高中物理人教必修三10.4第1課時電容器的電容 講義

1、試卷第 =page 1 1頁，總 =sectionpages 3 3頁 第10章 靜電場中的能量4電容器的電容第1課時電容器的電容學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是電容器及電容器的主要構(gòu)造.2.理解電容的概念及其定義式.基礎(chǔ)梳理一、電容器1電容器：儲存電荷和電能的裝置任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，都可以看成一個電容器2電容器的充放電(1)充電：把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連，兩個極板分別帶上等量的異種電荷的過程，充電過程中，由電源獲得的能量儲存在電容器中(2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和的過程，放電過程中，電容器把儲存的能量通過電流做功轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量

2、二、電容1定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值2定義式：Ceq f(Q,U).3單位：電容的國際單位是法拉，符號為F，常用的單位還有微法和皮法，1 F106 F1012 pF.4物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1 V時電容器需要帶的電荷量5擊穿電壓與額定電壓(1)擊穿電壓：電介質(zhì)不被擊穿時加在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，電容器就會損壞(2)額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的工作電壓，也是電容器正常工作所能承受的最大電壓，額定電壓比擊穿電壓低三、平行板電容器1結(jié)構(gòu)：由兩個平行且彼此絕緣的金屬板構(gòu)成2電容的決定因

3、素：電容C與兩極板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)r成正比，跟極板的正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比3電容的決定式：Ceq f(rS,4kd)，r為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，k為靜電力常量當(dāng)兩極板間是真空時，Ceq f(S,4kd).四、常用電容器1分類：分為固定電容器和可變電容器兩類2固定電容器有：聚苯乙烯電容器、電解電容器等3可變電容器由兩組鋁片組成，固定的一組叫定片，可動的一組叫動片轉(zhuǎn)動動片，兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨著變化能力拓展一、電容器電容1電容器的充電過程，電源提供的能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場能；電容器的放電過程，電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2電容器的充、放電過程中，電路中有

4、充電、放電電流，電路穩(wěn)定時，電路中沒有電流3Ceq f(Q,U)是電容的定義式，由此也可得出：Ceq f(Q,U).4電容器的電容決定于電容器本身，與電容器的電荷量Q以及電勢差U均無關(guān)二、平行板電容器1Ceq f(Q,U)與Ceq f(rS,4kd)的比較(1)Ceq f(Q,U)是電容的定義式，對某一電容器來說，QU 但Ceq f(Q,U)不變，反映電容器容納電荷本領(lǐng)的大??；(2)Ceq f(rS,4kd)是平行板電容器電容的決定式，Cr，CS，Ceq f(1,d)，反映了影響電容大小的因素2平行板電容器動態(tài)問題的分析方法抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式：Ceq f(Q,U)、Eeq f

5、(U,d)和Ceq f(rS,4kd)3平行板電容器的兩類典型問題(1)開關(guān)S保持閉合，兩極板間的電勢差U恒定，QCUeq f(rSU,4kd)eq f(rS,d)，Eeq f(U,d)eq f(1,d).(2)充電后斷開S，電荷量Q恒定，Ueq f(Q,C)eq f(4kdQ,rS)eq f(d,rS)，Eeq f(U,d)eq f(4kQ,rS)eq f(1,rS).隨堂演練1如圖所示為一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容為15，充電至9.0kV電壓，如果電容器在2.0ms時間內(nèi)完成放電（電荷定向移動形成電流），下列說法正確的是（）A放電之后，電容器的電容為零B該電容器的擊穿電壓為

6、9kVC放電之前，電容器存儲的電荷量為135CD該次通過人體的電流為67.5A2照相機的閃光燈，在不到的短暫時間內(nèi)發(fā)出強烈閃光，瞬時電流很大，該過程的發(fā)生是利用了（）A電池的放電B電池的充電C電容器的放電D電容器的充電3超級電容器又叫雙電層電容器是一種新型儲能裝置，它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源。它具有功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬等特點。如圖為一款超級電容器，其標(biāo)有“2.7V，3000F”， 則可知（）A該超級電容器放電時把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B該電容器最大容納電荷量為8100CC該電容器在電壓為2.7V時電容才是3000FD該電

7、容器在2.5V電壓下不能正常工作4利用圖示裝置通過靜電計指針偏角的變化情況可以探究有關(guān)平行板電容器問題，開始時，兩金屬板A、B豎直平行且正對，開關(guān)S閉合。下列說法正確的是（）A若僅將A板緩慢豎直向上平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大B若S斷開后，僅將A板緩慢豎直向上平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大C若S斷開后，僅在A、B板間插入玻璃板，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大D若S斷開后，僅將A板緩慢水平向左平移，則靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減小5一平行板電容器充電后與電源斷開，下極板接地。兩板間有一個正試探電荷固定在a點，如圖所示。C表示電容器的電容、E表示兩板間的場強、表示a點的電勢，EP表示正電荷在a點的電勢

8、能。若上極板保持不動，在下極板緩慢向上平移一小段距離l0的過程中，下列各物理量與下極板移動距離x的關(guān)系圖象，正確的是（）ABCD61913年，密立根用油滴實驗測得了電子電量的精確數(shù)值。如圖所示，當(dāng)油滴噴出時，因與噴霧器摩擦而帶負電，油滴通過小孔進入平行板電容器AB之間，調(diào)節(jié)兩板間的電壓，讓油滴緩慢勻速下落，并測定油滴直徑等相關(guān)物理量，可推算出該油滴的電荷量，不計油滴間相互作用。下列相關(guān)說法正確的是（）A油滴由于失去正電荷而帶負電B若僅增大AB間電壓，油滴將加速下落C若僅增大AB間距離，油滴將減速下落D若在AB間同時懸停著兩顆油滴，則直徑大的帶電量一定大7（1）使一個物體帶電的方式有三種，它們是

9、_、_和_，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結(jié)論也被稱之為_定律。（2）某平行板電容器充電后所帶電荷量為，兩板間的電壓，則該電容器的電容為_，若只將該電容器的板間距離增大，電容器的電容將_，若只將兩極板錯開，使極板正對面積減小，電容器的電容將_。8如圖所示是測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極上時，可使膜片產(chǎn)生形變，從而引起電容的變化。如果將電容器與靈敏電流計、電源串聯(lián)，組成閉合電路。當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容器的電容將增大，電流計_示數(shù)。（選填“有”或“無”）參考答案1D

10、【詳解】A放電之后，電容器的電容不變。故A錯誤；B根據(jù)電容器的工作原理，及題目中的已知，可得擊穿電壓要大于9kV，故B錯誤；C放電之前，電容器存儲的電荷量為故C錯誤；D該次通過人體的電流為故D正確。故選D。2C【詳解】電池的放電電流無法達到很大，照相機的該過程利用了電容器的放電，C正確。故選C。3B【詳解】A由于是電容器，故該超級電容充電時把電能存儲在電容器中，沒有轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；B該電容器最大容納電荷量為Q=UC=2.73000C=8100C選項B正確；C電容是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與電壓和電量無關(guān)，故電容始終為3000F，故C錯誤；D電容器的額定電壓為2.7V，說明

11、工作電壓要不超過2.7V，可以小于2.7V，故D錯誤；故選B。4B【詳解】A靜電計測量的是電容器兩極板間的電壓，由于開關(guān)S閉合，電容器一直接電源，電容器兩極板間的電壓保持不變，靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度保持不變，選項A錯誤；BS斷開后，電容器所帶的電荷量Q保持不變，由、可得僅將A板緩慢豎直向上平移即S變小時，U變大，故靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大，選項B正確；CS斷開后，僅在A、B板間插入玻璃板，增大，U減小，故靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度減小，選項C錯誤；DS斷開后，僅將A板緩慢水平向左平移即d增大時，U增大，故靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度增大，選項D錯誤。故選B。5C【詳解】A由公式可得由數(shù)學(xué)知識可知，電容C與x不是線性關(guān)系，故A錯誤；B由公式可知，電容增大，由公式可知，兩板間的電勢差減小，綜合可得則板間場強不變，故B錯誤；C由于下板接地，則其中L為開始時a點離下板的距離，故C正確；D電勢能為故D錯誤。故選C。6D【詳解】A油滴與噴霧器摩擦得到電子從而帶負電荷，A錯誤；B由于液滴帶負電，受電場力向上，若僅增大AB間電壓，油滴將加速上升，C錯誤；C若僅增大AB間距離，電壓不變，根據(jù)可知電場強度減小，電場力小于重力，油滴將加速下落，C錯誤；D若在AB間同時懸停著兩顆油滴，直徑大的質(zhì)量一定大，根據(jù)可知