高二物理电容器的电容
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以下是高二物理电磁学部分的常用公式:
电场强度公式:E=F/q,电场力公式:F=qE,电势差公式:U=W/q,电容器的电容公式:C=Q/U,电流的定义式:I=q/t。
欧姆定律:I=U/R,焦耳定律:Q=I²Rt,法拉第电磁感应定律:E=nΔΦ/Δt,闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)。
磁感应强度的定义式:B=F/IL,安培力公式:F=BIL,洛伦兹力公式:F=qvB。
电功公式:W=UIt,电功率公式:P=UI,焦耳定律:Q=I²Rt。
洛伦兹力不做功,电场力做功与电势差的关系为:WAB=qUAB。
粒子通过加速电场的偏转量与偏转角的关系为:y=at²/2,tanθ=v⊥/v0。
电容器通过充电和放电过程实现电能和化学能的转化。
平行板电容器的电容公式为:C=εS/4πkd。
带电粒子在匀强电场中的运动公式有:v²-v0²=2ax,tanθ=v⊥/v0等。
电磁学公式比较多且复杂,需根据不同的情境和问题进行选择和应用。
同时也要注意单位和符号的规范使用。
高二物理电容器知识点总结电容器是电学中的重要器件,广泛应用于各个领域。
下面是高二物理电容器知识点的总结。
1. 电容的定义电容器是由两个导体之间用绝缘材料隔开的装置,其中的导体称为电容板,绝缘材料称为电介质。
电容器的电容量C定义为两个导体上的电荷量Q与电容器上的电压U之比:C=Q/U。
2. 电容的单位和量纲电容的国际单位是法拉(F),量纲是库仑/伏(C/V)。
3. 电容器的分类根据电介质的性质,电容器可分为极板电容器和电解电容器两大类。
极板电容器的电介质是固体绝缘体,如瓷质、纸质等;电解电容器的电介质是电解液,如硫酸铝,电容较大。
4. 平板电容器平板电容器由两个平行导体板和中间的绝缘材料组成。
当两个导体板接上电源,产生电场,电介质上的自由电子受到静电力束缚在电介质上,导致电介质两侧的电荷分布。
电容量可由以下公式计算:C = ε0 * εr * A / d, 其中ε0为真空介电常数(8.85×10^-12 C^2 / N m^2),εr为电介质的相对介电常数,A为电容板面积,d为电介质的厚度。
5. 并联电容器当电容器并联时,它们的电压相同,总的电容量等于各个电容器电容量之和:C = C1 + C2 + C3 +...。
6. 串联电容器当电容器串联时,它们的电荷量相同,总的电容量等于各个电容器的倒数之和的倒数:1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 +...。
7. 电容的能量电容器具有存储电场能量的能力,其能量可由以下公式计算:E = 1/2 * C * U^2,其中E为电容器的能量,C为电容量,U 为电容器的电压。
8. 电容器的放电当电容器两端的电压突然降低或短路时,电容器会通过导线放电,释放存储的能量。
放电过程中,电容器的电荷量和电压都会降低,放电电流的大小由以下公式给出:I = ΔQ / Δt。
9. RC电路RC电路是由电阻和电容器组成的电路,其中R为电阻,C为电容器。
高二物理(人教版选修31)第一章静电场第8节电容器的电容典型例题深度解析(含解析)【典型例题】【例 1】平行板电容器所带的电荷量为Q=4×10-8,电容器两板间C的电压为 U=2V ,则该电容器的电容为;若是将其放电,使其所带电荷量为原来的一半,则两板间的电压为,两板间电场强度变为原来的倍,此时平行板电容器的电容为。
【解析】由电容器电容的定义式得: C Q 410 8F 2 108FU2电容的大小取决于电容器自己的构造,与电容器的带电量无关,故所带电荷量为原来一半时,电容不变。
而此时两极板间的电压为:U /Q/Q/2 1U 1VC C2板间为匀强电场,由场强与电压关系可得:/ U /1U1E2d dE 2【答案】 2×10-8F、1V 、1/2 、2×10-8F【例 2】如图电路中, A、B 为两块竖直放置的金属板, G 是一只静电计,开关 S 合上时,静电计张开一个角度,下述情况中可使指针张角增大的是A、合上 S,使 A、B 两板凑近一些B、合上 S,使 A、B 正对面积错开一些C、断开 S,使 A、B 间距增大一些D、断开 S,使 A、B 正对面积错开一些【解析】图中静电计的金属杆接 A 板,外壳与 B 板均接地,静电计显示的是 A、B 两板间的电压,指针的张角越大,表示两板间的电压越高。
当闭合 S 时,A 、B 两板间的电压等于电源两端电压不变。
故静电计的张角保持不变。
当断开S 时,A 、B 两板构成的电容器的带电量保持不变,若是板间的间距增大,或正对面积减小,由平板电容器电容的决定式CS可知,电容都将减小,再由UQ可知,板4 kd C间电压都将增大,即静电计的张角应当变大。
【答案】 C、D【例 3】一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正电荷固定在P 点,以下列图,以 E 表示两板间的场强, U 表示电容器两板间的电压, W 表示正电荷在 P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线地址则:()A、U 变小, E 不变B、E 变小, W 不变C、U 变小, W 不变D、U 不变, W 不变【解析】题意:一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,说明电容器的带电量将保持不变,负极板为零电势。
高二物理电容器电容知识点1、电容器充放电过程:(电源给电容器充电)充电过程S-A:电源的电能转化为电容器的电场能放电过程S-B:电容器的电场能转化为其他形式的能2、电容(1)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(2)定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的比值就叫做电容器的电容。
(3)定义式:——是定义式不是决定式——是电容的决定式(平行板电容器)(4)单位:法拉F,微法μF,皮法pF1pF=10-6μF=10-12F(5)特点○电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。
○电容器的电容C与Q和U无关,只由电容器本身决定。
○在相关电容器问题的讨论中,经常要用到以下三个公式和○3的结论联合使用实行判断.○电容器始终与电源相连,则电容器的电压不变。
电容器充电完毕,再与电源断开,则电容器的带电量不变。
【二】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:从灵敏电流计能够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有,充电过程中由电源获得的电能贮存有电场中,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。
高二物理电容器原理知识点电容器是物理学中重要的器件之一,广泛应用于电子电路、通信、能源存储等领域。
本文将介绍高二物理电容器的原理知识点,包括电容器的定义、电容的计算公式、串并联电容器的等效电容、电容的能量存储和放电过程等内容。
一、电容器的定义电容器是由两个带电导体板和夹在它们之间的绝缘层组成的。
当电容器两板上分别带有正负电荷时,两板之间会形成电场,而电容器的容量就是电容器存储电量的能力大小,其单位为法拉(F)。
电容器的容量与导体板的面积成正比,与两板间的距离成反比。
二、电容的计算公式电容的计算公式为C=Q/V,其中C代表电容,单位为法拉(F),Q代表电容器的电量,单位为库仑(C),V代表电容器上的电压,单位为伏特(V)。
三、串并联电容器的等效电容1. 串联电容器的等效电容计算公式为:1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 +1/C3 + ... + 1/Cn,其中Ceq代表串联电容器的等效电容,C1、C2、C3、...、Cn代表串联电容器的实际电容。
2. 并联电容器的等效电容计算公式为:Ceq = C1 + C2 + C3 + ... + Cn,其中Ceq代表并联电容器的等效电容,C1、C2、C3、...、Cn代表并联电容器的实际电容。
四、电容的能量存储和放电过程1. 电容器的能量存储公式为:W = 1/2*C*V^2,其中W代表电容器的能量存储,C代表电容,V代表电压。
2. 电容器在充电过程中,电流从电源正极流入电容器,经过一段时间后,电容器的电压逐渐升高,电流逐渐减小。
当电容器两板间的电压与电源电压相等时,电容器达到充电完毕的状态。
3. 电容器在放电过程中,电容器存储的电能通过导线流回电源,电流方向与充电过程相反。
随着时间的推移,电容器的电压逐渐降低,同时电流也逐渐减小。
当电容器两板间的电压降至零时,电容器放电完毕。
总结:本文介绍了高二物理电容器的原理知识点,包括电容器的定义、电容的计算公式、串并联电容器的等效电容、电容的能量存储和放电过程等内容。
高二物理电容器、电容、平行板电容器的电容知识精讲电容器、电容、平行板电容器的电容1. 电容器:任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都可看成一个电容器,可以存储电荷。
2. 电容C :(1)定义:C Q U Q U==∆∆ - (2)单位:F F F pF F 110110612μ==--(3)电容由电容器本身结构决定,与Q 、U 无关。
3. 平行板电容器电容:C S kd=επ4 平行板电容器的电容C 与电介质的介电常数ε和两块极板正对面积S 成正比,与两板间距d 成反比。
4. 关于单个电容器问题的思路:(1)首先通过分析确定不变的物理量,当电容与电源相连,U 不变,当电容器充电后与电源断开,Q 不变。
(2)由C ∝εS d判断电容变化。
(3)由C Q UQ U =判断或的变化。
(4)由E U d E Q SE =或∝判断变化。
ε (5)判断电场中某点电势、电势能变化。
5. 含容电路:(1)电容器不是电路组成部分,电流稳定时,电容器是断路,与电容器串接的电阻形同虚设,可看成导线。
(2)电容器的电压等于并联支路两端的电压。
(3)电容器电压U 变化时,带电量随之也发生变化,伴随着短暂的充、放电。
例1. 如图1所示,由平行板电容器和电源组成的电路,先合上开关S ,将一块玻璃板插入电容器极板间,这时电容器两块极板间的电势差为U 1,极板间场强的大小为E 1,然后断开开关S ,再将玻璃板从电容器极板间抽出,此时电容器两极板间的电势差变为U 2,极板间场强的大小变为E 2,试比较U U E E 1212和,和的大小。
图1分析:分析有关单个电容器问题的思路要点是:(1)首先通过分析确定不变的物理量,当电容器的两块极板与电源连接在一起时,两块极板间的电势差始终等于电源的电动势而保持不变;当电容器充电后与电源分离,电容器所带的电荷量则保持不变。
(2)根据平行板电容器电容的决定式分析电容的变化。
(3)根据电容器电容的定义式,分析电容器所带的电荷量或两块极板间电势差的变化。
第08讲:电容器的电容【考点梳理】考点一:电容器和电容1.电容器的组成:两个彼此绝缘的导体,当靠的很近且之间存有电介质时,就组成一电容器. 2.电容器充放电过程3.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,公式为C =QU . (2)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量. (3)单位:1 F =106 μF =1012pF. 技巧考点归纳一.公式C =Q U 与C =εr S4πkd 的比较二、平行板电容器的两类典型问题 1.电容器两极板始终与电源两极相连此时电容器两板间电势差U 保持不变,若用“↑”表示相关物理量增大,“↓”表示减小,则: (1)电容器极板间距离变化.(2)电容器的正对面积变化.2.电容器充电后与电源断开:此时电容器所带电量Q 保持不变. (1)电容器极板间距离变化(2)电容器的正对面积变化.三:平行板电容器与静电计结合问题的解决方法1.静电计指针和外壳分别与两块平行金属板相连接,两块金属板带上等量的异种电荷,电容器电荷量Q 不变.2.由决定式C =εr S4πkd ,根据所给问题中εr 、S 或d 的变化,确定平行板电容器的电容C 的变化情况. 注意电容器间插入电介质时意味着εr 变大,电容C 变大;插入金属板时意味着d 减小,电容C 也变大. 3.根据U =QC ,可确定电容器两极板间的电势差的变化,进而可以确定静电计指针的张角变化情况.【题型归纳】题型一:电容器的概念与描述1.(2022秋·高二校考课时练习)如图所示为一电解电容器,根据图中的标示,判断下列说法正确的是()A.该电容器的电容为2200法拉B.该电容器两极间电势差为1 V时,电容器带电荷量为2.2×10-3 CC.该电容器的电路符号为D.该电容器的击穿电压为80 V2.(2023秋·天津·高二统考阶段练习)关于电容器的电容,下列说法正确的是()A.电容器带的电荷量越多,其电容越大B.电容器两极板间电压越大,其电容越小C.电容器的电容与其所带电荷量无关D.电容器如果不带电,其电容就为零3.(2023秋·吉林辽源·高二校联考期末)由电容器电容的定义式QCU可知()A.只有电容器带电时,电容C才不为零B.C与电容器所带电荷量Q成正比,与电压U成反比C.电容器所带电荷量,是两极板所带电荷量的代数和D.电容在数值上等于使两板间的电压增加1V时所需增加的电荷量题型二:平行板电容器的电容的影响因素4.(2023春·四川成都·高二成都实外校考阶段练习)如图所示为“研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验装置图,把静电计的金属球与电容器右极板连接,金属外壳与左极板均接地,用静电计测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,下列选项中正确的是()A.将左极板上移少许,电容器的两极板所带电量应该减小B.将左极板上移少许,静电计指针的偏转角度应该会增大C.本实验可以用适当量程的电压表代替静电计进行实验D.左极板上移是为了探究平行板间的距离对电容的影响5.(2022秋·广东汕头·高二校考期中)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。
1、电容器充放电过程:
(电源给电容器充电)
充电过程S-A:电源的电能转化为电容器的电场能
放电过程S-B:电容器的电场能转化为其他形式的能
2、电容
(1)物理意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量。
(2)定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的比值就叫做电容器的电容。
(3)定义式:——是定义式不是决定式
——是电容的决定式(平行板电容器)
(4)单位:法拉F,微法μF,皮法pF
1pF=10-6μF=10-12F
(5)特点
○电容器的带电量Q是指一个极板带电量的绝对值。
○电容器的电容C与Q和U无关,只由电容器本身决定。
○在有关电容器问题的讨论中,经常要用到以下三个公式和○3的结论联合使用进行判断.
○电容器始终与电源相连,则电容器的电压不变。
电容器充电完毕,再与电源断开,则电容器的带电量不变。