般都标明电容器的电容和额定电压的数值。2.电容器的极性一般的电容器是没有极性的，但有些是有极性的，如电解电容器，在使用时极性不能接错。3.易错易混点（1）电容器所带电荷量是一个极板所带电荷量的绝对值，不是两极板所带电荷量绝对值的和。（2）电容器的电容，由电容器本身的结构决定，不要认为C与Q成正比，C与U成反比。【典型例题】例1.一个电容器，其电容是，用12V的直流电源给它充电，每个极板上带多大的电荷量？解析：，U=12V，由得，每个极板上带的电荷量为。答案：例2.有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少，于是电容器两

6、极板间电压降为原来的1/3，此电容器的电容是__________，电容器原来的带电荷量是________C，若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是_______.解析：（1）电容器两极板间电势差的变化量为（2）电容器原来的电荷量为Q，则。（3）电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150。答案：150150例3.如下图所示为一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于（）A.B.C.D.思维分

7、析：以带电粒子在电场中的运动为背景，考查电容的概念，电场强度与电势差的关系，电场力做功。由于电场力恒定，可以利用公式计算。解析：由电容，两极板间的场强，方向垂直于板面由上极板指向下极板，电场力，得到，由图中AB方向可知，电场力对试探电荷做的功，故C正确。答案：C例4.如下图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两极板间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是（）A.微粒带的是正电B.电源电动势的大