2.4 电容器电容 课件（鲁科选修3-1）

(共53张PPT)
第4节　电容器　电容
1．如下图所示，是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25 cm，由此可确定电场强度的方向及大小为(　　)
A．竖直向下，E＝0.4 N/C　　　
B．水平向右，E＝0.4 N/C
C．水平向左，E＝40 N/C
D．水平向右，E＝40 V/m
【答案】　D
2．图甲所示的U－x图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上的距离关系．如图乙所示，若三对金属板的负极板接地，图中x均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是(　　)
A．三对金属板两板电势差的关系为U1＝U2＝U3
B．三对金属板正极电势的关系φ1＞φ2＞φ3
C．三对金属板板间距离关系为d1＜d2＜d3
D．三对金属板板间场强大小是E1＞E2＞E3
【解析】　由甲、乙两图可知电势从正极板开始随距离均匀减小，最后到负极板，电势为零，开始时正极板电势相同，两板间电势差相同，A对，B错；由甲图还可知道板间距离d1＜d2＜d3，C对，由E＝U/d可知E1＞E2＞E3，D对．
【答案】　ACD
1．电容器的构造如何？
2．电容器怎样充电？能量如何转化？
3．电容器怎样放电？能量如何转化？
4．什么是电容器的电容？
5．平行板电容器的电容有哪些因素决定的？
一、电容器
1．定义：电路中具有 功能的装置叫做电容器．
2．构成：任意两个 而又相隔很近的 组成．
3．功能和作用：
4．电容器的充、放电
(1)电容器的充电：使电容器 的过程．
(2)电容器的放电： 电容器所带电荷的过程．
储存电荷
彼此绝缘
导体
储存电荷和电能．
带电
放掉
5．电容：
(1)电容器 与电容器两极板间的 的比值．
(2)电容定式义： .
(3)物理意义：反映电容器 的能力．
(4)单位：法拉(F)，微法(μF)，皮法(pF)；1 F＝ μF＝ pF.
(5)对电容器带电荷量的规定：某一极板所带电荷量的
所带的电荷量Q
电势差U
C＝Q/U
容纳电荷
106
1012
绝对值．
二、常见电容器及其构造
1．分类
(1)按电介质分：
空气电容器、 电容器、 电容器、陶瓷电容器、 电容器、 电容器等；
(2)按是否可变分：
电容器、 电容器等．
云母
纸质
涤纶
电解
可变
固定
2．符号：
3．电容器外壳上写有 等参数．额定电压就是电容器安全工作时电压的上限．
额定电压
一、对电容器及电容的理解
1．电容器的充放电过程
(1)充电过程
特点(如右图)
①充电电流：电流方向为逆时针方向， 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电容器中电场强度增加；
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．
⑤充电后，电容器从电源中获取的能量存储于电容器两极板间的电场中，因而又称为电场能．
(2)放电过程
特点(如图)
①放电电流：电流方向是从正极 板流出，电流是由大变小；
②电容器上电荷量减小；
③电容器两极板间电压降低；
④电容器中电场强度减弱；
⑤电容器的电场能转化成其他形式的能．
1.下列对电容器充电和放电说法中正确的是(　　)
A．电容器的充电和放电过程的电流都是由大到小
B．当电容器的电荷量最大的时候，是电路中电流最大的时候
C．当电容器两极板间的电压等于零的时候，电路中的电流最大
D．当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大
【解析】　电容器的充电和放电过程，电流都是先增大后减小，A正确；电容器带电荷量最大的时候，电路中的电流为零，B错误；C仅符合充电时的情况，当电路中电流最大的时候，板间电荷量为零，D错误．故正确答案为A.
【答案】　A
二、平行板电容器的动态分析：
类型 电容器接在电源上，改变S、d插入电介质 电容器充电后与电源断开，改变S、d，插入电介质
图示
【说明】：表中涉及的S、d、εr分别为极板正对面积、极板间的距离和不同电介质的介电常数，对于不同电介质，εr不同．“?”意为“变大”，“?”意为“变小”．
2.图中，开关S闭合后不断开，当增大两板间距离后，则电容器所带电荷量Q、电容器电容C、两板电压U及极板间电场强度E的变化情况为(　　)
A．Q不变，C不变，U不变，E变小
B．Q变大，C不变，U变大，E不变
C．Q变小，C减小，U不变，E减小
D．Q不变，C减小，U不变，E减小
【答案】　C
对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量Q，电压U之间的关系图象如下图所示，其中正确的是(　　)
【解析】　对一确定的电容器，其电容是不变的，与所加电压或电荷量无关，但其所带电荷量Q＝CU是和两极板间电压成正比的．故正确答案为CD.
【答案】　CD
1－1：电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明(　　)
A．A所带的电荷量比B多
B．A比B能容纳更多的电荷量
C．A的体积比B的体积大
D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大
【解析】　电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电压每改变1 V所改变电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，正确答案为D.
【答案】　D
【答案】　150 μF　4.5×10－4 C
2－1：两平行金属板正对放置，充电后两极板间的电势差为2 V，两极板带电荷量分别为＋6×10－6 C和－6×10－6 C，求：
(1)电容C.
(2)若电势差增大1 V，电容C′和所带电荷量Q′为多少？
【答案】　(1)3×10－6 F　9×10－6 C
如图所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连．要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是(　　)
A．将A板向上移动
B．将B板向右移动
C．将A、B之间充满电介质
D．将A板放走部分电荷
当B板右移时，极板间距d增大，可知C减小，U增大，静电计的张角变大，选项B正确．极板间插入电介质，介电常数ε增大，从而电容C增大，U减小，选项C错误．当A板放走部分电荷，极板的带电荷量Q减小，而C不变，故U减小，选项D错误．故正确答案为A、B.
【答案】　AB
3－1： 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(电荷量很少)固定在P点，以E表示极板间的场强，U表示两极板间的电压，WP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到如右图中虚线表示的位置，则(　　)
A．U变小，WP不变
B．U变小，E不变
C．U变大，WP变大
D．U不变，E不变
【答案】　AB
1．下面关于电容器及其电容的叙述正确的是(　　)
A．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
B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比
D．一个电容器的电荷量增加ΔQ＝1.0×10－6 C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定
【答案】　A
2．有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V”，那么(　　)
A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－5 C
B．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5 C
C．这只电容器的额定电压为9 V
D．这只电容器的击穿电压为9 V
【解析】　9V为电容器的额定电压(或工作电压)，故C正确；正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9 C＝1.35×10－5 C，B正确．
【答案】　BC
3.如图所示，为一只电容式传感器部分构件的示意图．当动片(实线圈)和定片(虚线圈)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，于是通过测量电容C的变化情况就可以知道θ的变化情况．那么，在图中，能正确反映C和θ间函数关系的是(　　)
【答案】　D
4.如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该仪器的说法中正确的是(　　)
A．该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体
B．芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大
C．如果指示器显示出电容增大了，则说明容器中液面升高了
D．如果指示器显示出电容减小了，则说明容器中液面升高了
【答案】　AC
5.(2009年福建卷)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，则极板带电荷量将增大
【答案】　B
练考题、验能力、轻巧夺冠