高中物理电容器
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第12课时 电容器 电容一、知识内容:1、电容器:① 电容器:任何两个相互靠近而又彼此绝缘的导体组成电容器。
② 电容器的作用:是用来储存电荷。
使电容器带电量增加的过程是充电过程(如图双向开关接A ),使电容器带电量减少的过程是放电过程(图中双向开关接B )。
③ 电容器的电量:两极带等量的异种电荷,每个极板所带电量的绝对值-----电容器电量。
2、电 容:① 定义:电容器的带电量与两极间电势差的比值。
② 定义式: U Q C = 单位:法拉,(F 、 Fμ、pF 、) ③ 意义:表示电容器容纳电荷本领大小,大小由电容器的结构决定的,与电容器是否带 电、带多少电荷、以及电势差大小无关。
④ 计算式:UQ U Q C ∆∆==。
3、平行板电容器:kdS C r πε4=; (1)公式kd S C r πε4=是平行板电容器的决定式,只适用于平行 板电容器.(2)平行板电容器内部是匀强电场E=U/d .(3)电容器的电势差的测量:静电计(如右图)静电计是可用来测量电势差的仪器,使用时将它的金属球与电容器一极板相 连,外壳与另一极板相连,从指针偏角便可比较电容器两极板间的电势差,指针 偏角越大,电势差越大.(静电计不能用伏特表代替)(4)电容器的d 、s 、r ε变化 → 电容器的Q 、U 、C 、E 的变化:A 、确定不变量。
当电容器与电源线连接时两板间电势差保持不变;当电容器 带电后与电路断开时电容器的带电量保持不变.B 、用决定式kd SC r πε4=分析平行 板电容器的电容的变化;C 、用定义式U Q C =分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化; D 、用dU E =分析电容器间场强的变化。
二、应用举例:【例1】如图,A 、B 为水平放置的平行板电容器,正对面积为S ,板间距离为d ,电容为C , 两板间有一个质量为m 带电粒子,静止于P 点,电源电动势为U ,讨论下述问题: ⑴ 带电粒子的带电量。
高中物理电容器知识点
电容器是一种用来储存电荷的电器元件,它被广泛应用于电子设备中。
在高中物理课程中,学生需要学习关于电容器的基础知识,包括定义、单位、量测、组装等。
一、电容器的定义
电容器是一种被用来储存电荷的电器元件。
当两个导体之间存在电势差时,需要一种介电质将它们隔开,并且在这种介电质中,电子可以移动。
这种介质的容量来衡量储存电荷的能力,我们称之为电容。
二、电容器的单位
电容的单位是法拉(F),在SI基本单位中,其符号为F。
一个法拉电容意味着当一个电容器上的电势差为1伏,所存储的电荷量为1库时,它的电容量就是1法拉。
三、电容器的量测
在实践中,我们使用一种称为法拉计或电容伏特计来量测电容器的电容。
当我们将一个电容器连接到电容伏特计中时,伏特计的指针会随着电容器上的电势差变化而移动。
通过手动调节电容伏特计的刻度,我们可以得知电容器的电容大小。
四、电容器的组装
在实践应用中,我们可以通过将两个导体隔开并在它们之间加入一种介质来组装一个电容器。
导体可以是任何形状,包
括平面、球面和圆柱形导体。
介质可以是空气、纸板、玻璃、塑料等非导体材料,以及异质材料组合。
在电容器中,导体扮演的是正电荷和负电荷的角色。
当电容器上存在电势差时,正、负电荷会被吸引并聚集在导体的两端。
当我们将电容器连接到电路中时,这些电荷会从一个导体流入电路,从而产生电流。
高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算电容和电容器是高中物理中的重要概念,也是考试中常见的题型。
掌握电容和电容器的概念及计算方法,对于理解电磁现象和解题非常有帮助。
本文将针对电容和电容器进行详细的解析和说明,帮助读者掌握相关知识和解题技巧。
一、电容的概念及计算方法1. 电容的概念电容是指导体上储存电荷的能力。
当导体上带有电荷时,会在导体周围形成电场,而电容则是衡量导体上储存电荷的能力。
电容的单位是法拉(F)。
2. 电容的计算方法电容的计算公式为:C = Q/V,其中C表示电容,Q表示电荷量,V表示电压。
例如,假设一个导体上带有电荷量为2C,而电压为3V,那么根据电容的计算公式,可以得到电容为2C/3V=0.67F。
二、电容器的概念及计算方法1. 电容器的概念电容器是用来储存电荷的装置,由两块金属板和介质组成。
金属板上的电荷量与电压成正比,而比例系数就是电容。
电容器的单位是法拉(F)。
2. 电容器的计算方法电容器的计算公式为:C = ε₀A/d,其中C表示电容,ε₀表示真空中的介电常数(8.85×10⁻¹²F/m),A表示金属板的面积,d表示金属板之间的距离。
例如,假设一个电容器的金属板面积为0.1m²,金属板之间的距离为0.01m,那么根据电容器的计算公式,可以得到电容为(8.85×10⁻¹²F/m)×0.1m²/0.01m=8.85×10⁻¹⁰F。
三、电容和电容器的应用举例及考点分析1. 平行板电容器平行板电容器是一种常见的电容器,由两块平行的金属板和介质组成。
当电容器上施加电压时,金属板上会储存电荷。
平行板电容器的电容与金属板的面积和板间距离有关。
考点分析:在解题时,需要注意根据电容器的计算公式,合理运用相关参数进行计算。
同时,还需要理解电容和电压之间的关系,以及电容器的储存电荷的能力。
高中物理电容和电容器的概念及计算电容和电容器是高中物理中重要的概念,也是电学中的基础知识之一。
理解电容和电容器的概念,以及掌握其计算方法,对于高中学生来说至关重要。
本文将从电容的定义、电容器的种类和计算公式等方面进行详细介绍,帮助读者全面理解和掌握这一知识点。
一、电容的概念电容是指物体在给定电压下储存电荷的能力,是电荷量与电压之比。
通常用C表示,单位是法拉(F)。
电容的计算公式为:C = Q / V其中,C是电容(单位:法拉),Q是电荷量(单位:库仑),V是电压(单位:伏特)。
举例来说,如果一个电容器的电荷量为2库仑,电压为4伏特,那么它的电容为:C = 2C / 4V = 0.5法拉这个例子说明了电容的计算方法,即将电荷量除以电压即可得到电容的数值。
二、电容器的种类电容器是用来储存电荷的装置,常见的电容器有两种:电容器和电解质电容器。
1. 电容器电容器是由两个导体板之间夹有绝缘介质(如空气、塑料等)的装置。
根据导体板之间的结构不同,电容器可以分为平行板电容器和球形电容器等。
平行板电容器是最常见的一种电容器。
它由两块平行的金属导板组成,两板之间夹有绝缘介质,如空气或塑料。
平行板电容器的电容可以根据公式进行计算。
2. 电解质电容器电解质电容器是由两个金属电极浸泡在电解质溶液中构成的。
电解质电容器常见的有铝电解电容器和电解质电容器。
电解质电容器的电容可以根据电解质的性质和电极的面积等进行计算。
三、电容的计算方法在实际计算中,根据具体情况和题目要求,可以采用不同的计算方法。
1. 平行板电容器的计算对于平行板电容器,可以使用以下公式进行计算:C = ε * A / d其中,C是电容,ε是介质的介电常数,A是电容器的有效面积,d是两板之间的距离。
例如,一个平行板电容器的介电常数为4,有效面积为0.1平方米,两板之间的距离为0.01米,那么它的电容为:C = 4 * 0.1平方米 / 0.01米 = 40法拉2. 电解质电容器的计算对于电解质电容器,可以根据电解质的性质和电极的面积等进行计算。
高中物理电容器知识点汇总
以下是高中物理电容器的知识点汇总:
1. 电容器的定义:电容器是一种能够存储电荷的装置,由两个导体极板和介质组成。
2. 电容的定义:电容是指电容器存储电荷的能力,用C表示,单位是法拉(F)。
3. 电容量的计算公式:电容量C等于电容器两极板电势差(电压)V与所存储电荷量Q的比值,即C=Q/V。
4. 电容与极板面积和间距的关系:电容与极板面积的成正比,与极板间距的成反比,即C∝A/d,其中A为极板面积,d为极板间距。
5. 并联电容器的等效电容:并联连接的电容器可以看成一个总电容,其电容等于各个电容器电容的和,即Ct=C1+C2+...+Cn。
6. 串联电容器的等效电容:串联连接的电容器可以看成一个总电容,其倒数等于各个电容器倒数的和的倒数,即1/Ct=1/C1+1/C2+...+1/Cn。
7. 初始充电电路:电容器通过电源充电时,电流从电源正极流向电容器的正极板,然后从电容器的负极板流向电源的负极。
8. 初始放电电路:电容器通过电阻放电时,电流从电容器的正极板流向电容器的负极板,并且电流的大小随时间逐渐减小。
9. 电容器的时间常数:电容器放电过程中的电流下降到初始值的63%所需的时间称为电容器的时间常数,记作τ=RC,其中R是电阻值,C是电容值。
10. 电容器的充电和放电曲线:电容器充电曲线呈指数增长,放电曲线呈指数衰减。
11. 电容器的应用:电容器广泛应用于电子电路中,如直流电源滤波、信号耦合、定时器等。
这些是高中物理电容器的知识点的主要内容,希望对你有帮助!。
高中物理电容器知识点电容器是高中物理中重要的概念之一。
电容器是电路中储存和释放电荷的元件,它的主要作用是把电能转化为电荷能和电场能。
在高中物理学中,学生需要学习电容器的原理、性质和其在电路中的应用。
一、电容器的原理电容器是由两个导体之间隔以绝缘物而形成的,其中的导体被称为电容器的极板,绝缘物被称为电介质。
当电容器接通电源时,正极板获得正电荷,负极板获得负电荷。
这样,在电容器中就形成了两极之间的电场。
根据电场的性质,电荷聚集在导体表面,导致极板上的电荷密度不均匀,而电场强度正比于电荷密度。
二、电容器的性质1. 电容量(C):电容器的电容量是指在单位电压下储存的电荷量。
电容量与电容器的极板面积和极板间的距离成正比,与介质的性质有关。
电容量的单位是法拉(F)。
2. 电容器的介质:介质对电容器的性能和特性起着重要的作用。
不同的电介质具有不同的电介质常数和击穿强度。
电介质常数越大,电容器的电容量越大。
3. 充电和放电过程:当电容器连接到电源时,处于充电状态;当断开电源连接时,电容器会放电。
电容器的充电和放电过程遵循指数衰减规律。
三、电容器的应用1. 高压电容器:高压电容器常用于电子设备和电力系统中,用于储存和释放高压电能。
它能够在瞬间提供大量电荷来满足高电压的需求。
2. 电路运算器:电容器在电路运算器中起到重要作用,例如在振荡电路中用来稳定输出频率,或者在隔离和滤波电路中用来控制信号的幅度和频率。
3. 电子元件:电容器在电子元件中广泛应用,例如耳机、扬声器、电视和电脑等。
它们能够作为电容器存储和释放电能,产生声音或视频信号。
4. 电力系统:电容器在电力系统中用于提供无功功率补偿。
通过调节电容器的容量,可以提高电力系统的功率因数,降低电力系统的线损。
总结:电容器是高中物理中的核心概念之一,了解电容器的原理和性质对于理解电路和电子设备有着重要的意义。
掌握电容器的用途和应用,可以帮助学生更好地理解电子技术和电力工程。
高中物理电容器知识点汇总
以下是高中物理电容器的常见知识点汇总:
1. 电容器的定义:电容器是由两个导体之间隔一层绝缘介质组成的装置,用来储存电荷。
2. 电容器的符号:电容器的电路符号为两个平行的短线,中间有一个曲线,表示绝缘
介质。
3. 电容的定义:电容器的电容量指的是当电容器两极间电压增加1伏特时,所存储的
电荷量。
4. 电容的单位:国际单位是法拉(Farad),符号为F。
1法拉等于1库仑/伏特。
5. 电容器的电容量与几何尺寸有关:电容量与电容器的导体面积直径、导体间距离、
绝缘介质介电常数有关。
6. 球形电容器的电容量公式:球形电容器的电容量C = 4πε0(d/2)。
7. 平行板电容器的电容量公式:平行板电容器的电容量C = ε0(S/d)。
8. 串联电容器的电容量和电压公式:串联电容器的电容量为1/C = 1/C1 + 1/C2 +
1/C3 + ...,电压相同。
9. 并联电容器的电容量和电压公式:并联电容器的电容量为C = C1 + C2 + C3 + ...,电荷相同。
10. 电容器的充放电过程:电容器充电时,电流先大后小,电压先小后大;电容器放电时,电流先大后小,电压先大后小。
11. RC电路的特点:RC电路是由电阻R和电容C组成的串联电路。
RC电路有充电过程和放电过程,充电时间常数τ = R x C。
这些是高中物理电容器的一些基本知识点,希望能对你有所帮助!。
高中物理电容器知识点在高中物理的学习中,电容器是一个重要的知识点。
它不仅在电学部分有着关键地位,也与实际生活中的许多电器设备息息相关。
一、电容器的基本概念电容器是一种能够储存电荷的装置。
它由两个彼此靠近又相互绝缘的导体组成,这两个导体分别称为电容器的两极。
常见的电容器有平行板电容器、圆柱形电容器和球形电容器等,其中平行板电容器在高中物理中研究得最多。
当给电容器的两极加上电压时,电容器就会储存电荷。
电容器储存电荷的能力用电容来表示,电容的定义式为:C = Q/U,其中 C 表示电容,Q 表示电容器所带的电荷量,U 表示电容器两极板间的电压。
电容的单位是法拉(F),但在实际应用中,常用的单位还有微法(μF)和皮法(pF)。
二、平行板电容器平行板电容器是由两块相互平行且彼此靠近的金属板组成,中间夹有绝缘物质(电介质)。
其电容的大小与极板的正对面积、极板间的距离以及电介质的介电常数有关。
平行板电容器的电容公式为:C =εS/4πkd ,其中ε 是电介质的介电常数,S 是极板的正对面积,d 是极板间的距离,k 是静电力常量。
从这个公式可以看出,当极板的正对面积越大、极板间的距离越小时,电容就越大;电介质的介电常数越大,电容也越大。
三、电容器的充电和放电电容器的充电过程:当把电容器接在电源上时,电源的正极与电容器的正极板相连,电源的负极与电容器的负极板相连。
在电场力的作用下,电子从电源的负极移动到电容器的负极板,正电荷从电源的正极移动到电容器的正极板,电容器两极板上的电荷逐渐增加,两极板间的电压也逐渐增大,直到等于电源电压,充电过程结束。
电容器的放电过程:当用导线把充电后的电容器两极板接通时,电容器两极板上的电荷在电场力的作用下通过导线中和,电容器两极板间的电压逐渐减小,直到为零,放电过程结束。
在充电和放电过程中,电路中会有电流产生,但电流是短暂的。
充电时电流逐渐减小,放电时电流逐渐减小。
四、电容器在电路中的作用电容器在直流电路中,当电路稳定后,电容器相当于断路;在交流电路中,由于电流的方向不断变化,电容器会不断地充电和放电,相当于通路。
§1、4 电容器1.4.1、电容器的电容电容器是以电场能的形式储存电能的一种装置,与以化学能储存电能的蓄电池不同。
任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体,都可以看成是一个电容器,电容器所带电荷Q与它两板间电势差U的比值,叫做电容器的电容,记作C,即电容的意义就是每单位电势差的带电量,显然C越大,电容器储电本领越强,而电容是电容器的固有属性,仅与两导体的形状、大小位置及其间电介质的种类有关,而与电容器的带电量无关。
电容器的电容有固定的、可变的和半可变的三类,按极片间所用的电介质,则有空气电容器、真空电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、云母电容器、电解电容器等。
每个电容器的型号都标明两个重要数值:电容量和耐压值(即电容器所承受的最大电压,亦称击穿电压)。
1.4.2、几种常用电容器的电容(1)平行板电容器若两金属板平行放置,距离d很小,两板的正对面积为S、两极板间充满相对介电常数为的电介质,即构成平行板电容器。
设平行板电容器带电量为Q、则两极板间电势差故电容(2)真空中半径为R的孤立导体球的电容由公式可知,导体球的电势为:因此孤立导体球的电容为地球半径很大,电容很大,容纳电荷的本领极强。
(3)同轴圆柱形电容器高H、半径的导体圆柱外,同轴地放置高也为H、内半径为>的导体筒,当H时,便构成一个同轴圆柱形电容器。
如果-,则可将它近似处理为平行板电容器,由公式可得其电容为(4)同心球形电容器半径为的导体球(或球壳)和由半径为的导体球壳同心放置,便构成了同心球形电容器。
若同心球形电容器内、外球壳之间也充以介电常数为的电介质,内球壳带电量为Q,外球壳带-Q电荷,则内、外球壳之间的电势差为故电容当时,同心球形电容器便成为孤立导体(孤立导分是指在该导体周围没有其他导体或带电体,或者这些物体都接地)球形电容器,设,则其电容为若孤立导体外无电介质,则,即。
例8、如图2-4-1所示,两个竖直放置 的同轴导体薄圆筒,内筒半径为R ,两筒间距为d ,筒高为L ,内筒通过一个未知电容的电容器与电动势U 足够大的直流电源的正极连接,外筒与该电源的负极相连。
高中物理:电容器与电容【知识点的认识】1.电容器(1)组成:由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。
(2)带电量:一个极板所带电量的绝对值。
(3)电容器的充、放电充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能。
放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能。
2.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。
(2)定义式:C=。
(3)物理意义:表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。
(4)单位:法拉(F)1F=106μF=1012pF。
(5)说明:电容是反映了电容器储存电荷能力的物理量,其数值由电容器的构造决定,而与电容器带不带电或带多少电无关。
就像水容器一样,它的容量大小与水的深度无关。
电容决定式:C=.其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。
而常见的平行板电容器,电容为C=.(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离。
)【命题方向】题型一:对电容器的认识例1:下列四个电学器材中,电容器是()A.B.C.D.分析:每种类型的电容内部结构是不一样的,简单来说就是,两个电极中间夹了一层介质就构成了电容。
根据介质的不同又分为薄膜电容、铝电解电容、陶瓷电容等。
解:A、这是一个蓄电池。
故A错误;B、这是滑动变阻器,是一个可调电阻。
故B错误;C、这是电流表,用来测量电流的器材,故C错误;D、这是一个可调电容大小的电容器,故D正确。
故选:D。
点评:了解常见的电容器构造,并能区分于其他的电器。
题型二:对电容器的理解例2:关于电容器,下列说法中正确的是()A.电容器是产生电荷的装置B.两个金属导体直接接触就构成了一个电容器C.电容器充电时能使两个极板带上等量的异种电荷D.电容器充电时能使两个极板带上等量的同种电荷分析:两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器,电容器充电时两个极板会带等量异种电荷。
高中物理知识点电容器高中物理知识点电容器在我们上学期间,大家都没少背知识点吧?知识点就是一些常考的内容,或者考试经常出题的地方。
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高中物理知识点电容器1一、电容器1. 电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。
两个导体称为电容器的两极。
2. 电容器的带电量:电容器一个极板所带电量的绝对值。
3. 电容器的充电、放电.操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。
充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能二、电容1. 定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值,叫做电容器的电容C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。
②电容的单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
常用单位有微法(μF),皮法(pF) 1μF = 10-6F,1 pF =10-12F2. 平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比。
是电介质的介电常数,k是静电力常量;空气的介电常数最小。
3. 电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源,带电量不变。
高中物理知识点电容器21.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的`距离(m)}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)拓展相关:高中物理知识点电总结高中物理的确难,实用口诀能帮忙。
容器的电容知识集结知识元电容器的电容知识讲解电容器一、构造:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器(电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板,两个极板非常靠近,中间的绝缘层用薄绝缘纸充当,分别用两根导线连接两极.这就是电容器的结构)。
二、电容器的充电、放电:1.充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
特点:充电过程中有短暂的充电电流,电流由电容器的负极板经外电路到达正极板。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。
充电过程中带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加,电能转化为电场能2.放电:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。
特点:充电过程中有短暂的充电电流,电路由电容器的正极板经外电路到达负极板。
放电后,两极板间不存在电场,电场能转化为其他形式的能量。
带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能电容一、与水容器类比后得出。
说明:对于给定电容器,相当于给定柱形水容器,C(类比于横截面积)不变。
这是量度式,不是关系式。
在C一定情况下,Q=CU,Q正比于U。
1.定义:电容器所带的电量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。
2.公式:若极板上的电量增加ΔQ时板间电压增加ΔU,则.3.单位:法拉(F)还有微法(μF)和皮法(pF)1F=10-6μF=10-12pF4.电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,是由电容器本身的性质(由导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的,与电容器是不是带电无关。
在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加1V所增加的电量.平行板电容器一、结构:平等板电容器由两块平行相互绝缘金属板构成:1.两极板间距:d;2.两极板正对面积:S.3.介电常数:ɛ(由电介质决定,真空介电常数最小)4.关系:一般说来,构成电容器的两个导体的正对面积S越大,距离d越小,这个电容器的电容就越大;两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容.二、量度:,Q是某一极板所带电量的绝对值,U是两极板间的电势差(或电压)三、表达式:k为静电力常量,ɛ称为介电常数.说明:是电容的定义式,它在任何情况下都成立,式中C与Q、U无关,而由电容器自身结构决定.而是电容的决定式,它只适用于平行板电容器,它反映了电容与其自身结构S、d、ɛ的关系.特别提醒:(或)适用于任何电容器,但仅适用于平行板电容器.例题精讲电容器的电容例1.在国际单位制中,电容的单位是____(选填“库仑”、“伏特”或“法拉”)。
电容器的电容知识点:电容器的电容一、电容器1.电容器:储存电荷和电能的装置.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.电容器的充放电(1)充电:把电容器的两极板分别与电池组的两极相连,两个极板分别带上等量的异种电荷的过程,充电过程中,由电源获得的能量储存在电容器中.(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和的过程,放电过程中,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. 二、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. 2.定义式:C =QU.3.单位:电容的国际单位是法拉,符号为F ,常用的单位还有微法和皮法,1 F =106 μF =1012 pF.4.物理意义:电容器的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势差为1 V 时电容器需要带的电荷量. 5.击穿电压与额定电压(1)击穿电压:电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,电容器就会损坏.(2)额定电压:电容器外壳上标的工作电压,也是电容器正常工作所能承受的最大电压,额定电压比击穿电压低. 三、平行板电容器1.结构:由两个平行且彼此绝缘的金属板构成.2.电容的决定因素:电容C 与两极板间电介质的相对介电常数εr 成正比,跟极板的正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比. 3.电容的决定式:C =εr S4πkd ,εr为电介质的相对介电常数,k 为静电力常量.当两极板间是真空时,C =S4πkd .四、常用电容器1.分类:分为固定电容器和可变电容器两类.2.固定电容器有:聚苯乙烯电容器、电解电容器等.3.可变电容器由两组铝片组成,固定的一组叫定片,可动的一组叫动片.转动动片,两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着变化.五、实验:观察电容器的充、放电现象1.实验原理(1)电容器的充电过程如下图所示,当开关S接1时,电容器接通电源,在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动,正极板因失去电子而带正电,负极板因获得电子而带负电.正、负极板带等量的正、负电荷.电荷在移动的过程中形成电流.在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”),以后随着极板上电荷的增多,电流逐渐减小(填“增大”或“减小”),当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动,电流I=0 .(2)电容器的放电过程如下图所示,当开关S接2时,相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来,电容器正、负极板上电荷发生中和.在电子移动过程中,形成电流,放电开始电流较大(填“大”或“小”),随着两极板上的电荷量逐渐减小,电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零.2.实验器材:6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干.3.实验步骤(1)按图连接好电路.(2)把单刀双掷开关S打在上面,使触点1和触点2连通,观察电容器的充电现象,并将结果记录在表格中.(3)将单刀双掷开关S打在下面,使触点3和触点2连通,观察电容器的放电现象,并将结果记录在表格中.(4)记录好实验结果,关闭电源. 4.实验记录和分析5.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计. (2)要选择大容量的电容器. (3)实验要在干燥的环境中进行.(4)在做放电实验时,在电路中串联一个电阻,以免烧坏电流表.技巧点拨一、电容器 电容1.电容器的充电过程,电源提供的能量转化为电容器的电场能;电容器的放电过程,电容器的电场能转化为其他形式的能.2.电容器的充、放电过程中,电路中有充电、放电电流,电路稳定时,电路中没有电流. 3.C =Q U 是电容的定义式,由此也可得出:C =ΔQΔU.4.电容器的电容决定于电容器本身,与电容器的电荷量Q 以及电势差U 均无关. 二、平行板电容器1.C =Q U 与C =εr S4πkd的比较(1)C =Q U 是电容的定义式,对某一电容器来说,Q ∝U 但C =QU 不变,反映电容器容纳电荷本领的大小; (2)C =εr S 4πkd 是平行板电容器电容的决定式,C ∝εr ,C ∝S ,C ∝1d,反映了影响电容大小的因素.2.平行板电容器动态问题的分析方法 抓住不变量,分析变化量,紧抓三个公式: C =Q U 、E =U d 和C =εr S 4πkd3.平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合,两极板间的电势差U 恒定, Q =CU =εr SU 4πkd ∝εr S d ,E =U d ∝1d.(2)充电后断开S ,电荷量Q 恒定, U =Q C =4πkdQ εr S ∝d εr S ,E =U d =4πkQ εr S ∝1εr S .三、静电计的使用静电计是在验电器的基础上改造而成的,静电计由相互绝缘的两部分组成,静电计与电容器的两极板分别连接在一起,则电容器两极板间的电势差就等于静电计上所指示的电势差U ,U 的大小可从静电计的刻度读出,可见,静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化.例题精练1.(菏泽二模)如图所示,平行板电容器与光电管相连,用蓝光照射光电管时,处在电容器中的带电粒子P 处于静止状态,可以判断( )A.粒子P带的是负电荷B.保持蓝光的强度不变,增大电容器两板间的距离,粒子P将向上运动C.若换用紫光照射,粒子P将向上运动D.若换用紫光照射,粒子P将向下运动2.(顺德区模拟)如图所示是某电容式话筒的原理示意图,E为电源,R为电阻,P为金属薄片,Q为金属板。
第12课时 电容器 电容
一、知识内容:
1、电容器:
① 电容器:任何两个相互靠近而又彼此绝缘的导体组成电容器。
② 电容器的作用:是用来储存电荷。
使电容器带电量增加的过
程是充电过程(如图双向开关接A ),使电容器带电量减少的
过程是放电过程(图中双向开关接B )。
③ 电容器的电量:两极带等量的异种电荷,每个极板所带电量
的绝对值-----电容器电量。
2、电 容:
① 定义:电容器的带电量与两极间电势差的比值。
② 定义式: U Q C = 单位:法拉,(F 、 F
μ、pF 、) ③ 意义:表示电容器容纳电荷本领大小,大小由电容器的结构决定的,与电容器是否带 电、带多少电荷、以及电势差大小无关。
④ 计算式:U
Q U Q C ∆∆==。
3、平行板电容器:kd
S C r πε4=; (1)公式kd S C r πε4=是平行板电容器的决定式,只适用于平行 板电容器.
(2)平行板电容器内部是匀强电场E=U/d .
(3)电容器的电势差的测量:静电计(如右图)
静电计是可用来测量电势差的仪器,使用时将它的金属球与电容器一极板相 连,外壳与另一极板相连,从指针偏角便可比较电容器两极板间的电势差,指针 偏角越大,电势差越大.(静电计不能用伏特表代替)
(4)电容器的d 、s 、r ε变化 → 电容器的Q 、U 、C 、E 的变化:
A 、确定不变量。
当电容器与电源线连接时两板间电势差保持不变;当电容器 带电后与电路断开时电容器的带电量保持不变.
B 、用决定式kd S
C r πε4=
分析平行 板电容器的电容的变化;C 、用定义式U Q C =
分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化; D 、用d
U E =分析电容器间场强的变化。
二、应用举例:
【例1】如图,A 、B 为水平放置的平行板电容器,正对面积为S ,板间距离为d ,电容为C , 两板间有一个质量为m 带电粒子,静止于P 点,电源电动势为U ,讨论下述问题: ⑴ 带电粒子的带电量。
⑵ 极板靠近过程中,粒子如何运动,微安表中有无电流流过。
⑶ 将A 、B 板错开一些,粒子如何运动,微安表中有无电流流过。
⑷ 在A 、B 板间插入一个金属框,且P 点在金属框内,粒子如何运动,微安表中有无电 流流过。
⑸ 在A 、P 间插入一个金属框,粒子如何运动,微安表中有无电流流过。
+ + + --- B A
【例2】在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板A 与一
灵敏的静电计相接,极板B 接地。
若极板B 稍向上移
动 一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容
器电 容变小的结论的依据是( )
A 、 两极板间的电压不变,极板上的电量变小
B 、 两极板间的电压不变,极板上的电量变大
C 、 极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小
D 、 极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大
三、课堂练习:
1、如图,平行板电容器经开关K 与电池连接,a 处有一带电量非
常小的点电荷。
K 是闭合的,ϕa 表示A 点的电势,F 表示点电 荷受到的电场力。
现将电容器的B 板向下稍微移动,使两板间 的距离增大,则( )
A .ϕa 变大,F 变大
B .ϕa 变大,F 变小
C .ϕa 不变,F 不变
D .ϕa 不变,F 变小
2、对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( )
A .将两极板的间距加大,电容将增大
B .将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小
C .在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大
D .在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大
3、如图 所示,先接通S 使电容器充电,然后断开S .当增大两极板间距离时,
电容器所带电荷量Q 、电容C 、两极板间电势差U 、电容器两极板间场强E
的变化情况是( )
A .Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小
B .Q 变小,
C 变小,U 不变,E 不变
C .Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变
D .Q 不变,C 变小,U 变小,
E 变小
4、在探究平行板电容器的电容的实验中,对一个电容为C 、正对面积S 、两板之间距离d 的电容器,充电使其带电荷量Q 后,以下说法正确的是:( )
A 、若带电荷量再增加Q ∆,则电容器两极板之间的电压一定增加C Q /∆;
B 、若带电荷量再增加Q ∆,则电容器两极板之间的电场强度可能不变;
C 、保持带电荷量Q 不变,若电容器两极板之间的距离最大到2d ,则场强增大到原来2倍;
D 、保持带电荷量Q 不变,若电容器正对面积减小到原来的1/2,则场强增大到原来2倍;
5、图中是一个平行板电容器,其电容为C ,带电量为Q ,上极
板带正电。
现将一个试探电荷q 由两极板间的A 点移动到B
点,如图所示。
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
.Qd qCs B .Cd qQs C .Cd
2qQs D .Qd 2qCs 6、如图所示,有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片,与该金属片
隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片.这两片金属片组成一个小电容
器.该电容器的电容C 可用公式C=εS/d 计算,式中常量ε=9×10—12F •m ─1,S 表
示金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离.当键被按下时,此小电容器
的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了,从而给
出相应的信号.设每个金属片的正对面积为58mm 2,键未按下时两金属片的距离 为0.6mm .如果电容变化0.25pF ,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下( )
+ + + --- B A A B
K a
A .0.15mm
B .0.25mm
C .0.35mm
D .0.45mm
第12课时 电容器 电容
参考答案
【例1】:(1)U
mgd q ; (2)向上运动,有电流;
(3)粒子静止,有电流;
(4)向下运动;有电流;
(5)向上运动,有电流;
【例2】: D ;
课堂练习:。