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《2020版新教材高中物理第2章电势能与电势差5.2电容器的电容练习鲁科版必修第三册.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电容器的电容一 电容器和电容1.对电容器的理解:(1)电容器的作用:储存电荷和电能。(2)电容器的带电特点:两极板带有等量异种电荷,且分布在两极板相对的内侧。(3)电容器的充、放电。充电过程放电过程电路结构将电容器接在电源上形成回路将已充电的电容器与导体连接形成回路过程分析①回路中有逆时针方向的充电电流②与电源正极连接的极板带上正电,与电源负极连接的极板带上等量的负电③充电完毕,电容器两极板间的电压等于电源电压,电路中电流为零①回路中有顺时针方向的放电电流②电流从电容器正极板流向负极板③放电完毕,电容器上的等量异号电荷全部
2、中和,电路中没有电流,极板间电压为零能量分析由电源获得的电能转化为电容器的电场能储存的电场能转化为其他形式的能量(如内能、光能)2.对电容的理解:(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容纳电荷本领的物理量,用比值C=来定义,但它与Q、U无关,是由电容器本身的构造决定的,即使电容器不带电,它的电容仍然存在,并且是一个确定的值,正如一个容器,不管它盛水与否,它的容积都是一个定值。(2)通过Q-U图象理解。如图所示,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
3、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大(或减小)1V所增加(或减少)的电荷量。【思考·讨论】根据C=,某同学认为,电容器的电容与电容器的电荷量成正比,与两极板间的电压成反比。这种看法是否正确?为什么?(物理观念)提示:这种看法不正确。式子C=只是电容的定义式,电容器的电容C与电容器的电荷量Q以及两极板间的电压U均无关。【典例示范】9超级电容器又叫双层电容器,是一种新型储能装置。它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点。如图为一款超级电容器,其标有“2
4、.7V,9000F”,可知( )A.超级电容器的所带电荷量跟电压成正比B.电压为1.2V时,该电容器的电容为4000FC.该电容器正常工作时的电荷量为9000CD.该电容器只有两端加上2.7V时才能正常工作【解题探究】(1)平行板电容器的电容与什么有关?提示:与正对面积S、极板间的距离d以及电介质有关。(2)电容器所带电荷量和什么有关?提示:与电容器的电容C,以及极板间的电压U有关。它们之间满足Q=CU。【解析】选A。根据Q=CU可知,超级电容器的所带电荷量跟电压成正比,选项A正确;电容器的电容由内部结构决定,与电压无关
5、,选项B错误;该电容器正常工作时的电荷量为Q=CU=9000×2.7C=2.43×104C,选项C错误;该电容器在不高于2.7V电压下都能正常工作,选项D错误。【误区警示】有关电容的三点提醒(1)电容反映了电容器储存电荷的本领,它只由电容器本身的结构决定,与电容器的带电荷量及两极板间的电压无关。(2)公式C=是电容的定义式,Q是电容器一个极板所带电荷量的绝对值。(3)由公式C=可推出C=。【素养训练】1.当一个电容器所带的电荷量为Q时,两极板间的电势差为U,如果所带的电荷量增大为2Q,则( )A.电容器的电容增大为原来的
6、2倍,两极板间的电势差保持不变B.电容器的电容减小为原来的,两极板间的电势差保持不变C.电容器的电容保持不变,两极板间的电势差增大为原来的2倍D.电容器的电容保持不变,两极板间的电势差减小为原来的【解析】选C。由于电容器的内部结构不变,故其电容也不变;由电容的定义式C=可知,当电容器所带的电荷量增大为2Q时,两极板间的电势差也相应增大为2U。则C正确,A、B、D错误。2.对一电容器充电时电容器的电容C,带电荷量Q,电压U之间的关系图象如图所示,其中错误的是( )9【解析】选A。对一确定的电容器,其电容是不变的,与所加电压
7、或所带电荷量无关,但其所带电荷量Q=CU是和两极板间的电压成正比的。故选项A错误。【补偿训练】对电容的理解,下列说法正确的是( )A.电容器的电容越大,则电容器所带电荷量越多B.电容器两极板间电压越大,电容越大C.电容器电容与电荷量成正比,与电压成反比D.电容器电容不随带电荷量和极板间电压的变化而变化【解析】选D。电容器的电容是由电容器本身决定的,与是否带电、带电荷量多少无关,C=只是定义式而不是决定式,故A、B、C错误,D正确。二 平行板电容器的电容【实验过程】一、实验步骤1.连接电路:根据实验电路图连接电路。2.给电
8、容器充电,断开电源。3.改变d观察:改变极板A、B间的距离,观察并记录静电计指针偏角的变化。4.改变S观察:改变极板A、B的正对面积,观察并记录静电计指针偏角的变化。5.在A、B间插入电介质,观察并记录静电计指针偏角的变化。二、数据收集与分析实验次数变量静电计指针偏角的变化1A靠近B变小2A远离B变大3
