【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书：第1章 第4节 电容器

四、电容器

学

习

目

标 知 识 脉 络

1.知道电容器的结构和功能.

2.理解电容器的充电和放电．(难点)

3.掌握影响电容大小的因素．(重点)

4.知道电容的单位

电 容 器

[先填空]

1．作用：电容器是储存电荷的装置．

2．组成：两个彼此绝缘且又互相靠近的导体．

3．充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与电池组的负极相连，就能使两个极板分别带上等量的异种电荷，这个过程叫做电容器的充电．

[再判断]

1．任意两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可组成电容器．(√)

2．使电容器带电的过程叫做充电．(√)

3．平行板电容器充电后，两极板间的电场为匀强电场．(√)

[后思考]

电容器是如何工作的？

【提示】 电容器是通过充电过程和放电过程进行工作的．

1．充电过程 电路如图1-4-1所示．

图1-4-1

特点：

(1)有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小．

(2)电容器所带电荷量增加．

(3)电容器两极板间电压升高．

(4)电容器两极板间电场强度增加．

当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等．

2．放电过程

电路如图1-4-2所示．

图1-4-2

特点：

(1)有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小．

(2)电容器所带电荷量减少．

(3)电容器两极板间电压降低．

(4)电容器两极板间电场强度减弱．

当电容器放电结束后，电路中无电流．电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程．

1．下列关于电容器的说法，不正确的是( )

【导学号：46852009】

A．电容器由两个彼此绝缘的正对金属极板构成

B．电容器只能储存同种电荷

C．照相机闪光灯应用电容器放电发出强光 D．电容器既能充电，也能放电

【解析】 电容器的两极板带有等量异种电荷，不可能带同种电荷，所以选项B错误．

【答案】 B

2．在如图1-4-3所示的实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )

图1-4-3

A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电

B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电

C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电

D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电

【答案】 A

3．电路如图1-4-4所示，当把单刀双掷开关S打在1上的瞬间，判断R上的电流方向；然后把S打在2上，此时流过R的电流方向又如何？

【导学号：46852010】

图1-4-4

【解析】 S打在1上，电容器充电，电流方向：b→R→a.

S打在2上，电容器放电，电流方向：a→R→b.

【答案】 见解析

电容器充电结束后两极板带有等量异种电荷；放电是正、负电荷的中和过程.

电 容 器 的 电 容

[先填空]

1．影响因素：电容器极板的正对面积越大、极板间的距离越近，电容器的电容就越大．极板间电介质的性质也会影响电容器的电容量．

2．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，常用单位还有微法(μF)和皮法(pF)，它们的关系是：1 μF＝10－6F,1 pF＝10－12F.

3．物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量． [再判断]

1．其他条件不变，只增大电容器极板的正对面积，则电容增大．(√)

2．电容器极板间的距离越大电容越大．(×)

3．电容的单位法拉是一个很小的单位．(×)

[后思考]

1．电容器所带电荷越多电容就越大吗？

【提示】 不是，电容器的电容由电容器极板的正对面积、极板间的距离和电介质的性质决定，和所带电荷量无关．

2．充电后的电容器是否储存了能量？

【提示】 是，因为充电后的电容器能够对外做功，如使闪光灯能够发光．

对电容器电容的理解

1．物理意义

电容是表示电容器容纳(储存)电荷本领大小的物理量，在电压相同的情况下，电容器极板上储存电荷量越多，表示电容器的电容越大．

2．决定平行板电容器电容大小的因素及其之间的关系

(1)因素：①极板的正对面积；②极板间的距离；③极板间电介质的性质．

(2)关系：一般来说，电容器极板的正对面积越大、极板间距离越小，电容器的电容就越大，极板间电介质的性质也会影响电容器的电容，而电容的大小与带电荷量及两板间电压无关．

4．(多选)下列关于电容器的叙述正确的是( ) A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才能称为电容器

B．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关

C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和

D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电场能并储存起来，电容器的放电过程是将电容器储存的电场能转化为其他形式的能

【解析】 电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，选项A错误，B正确；

电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，若求两极板电荷量的代数和，则恒为零，选项C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，选项D正确．

【答案】 BD

5．关于电容器的电容，下列说法正确的是( )

A．电容器所带的电荷量越多，电容就越大

B．电容器两板间的电压越高，电容就越大

C．电容器所带电荷量增加一倍，电容就增加一倍

D．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量

【解析】 电容由电容器本身的构造决定，对于确定的电容器，其电容是一定的，与电容器所带的电荷量及两板间的电压无关．

【答案】 D

6．如图1-4-5所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当用外电路中的电流变化来说明电容增大时，导电液体的深度h变化为( )

【导学号：46852011】

图1-4-5

A．h增大 B．h减小

C．h不变 D．无法确定 【解析】 由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时，相当于电容两极的正对面积发生变化，从而引起电容的变化．可见，电容器的电容变大时，导线芯和导电液体的正对面积增大，所以导电液体的深度h增大．

【答案】 A

电容器的电容由本身决定，与是否带电无关.

高中物理考试答题技巧及注意事项

在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！

高中物理考试答题技巧

选择题的答题技巧

解答选择题时，要注意以下几个问题： （1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。

（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。

切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！

实验题的做题技巧

（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。

填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；

作图题：

①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。

②对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。

③对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。

切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。

切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。

（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。 （3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。

计算题的答题技巧

（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。

（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。

（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。

（4）答题要规范，得分有技巧

①简洁文字说明与方程式相结合

②尽量用常规方法，使用通用符号

③分步列式，不要用综合或连等式

④对复杂的数值计算题，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。