8电容器的电容
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8电容器的电容题型一、对电容器、电容的理解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(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)公式C=QU,其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.(3)单位:法拉,符号是F,1 F=1 C/V,1 F=106μF=1012 pF.3.说明(1)电容是表示电容器储存电荷特性的物理量,只决定于电容器本身,而与Q、U无关;(2)C=QU是电容的定义式,对任何电容器都适用;(3)C=QU=ΔQΔU,电容器的电容在数值上等于两极板上每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量.4.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成.(2)电容的决定因素:电容由电容器本身的构造决定,与Q、U无关.由公式C=εr S4πkd知,影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr、电容器两极板的正对面积S和两极板间的距离d.(3)表达式C=εr S4πkd,εr为相对介电常数,真空时εr=1.其他电介质时εr>1.5.C=QU与C=εr S4πkd的比较C=QU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;C=εr S4πkd是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.提醒:C=QU适用于所有电容器;C=εr S4πkd仅适用于平行板电容器.1一个已充电的电容器,若使它的电量减少3×10-4 C,则其电压减少为原来的1 3,则()A.电容器原来的带电量为9×10-4 CB.电容器原来的带电量为4.5×10-4 CC.电容器原来的电压为1 VD.电容器的电容变为原来的1 32一个电容器带电荷量为Q时,两极板间电压为U,若使其带电荷量增加4.0×10-7 C时,它两极板间的电势差增加20 V,则它的电容为()A.1.0×10-8 FB.2.0×10-8 FC.4.0×10-8 FD.8.0×10-8 F3如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是()A.是充电过程B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10-2 FD.该电容器的电荷量变化量为0.2 C4有一充电的电容器,两板间的电压为3 V,所带电荷量为4.5×10-4 C,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2 V,电容器的电容是多少?所带电荷量是多少?题型二、平行板电容器的电容及动态分析1.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 4πkd2.平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U 不变.由C =εr S 4πkd ∝εr S d 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由Q =UC =U ·εr S 4πkd ,可知,当U 不变时,Q 也随d 、S 、εr 的变化而变化.由E =U d ∝1d 可知,当U 不变时,E 随d 的变化而变化.(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电荷量Q 保持不变.由C =εr S 4πkd ∝εr S d 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由U =Q C =4πkdQ εr S ∝d εrS 可知,当Q 不变时,U 也随d 、S 、εr 的变化而变化. 由E =U d =Q Cd =4πkQ εr S ∝1εrS 可知,E 随S 、εr 的变化而变化,而与d 无关. 1 (多选)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U ,现使B 板带正电,实验中,电荷量不变,则下列判断正确的是( )A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B.将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D.若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零2 如图所示是一个由电池、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路,开关S 闭合.一带电液滴悬浮在两板间P 点不动,下列说法正确的是( )A.带电液滴可能带正电B.增大两极板间距离的过程中,电阻R中有从a到b的电流,电容器中负电荷从B 运动到AC.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D.断开S,减小两极板距离的过程中,液滴静止不动3(多选)如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一定角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是()A.使A、B两板靠近一些B.使A、B两板正对面积减小一些C.断开S后,使A板向左平移一些D.断开S后,使A、B正对面积减小一些4如图所示,将平行板电容器接在电池组两极间,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则()A.电容器带电荷量不变B.电源中将有电流从正极流出C.尘埃仍静止D.电流计中将有电流,电流方向为b→a5如图所示,平行板电容器两极板A、B与电池两极相连,一带正电小球悬挂在电容器内部.闭合开关S,充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ,则()A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变题型三、图像问题与综合计算1如图为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离d变化时,电容C便发生变化,通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况.在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是()2如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3 m,g取10 m/s2,求:(1)该电容器所带电荷量.(2)若板间有一带电微粒,其质量m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电荷量为多少?带何种电荷?3如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上,两极板间距为3 cm,电容器带电荷量为6×10-8 C,A极板接地.求:(1)平行板电容器的电容;(2)平行板电容器两板之间的电场强度;(3)距B板2 cm的M点处的电势.8电容器的电容题型一、对电容器、电容的理解1答案 B解析由C=ΔQΔU得ΔQ=C(U-13U)=23CU=23QQ=32ΔQ=4.5×10-4C,故B正确.因电容器的电容不知,所以无法得出电容器原来的电压,C错.电容是由电容器本身决定,跟电压和电荷量的变化无关,所以电容器的电容不变,D错误.2答案 B解析C=ΔQΔU=4.0×10-720F=2.0×10-8 F.故选B.3答案 B解析由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错,B对;由C=QU=0.240F=5×10-3 F,可知C错;ΔQ=CΔU=5×10-3×4 C=0.02 C,D错.4答案 1.5×10-4 F 1.5×10-4 F3×10-4 C解析C=QU=4.5×10-43F=1.5×10-4 F.电容器电压降为2 V时,电容不变,仍为1.5×10-4 F.此时所带电荷量为Q′=CU′=1.5×10-4×2 C=3×10-4 C.题型二、平行板电容器的电容及动态分析1答案AB解析电容器上所带电荷量一定,由公式C=εr S4πkd得,当d变大时,C变小.再由C=QU得U变大;当A板上移时,正对面积S变小,C变小,U变大;当插入玻璃板时,C变大,U变小;当将A板拿走时,相当于使d变得更大,C更小,故U应更大,故选A、B.2答案 D解析带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=εr S4πkd和Q=CU可知,两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=εr S4πkd、Q=CU和U=Ed知E=4kπQεr S,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴将加速上升,C选项错误.由E=4kπQεr S知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.3答案CD解析静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高.当合上S后,A、B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压不变,静电计指针张角不变;当断开S后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A、B两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由C=QU可知,板间电压U增大,从而静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C、D.4答案 C解析电容器与电池组连接,其电压不变,带电尘埃静止,静电力与重力平衡,qE =mg,两极板错开时电场强度不变,故C正确;因电容减小,由Q=CU,知电荷量Q 减小,电容器放电,电流方向为a→b,A、B、D错误.5答案AD解析保持开关S闭合,电容器两端间的电势差不变,带正电的A板向B板靠近,极板间距离减小,电场强度E增大,小球所受的电场力变大,θ增大,故A正确,B错误;断开开关S,电容器所带的电荷量不变,C=εr S4πkd,E=Ud=QCd=4πkQεr S,知d变化,E不变,电场力不变,θ不变.故C错误,D正确.题型三、图像问题与综合计算1答案 A解析由平行板电容器电容的决定式C=εr S4πkd可知,电容C与两极板之间距离d成反比,在第一象限,反比例函数图象是双曲线的一支,选项A正确.2答案(1)3.6×10-9 C (2)2.0×10-6 C负电荷解析(1)由公式C=QU得Q=CU=3.0×10-10×12 C=3.6×10-9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止,则带电微粒带负电,并且有qE=mg,而E=Ud,解得q=mgdU=2.0×10-3×10×1.20×10-312C=2.0×10-6 C.3答案(1)1×10-9 F(2)2×103 V/m,方向竖直向下(3)-20 V解析(1)平行板电容器的电容C=QU=6×10-860F=1×10-9 F.(2)两板之间为匀强电场,则E=Ud=603×10-2V/m=2×103 V/m,方向竖直向下.(3)M点距A板间距离为d AM=d-d BM=1 cm A与M间电势差U AM=Ed AM=20 V又U AM=φA-φM,φA=0,可得φM=-20 V.。
第8节电容器的电容教学设计一、教学目标1.知识与技能⏹了解电容器的作用及其构造⏹感知电容器充、放电现象⏹探究电容器带电量与电压之间的关系,深刻理解电容器电容的概念⏹研究并理解平行板电容器的电容与哪此因素有关2.过程与方法⏹比值定义法是物理学中经常采用的方法,培养学生掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。
⏹合理猜测→实验验证,掌握控制变量法在多因素相关实验中的使用,培养学生的迁移类推能力、动手实验能力。
⏹培养利用现代计算机技术获取、加工、分析科学实验数据的基本科学素养。
3.情感、态度与价值观⏹借助已有的知识与方法,类比迁移到解决不熟悉问题,培养学生形成自我学习能力。
⏹树立正确对待实验数据的科学态度,大胆假设,小心求证。
通过了解超级电容器、电容触摸屏的应用,感受到科学技术是第一生产力,科技改变生活的价值体验。
二、教学重点、难点重点:了解电容器的结构和工作方式,理解电容的定义。
难点:电容概念的理解。
三、设计思想教学的真谛是“沟通”,要使学生真正理解和掌握物理知识,并内化为自身能力,最好的方法是:让学生主动参与到教学活动中来,通过师生活动、生生活动等方式,让学生在感受与体验中学习,比教师单纯传授知识更有效,思维训练也更加深刻。
学生不仅得到知识,还得到包括解决问题的科学方法、态度,独立思考的良好习惯等。
电容器是后面学习交流电路、LC振荡、无线电知识的基础,了解电容器的结构和工作方式,理解电容的概念及定义方法是这堂课的基本目标,在本节课中,体现“从生活走向物理”的新课程理念,自制的电容器把电容器比较理论的知识很形象地展现给学生,由浅入深,学生在头脑中很容易就会留下深刻的印象。
教学重点是让学生参与教学活动,通过学生实验激发学生学习兴趣,了解电容器充、放电过程。
通过学生实验理性分析电容器两极板电压和所带的的电荷量的关系来探讨电容这个物理量,用定量实验的方法来定义电容C 及平行板电容器的电容C与正对面积S、板间距离d的关系,让学生在学习过程感受到物理量的探究过程,猜想---实验设计---数据采集---数据处理---总结实验结果。
例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 变小例4、如图所示是一个由电池、电阻R 、电键K 与平行板电容器组成的串联的电路,电键闭合。
在增大电容器两极板间距离的过程中( )A 、电阻R 中没有电流B 、电容器的电容变小C 、电阻R 中有从a 流向b 的电流D 、电阻R 中有从b 流向a 的电流例5、如图所示,平行板电容器A 板带正电,并与静电计金属球相连,B 板接地,静电计指针张开一定角度。
以下说法正确的是A 、B 板向上移,静电计张角减小B 、B 、B 板向右移,静电计张角减小C 、板间插入玻璃板,静电计张角减小D 、使A 板放走部分电荷,静电计张角减小例6. 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点,如图9-4-6所示,以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,ε表示正电荷在P 点的电势能。
若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置。
则( ) A .U 变小,E 不变 B .E 变大,ε变大C .U 变小,ε不变D .U 不变,ε 不变例7.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图.金属芯线与导电液体形成一个电容器,从电容C 大小的变化就能反映液面升降的情况,两者的关系是( )A .C 增大表示h 增大B .C 增大表示h 减小C .C 减小表示h 减小D .C 减小表示h 增大例3图 CS例4图 图9-4-12编号:37第8节、电容器的电容课后作业1.一个电容器的规格是100 μF、25 V,对这两个数据的理解正确的是( )A.这个电容器加上25 V电压时,电容才是100 μFB.这个电容器最大电容是100 μF,当带电荷量较小时,电容小于100 μFC.这个电容器所加电压不能高于25 VD.这个电容器所加电压可以低于25 V,但电容不变,总是100 μF2.如图,电源A的电压为6v,电源B的电压为8V,当电键K从A转B时,通过电流计的电量为l 2X10-5C;则电容器的电容为A.2X10-5F B.1.5X10-6FC 6X10-6F D. 1X10-6F3. 两个电容,两极板间的电势差之比为2:3,带电量之比为3:2,则C1/C2等于( )A.2:3 B.3:2 C.4:9 D. 9:44.如图1-52所示,描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像,其中正确的有()5.平行板电容器的电容为C,带电量为Q,板间距离为d,今在两板的中2d点处放一电荷q,则它所受电场力的大小为()A.22dQqkB. 24dQqkC. CdQqD. CdQq27.如图所示,平行板电容器两极板与电源两极相连.为电流表,若将电容器的两极板靠近,则在这一过程中:( )A. 中有电流,方向是a→b.B. 中有电流,方向是b→a.C. 电容器两极板的带电量都增大.D. 电容器两极板间的场强增大.备注:8.一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连,在保持开关闭合的情况下,将电容器两极板间的距离增大,则电容器的电容C、电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是()A.C、Q、E都逐渐增大B. C、Q、E都逐渐减小C.C、Q逐渐减小,E不变D. C、E逐渐减小,Q不变9.在上题中,待电容器充电后将开关断开,再将电容器两极板间距离逐渐增大,则电容器的电容C、极板间的电压U和极板间的电场强度E的变化情况是()A.C变小,U变大,E不变B. C变小,U、E均变大C.C变大,U变小,E不变D. C变小,U不变,E变小10.如图17-1所示,一平行板电容器两板间有匀强电场.其中有一个带电液滴处于静止状态,当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动? ( )A.将电容器下极板稍稍下移.B.将电容器上极板稍稍下移.C.将S断开,并把电容器的下极板稍稍向左水平移动.D.将S断开,并把电容器的上极板稍稍下移.11. 将一个平行板电容器接上电源后再切断电源.然后使两极板间的距离增大一些,则关于电容器两极的电压U和两极间的场强E的变化,下列说法正确的是 ( )A.U增大,E增大,B.U增大,E不变C.U不变,E减小,D.U减小,E减小.12.如图所示,水平放置的平行金属板与电源相连,板间距离为d,板间有一质量为m.电量为q的微粒恰好处于静止状态,若再将开关断开,再将两板间距离先增大为2d,再减小到d/2,则微粒将 ( )A.先向上加速运动,后向下加速运动B.先向下加速运动,后向上加速运动.C.保持静止.D.一直向下运动.13.如右图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大14.如图7所示,平行的两金属板M、N与电源相连,一个带负电的小球悬挂在两板间,闭合电键后,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若N板向M板靠近,θ角将_____;把电键K断开,再使N板向M板靠近,θ角将______.。
第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小,定义式为C=QU,电容的大小决定于电容器本身,与Q和U无关。
2.平行板电容器的电容决定式为C=εr S4πkd,即C由εr、S、d共同来决定。
3.平行板电容器保持电荷量不变的情况下,若只改变板间距离,则电场强度不变。
一、电容器和电容1.电容器的组成两个彼此绝缘的导体,当靠得很近且之间存有电介质时,就组成一电容器。
2.电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能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=Q U 。
(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=106μF=1012 pF。
二、平行板电容器及常见电容器1.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘的平行金属板。
(2)电容的决定因素:两板间距离d ,两板的正对面积S ,两板间电介质的相对介电常数εr 。
(3)关系式:C =εr S4πkd。
2.常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分:聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、 电解电容器等按电容是否可变分:固定电容器、可变电容器3.电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压:电容器能够长期正常工作时的电压。
(2)击穿电压:电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏。
1.自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。
(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ,若电荷量增大为2Q ,则电容变为2C 。
(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。
(√)(5)电解电容器使用时,正、负极不能接反。
8uf电容电容是电子元件的一种,经常在电路中使用。
在各种类型的电路中,电容的作用不一。
8uf电容是一种常见的电容型号,下面将就8uf 电容的相关内容进行分析。
一、什么是电容?电容是一种能够存储电荷的元件,它是由两个金属板之间分隔并且夹着一层绝缘材料形成的。
电流在金属板之间流通时,电荷在板上积累形成电场,而这个电场就储存了能量。
电容容量的大小就取决于板之间距离和介质材料的性能。
二、8uf电容的特点8uf电容是一种电容型号,它的特点如下:1.容量大小:8uf电容的电容量是8微法。
2.尺寸:在容量为8uf的情况下,8uf电容的尺寸可以有很多选择。
一般来说,其尺寸会影响它的电气性能,包括工作电压和漏电流等。
3.工作电压:8uf电容的工作电压是指电容器能承受的最高电压。
不同的8uf电容工作电压不一样,大多在几十伏到数百伏之间。
4.漏电流:8uf电容的漏电流是指当8uf电容处于断电状态时电容器的放电速度。
漏电流的大小会受到温度和尺寸的影响。
三、8uf电容的应用作为一种非极性电容,8uf电容的应用具有广泛性。
它可以用于各种类型的电子设备中,包括电源滤波、信号耦合和维持时间等。
8uf 电容还可以在滤波电路、放大电路和线性稳压器中发挥作用。
不仅如此,8uf电容还可以提高电路的效率并防止电路振荡。
总之,8uf电容是一种重要的电子元件,它具有存储电能和储存电荷的能力,广泛应用于电子设备中的各种电路。
8uf电容的特点如容量大小、尺寸、工作电压和漏电流等都会影响它的使用,需要开发人员按需选择。
8uf电容的应用范围非常广泛,它可以提高电路效率并发挥防振的重要作用。
8uf电容8uf电容是一种常见的电子元件,广泛应用于电路中。
它的主要功能是储存电荷,并且可以在电路中起到滤波、隔离等作用。
在本文中,我们将探讨8uf电容的工作原理、应用领域以及一些注意事项。
让我们来了解一下8uf电容的工作原理。
电容是由两个导体之间的绝缘材料隔开而形成的,常用的绝缘材料有陶瓷、塑料等。
当电容器两端施加电压时,电荷会在两个导体之间积累,并产生电场。
而电容的大小决定了它可以储存的电荷量的多少,单位是法拉(F),8uf即为8微法。
8uf电容在电路中有着广泛的应用。
首先,它可以用于直流电源的滤波。
在直流电源输出的电压中,往往会存在一些纹波,这对于一些对电压稳定性要求较高的设备来说是不可接受的。
通过将8uf电容连接到直流电源的输出端,可以将这些纹波滤除,使电压更加稳定。
8uf电容还可以用于隔离不同电路之间的信号。
在某些电路中,为了防止干扰或保护电路,需要将不同的信号隔离开来。
通过将8uf 电容连接到两个电路之间,可以起到隔离的作用,使得信号不会相互干扰。
除了滤波和隔离,8uf电容还可以用于储存能量。
在一些需要短时间内释放大量电荷的场合,8uf电容可以作为能量储存器使用。
例如在闪光灯中,需要在瞬间释放大量电荷来产生强光,这时就可以利用8uf电容来储存能量,使得瞬间释放电荷。
当使用8uf电容时,我们需要注意一些事项。
首先,电容器两端的电压不能超过额定电压,否则会导致电容损坏。
此外,由于电容具有极性,即具有正负极之分,因此在连接时需要注意极性的正确性,否则会影响电容的工作效果。
总结一下,8uf电容是一种常见的电子元件,它的工作原理是通过储存电荷来实现滤波、隔离等功能。
它在直流电源滤波、信号隔离、能量储存等方面有着广泛的应用。
使用8uf电容时需要注意电压和极性的问题。
希望通过本文的介绍,读者对8uf电容有了更深入的了解。
8电容器的电容知识内容电容器的电容考试要求必考加试b c课时要求1。
知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造。
2。
理解电容的概念及其定义式和决定式。
3.了解平行板电容器电容的决定因素,并能用其讨论有关问题。
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号电荷的过程.充电过程中,由电源获得的电能储存在电容器中.(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,电场能转化为其他形式的能量.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=错误!.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=106μF=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.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=错误!,εr为电介质的相对介电常数.当两极板间是真空时:C=错误!,式中k为静电力常量.四、常用电容器1.分类:从构造上看,可以分为固定电容器和可变电容器两类.2.电容器的额定电压和击穿电压:(1)额定电压:电容器能够长期正常工作时的电压.(2)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,则电容器就会损坏.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)电容器的电容跟它两极板间电压成反比.(×)(2)电容器的电容越大,所带电荷量就越多.(×)(3)对于确定的电容器,它所充的电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.(√)(4)将平行板电容器两极板的间距加大,电容将增大.(×)(5)将平行板电容器两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小.(√)(6)在平行板电容器极板间插入电介质,电容将增大.(√)2.某平行板电容器充电后所带电荷量为Q=2×10-6C,两板间的电压U=4 V,则该电容器的电容为__________ F,若只将该电容器的板间距离增大,电容器的电容将________,若只将两极板错开,使极板正对面积减小,电容器的电容将________.答案5×10-7减小减小一、电容器电容[导学探究](1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连,对电容器进行充电,该过程中能量是如何转化的?当把电容器两极相接,对电容器进行放电,该过程中能量是如何转化的?(2)当电容器的带电荷量增加时,电容器两极板间的电势差如何变化?带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化?答案(1)充电过程中由电源获得的电能转化为电容器内的电场能;放电过程中电容器的电场能转化为其他形式的能量.(2)增大不变[知识深化]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=错误!是电容的定义式.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.例1(2018·长兴、德清、安吉上学期期中)电容器是一种重要的电学元件.某电容器的电容为C,当两极板加电压U时,电容器所带的电荷量为Q。
8 电容器的电容
[课标解读] 1.知道电容器的概念,认识常见的电容器,通过实验感知电容器的充、放电现象.2.理解电容的概念及定义方法,掌握电容的定义、公式、单位,并会应用定义式进行简单的计算.3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素,了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器电容大小的办法.
一、电容器 1.电容器
两个彼此_____又_______ 的导体,组成一个电容器. 2.充、放电过程
1.定义
电容器所带的_____与电容器两极板间的电势差U 的_____,公式为C =Q
U .
2.物理意义
表示电容器__________的大小. 3.单位
在国际单位制中是法拉(F). 1 F =1 C/V,1 F =_____ μF =1012 pF. 三、平行板电容器的电容、常用电容器 1.平行板电容器 (1)结构
由两个__________且彼此绝缘的金属板构成. (2)电容的决定因素
电容C 与两极板间的相对介电常数成_____,跟极板的正对面积S 成_____,跟极板间的距离d 成_____
(3)电容的决定式
C =εr S 4πkd ,εr
为电介质的相对介电常数.
当两极板间是真空时,C =S
4πkd .式中k 为静电力常量.
2.常用电容器 (1)分类
⎩⎪⎨⎪
⎧
按电介质分:空气电容器、聚苯乙烯电容器、 陶瓷电容器、电解电容器等.按电容是否可变分:可变电容器、固定电容器.
(2)电容器的额定电压和击穿电压
①额定电压:电容器能够__________的电压.
②击穿电压:电介质被_____时在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,则电容器就会损坏. [判断]
(1)公式C =Q
U 不能适用于平行板电容器.( )
(2)任何电介质的相对介电常数都大于1.( )
(3)根据公式Q =CU 可知,只要在电容器上加上足够大的电压,电容器就可以容纳足够多的电荷.( )
要点一 对电容器的电容的理解
[例1] 板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间电势差为U 1,板间场强为E 1,现将电容器所带电荷量变为2Q ,板间距变为1
2d ,其他条件不变,这时两极板间电势差
为U 2,板间场强为E 2,下列说法正确的是( ) A .U 2=U 1,E 2=E 1 B .U 2=2U 1,E 2=4E 1 C .U 2=U 1,E 2=2E 1
D .U 2=2U 1,
E 2=2E
判断平行板电容器电容变化的方法
它两极板间的电势差增加20 V,则它的电容为()
A.1.0×10-8 F B.2.0×10-8 F
C.4.0×10-8 F D.8.0×10-8 F
2.(多选)如图所示的各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C 之间相互关系的图象,其中正确的是()
要点二平行板电容器的两类典型问题
两类基本问题的分析
(1)两类问题
电容器两极板始终与电源两极相连(此时板间电压U保持不变);电容器充电后与电源断开(此时带电荷量Q保持不变).
(2)分析思路
[例2]如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则()
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带电油滴的电势能将减小
D.若电容器的电容减小,则极板带电荷量将增大
分析电容器动态变化问题的三个步骤
3.(2016·高考全国卷Ⅰ)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器()
A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
4.如图所示,设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若()
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ不变
5. (多选)如图所示,平行板电容器竖直放置,A板上用绝缘线悬挂一
带电小球,静止时,绝缘线与固定的A板成θ角,平移B板,下列说
法正确的是()
A.S闭合,B板向上平移一小段距离,θ角变大
B.S闭合,B板向左平移一小段距离,θ角变大
C.S断开,B板向上平移一小段距离,θ角变大
D.S断开,B板向左平移一小段距离,θ角不变。