中小学教育资源及组卷应用平台 10.4 电容器的电容 1.知道什么是电容器,观察认识常见电容器的构造。 2.理解电容概念及其定义方法,掌握电容的定义公式、单位,并会用来进行有关的计算。 3.了解平行板电容器的电容公式,知道改变平行板电容器的电容大小的方法。 知识点一 电容器 1.平行板电容器:在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质———电介质(空气也是一种电介质),就组成一个最简单的电容器,叫作平行板电容器。 【温馨提示】对于一个孤立的导体(例如一个金属球),它也有容纳电荷的本领,它的另一个电极可认为是在无限远处(或是大地)。 2.电容器的充、放电现象 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。如图所示。 电容器的充、放电电路 (1)充电:把开关S接1,电源给电容器充电,电容器两极所带电荷量逐渐增大,电流表示数减小,电压表示数增大,当电流表示数为0,电压表示数不变时,电容器充电结束。 (2)放电:把开关S接2,电容器对电阻R放电,电流表示数减小,电压表示数减小,当电流表示数为0,电压表示数为0时,放电结束。 (3)电容器充、放电过程中能量的变化 ①充电过程:电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电过程:电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 知识点二 电容 1.定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比。 2.定义式:C=。 3.物理意义:表征电容器储存电荷本领的特性。 4.单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉(F),另外还有微法(μF)和皮法(pF),1 μF=10-6 F,1 pF=10-12 F。 【温馨提示】电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的性质决定,与电容器是否带电、所带电荷量Q和两极板间的电势差U均无关。 5.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。 6.平行板电容器 (1)电容的决定因素:电容C与两极板间的相对介电常数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。 (2)电容的决定式:C=,εr为电介质的相对介电常数。当两极板间是真空时,C=,式中k为静电力常量。 【知识强化】 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=、E=和C=。 2.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=∝可知C随d、S、εr的变化而变化。 由Q=CU=U·,可知,当U不变时,Q也随d、S、εr的变化而变化。 由E=∝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=∝可知C随d、S、εr的变化而变化。 由U==∝可知,当Q不变时,U也随d、S、εr的变化而变化。 由E===∝可知,E随S、εr的变化而变化,而与d无关。 知识点三 常用电容器 1.固定电容器 (1)定义:电容固定不变的电容器。 (2)分类:聚苯乙烯电容器和电解电容器。 2.可变电容器:由两组铝片组成,固定的一组铝片叫作定片,可以转动的一组铝片叫作动片。转动动片,使两组铝片的正对面积发生变化,电容就随着改变。 该电容器在充电过程中,描述其所带电荷量Q、两板间的电势差U、电容C之间相互关系,不正确的是( ) A. B. C. D. 关于电场强度、电势差和电容,下列说法正确的是( ) A.由公式可知,电场中某点的电场强度E与F成正比 B.由公式可知,电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大 C.由公式可知,在离点电荷Q距离为r的地方,电场强度E的大小与Q成正比 D.由公式U=Ed可知,匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间 ... ...