四、电容器
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道电容器的结构和功能．(重点)
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．
一、电容器
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．
二、电容器的电容
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．
1．思考判断
(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． (√)
(4)其他条件不变，只增大电容器极板的正对面积，则电容增大． (√)
(5)电容器极板间的距离越大电容越大． (×)
(6)电容的单位法拉是一个很小的单位． (×)
2．电容器是一种常用的电子元件，下列对电容器认识正确的是( )
A．电容器的电容表示其储存电荷的能力
B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比
C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比
D．电容的常用单位有μF和pF，1 μF＝103 pF
A [电容是表示电容器储存电荷的能力，A正确；电容C＝是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，B、C错误；1 μF＝106 pF，D错误．]
3．电容器的电容大小取决于( )
A．电容器的电荷量 B．电容器两极板间的电压
C．电容器本身构造 D．电容器金属板的材料性质
C [根据电容的决定因素，知电容器电容与极板间的距离，正对面积，电介质有关．故C正确，A、B、D错误．]
电容器的充电和放电
1.充电过程
电路如图所示．
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
电路如图所示．
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．
【例1】 如图所示，闭合开关，电源对电容器充电．充电结束后，断开开关，用绝缘手柄增大电容器两极板之间的距离，则下列说法正确的是( )
A．充电过程中，有从A到B的电流通过电阻
B．充电过程中，有从B到A的电流通过电阻
C．断开开关后，电容器上极板带负电
D．断开开关后，电容器放电，极板上不再带电
思路点拨：①电容器充电，与电源正极相连的极板带正电．
②增大两极板间距，电容减小．
B [电源对电容器充电时，电路中有逆时针方向的电流，即有从B到A的电流通过电阻，使上、下极板分别带等量的正、负电荷．断开开关，电容器与电源断开，回路处在开路状态，所以电容器带电荷量不变，故电容器上极板仍带正电，因此B项正确．]
充电电流与放电电流
(1)电容器两极板间的电介质使两极板之间绝缘，所以充电结束后的电容器相当于断路．
(2)而充电过程中电荷由电源定向移动，在两极板上聚集，故电路中有充电电流，而且电流流向正极板．
(3)放电时，电容器极板上的电荷减少，有放电电流，且电流从正极板流出．
1．如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法中正确的是( )
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
A [开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A对，B错；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上下极板均不带电，C、D错．]
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．
【例2】 下列关于平行板电容器的说法中，不正确的是( )
A．增大两极板之间的距离，电容器的电容将增大
B．将两极板平行错开，使其正对面积减小，电容器的电容将减小
C．在下极板的内表面放置一块与极板面积相同、厚度小于极板间距的铜板，电容将增大
D．在下极板的内表面放置一块与极板面积相同、厚度小于极板间距的玻璃砖，电容将变化
A [根据影响平行板电容器电容的因素，即可判断各选项．极板的正对面积越小，电容越小；极板之间的距离越大，电容越小，故A错误，B正确．在下极板的内表面放置铜板，实际是减小了两极板之间的距离，所以电容将增大，故C正确．在下极板的内表面放置玻璃砖，即改变了极板间的电介质，因极板之间电介质的性质也影响电容器的电容，所以D正确．]
2．如图所示是测定压力F的电容式传感器．待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化．知道C的变化，就可以知道F的变化情况．
如果某次测量过程中，发现C在增大，说明待测压力F在________(填“增大”、“减小”或“不变”)．
[解析] C增大，说明板间距离d在减小，故待测压力F增大．
[答案] 增大
1．下列关于电容器的说法，不正确的是( )
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
B [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．]
2．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
D [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．]
3．下列关于电容器和电容的说法正确的是( )
A．电容器是一种理想的仪器，现实生活中不存在
B．电容器是储存电荷的装置，当它带电后，两极板一定带有等量异种电荷
C．电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，故电容器带电荷量越多，它的电容就越大
D．电容就是电容器，二者没有什么区别
B [电容器是一种常见的电子元件，A错误；由电容器充电特点知B正确；电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小与电容器本身性质有关，与两极间加电压大小和带电荷量的多少无关，C错误；电容器是一种电学元件，电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，二者有本质区别，D错误．]
4．电路如图所示，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？
[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
课件34张PPT。第一章 电场 电流四、电容器储存电荷绝缘导体等量大近电介质的性质法拉法F容纳电荷
√√√
√××A C B A A B D B点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(四) 电容器
(时间：40分钟 分值：100分)
[基础达标练]
1．(6分)有关电容器的单位及换算正确的是( )
A．电容的单位是库仑
B．电容的国际单位是法拉
C．1法＝10－6 微法
D．法拉是个很小的单位
B [电容的国际单位是法拉，1 F＝106 μF＝1012 pF，由此可知B项正确，A、C、D项错误．]
2．(6分)下列关于电容器的说法，正确的是( )
A．电容器带电量越多，电容越大
B．电容器两板电压越小，电容越大
C．电容器的电容与带电量成正比，与电压成反比
D．随着电容器电量的增加，电容器两极板间的电压也增大
D [电容器电容的大小是由电容器两极板的正对面积、两极板间的距离以及两极板间的电介质决定的，选项A、B、C错误；随着电容器电荷量的增加，电容器两极板间的电压也增大，选项D正确．]
3．(6分)(多选)下列哪些方法可以改变电容器的电容( )
A．改变电容器两极上的电荷量
B．改变电容器两极板间的电压
C．改变电容器两极板的正对面积
D．改变电容器两极板间的距离
CD [电容是表示电容器储存电荷能力的物理量，与电容器两极间的电压以及它所带的电荷量无关，与电容器两极板的正对面积、两极板间的距离以及极板间电介质的性质有关．故A、B错，C、D对．]
4．(6分)下列一组电容器是可变电容器的是( )
A B C D
D [A、B、C项中的电容器均是固定电容器，D项中的电容器是可变电容器．]
5．(6分)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．将两极板的间距加大，极板的带电荷量将增大
C．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小
D．将两极板平行错开，使正对面积减小，极板的带电荷量将减小
C [平行板电容器的电容大小与两平行板的正对面积、极板间的距离、介质等因素有关．两极板正对面积越大，电容就越大；极板间距离越大，电容就越小．据电容的物理意义可知极板的带电荷量不但与电容C有关，还与两板间电压有关．综上所述只有C正确．]
6．(6分)(多选)如图所示，一平行板电容器与一电源连接，电源两端的电压保持不变，若使电容器两板间的距离变小，则( )
A．电容器的电容比原来减小
B．电容器两板间的电压比原来减小
C．电容器所带的电荷量比原来增加
D．电容器两板间的电场强度比原来增加
CD [电容器极板间的距离越近，电容器的电容就越大，选项A错误；充电结束后，电容器两极板间的电压与电源电压相等，选项B错误；在电压不变的情况下，电容增大，则电容器所带电荷量增加，选项C正确；当极板间电压不变时，板间距离变小，板间电场强度变大，选项D正确．]
7．(6分)(多选)在图中，有关固定电容器的电荷量(Q)、电压(U)、电容(C)的关系图象正确的是( )
BD [电容器的电容及其本身的属性与电容器是否带电、带电荷量多少无关，与其两端电压也无关，故选项B、D正确．]
8．(8分)如图所示的电子元件名称叫________，它的两个重要参数的意义和数值分别是________，________．
[答案] 电容器 电容220 μF 耐压50 V
[能力提升练]
9．(8分)如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容器制作的传感器．话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极板，在两极板间加一电压U，人对着话筒说话时，膜前后振动，使声音信号转化为电信号，导致电容变化的原因是电容器两极板间的( )
A．距离变化 B．正对面积变化
C．介质变化 D．电压变化
A [由题意知，人对着话筒讲话时，振动膜前后振动，从而引起振动膜(金属层)与金属板间距离的变化，从而引起电容的变化，所以A项正确．]
10．(8分)如图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( )
A．h增大 B．h减小
C．h不变 D．无法确定
A [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．]
11．(8分)(多选)如图所示是用来测定角度θ的电容式传感器．当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S的变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道θ的变化情况．下列说法正确的是( )
A．θ变大，则C变大
B．θ变大，则C变小
C．θ变小，则C变大
D．θ变小，则C变小
BC [由题图知θ变大，S变小，C变小；同理，若θ变小，则S变大，C变大，故选项B、C正确．]
12．(12分)如图为电容器C与电压为U的电源连接成的电路，若电键S与1接通，电容器A板带________，电容器B板带________，这一过程称为电容器的________．电路稳定后，两板间的电压为________．若S与2接通，流过导体acb的电流方向为________，这就是电容器的________．
[解析] 当S与1接通时，电容器被充电，则A板带负电，B板带正电，稳定后，两板间的电压等于电源电动势U；当S与2接通时，电容器放电，相当于电源，其中B板为正极，所以电流方向为bca.
[答案] 负电 正电 充电 U bca 放电
13．(14分)如图所示，开关S与“1”端接触后，再与“2”端接触，灯泡是否发光？怎样解释？若发光，电流方向如何？
[答案] 灯泡发光，因为开关S与“1”端接触后，电容器充电，且上极板带正电，开关S与“2”端接触后，电容器放电，电流由上向下经过灯泡．
