第4节 电容器 电容

1、第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第4节电容器电容节电容器电容第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差1如下图所示，是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻如下图所示，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，由此可确定电场强度的方向及大小为()A竖直向下，竖直向下，E0.4 N/CB水平向右，水平向右，E0.4 N/CC水平向左，水平向左，E40 N/C D水平向右，水平向右，E40 V/m【答案答案】

2、D第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差2图甲所示的图甲所示的Ux图象表示三对平行金属板间电场的电势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均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是是()第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差A三对金属板两板电势差的关系为三对金属板两板电势差的关系为U1U2U3B三对金属板正极电势的关系三对金属板正极电势的关系123C三对金属板板间距离关系为三对金属板板间距离关系为d1d2d3D三对金属板板

3、间场强大小是三对金属板板间场强大小是E1E2E3【解析解析】由甲、乙两图可知电势从正极板开始随距离均由甲、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，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，两板间电势差相同，A对，对，B错；由甲图还可知道板间距离错；由甲图还可知道板间距离d1d2d3，C对，由对，由EU/d可知可知E1E2E3，D对对【答案答案】ACD第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差1电容器的构造如何？电容器的构造如何？2电容器怎样充电？能量如何转化？电容器怎样充电？能量

4、如何转化？3电容器怎样放电？能量如何转化？电容器怎样放电？能量如何转化？4什么是电容器的电容？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？平行板电容器的电容有哪些因素决定的？第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差一、电容器一、电容器1定义：电路中具有定义：电路中具有 功能的装置叫做电容器功能的装置叫做电容器2构成：任意两个构成：任意两个 而又相隔很近的而又相隔很近的 组成组成3功能和作用：功能和作用：4电容器的充、放电电容器的充、放电(1)电容器的充电：使电容器电容器的充电：使电容器 的过程的过程(2)电容器的放电：电容器的放电： 电容器

5、所带电荷的过程电容器所带电荷的过程储存电荷储存电荷彼此绝缘彼此绝缘导体导体储存电荷和电能储存电荷和电能带电带电放掉放掉第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差5电容：电容：(1)电容器电容器 与电容器两极板间的与电容器两极板间的 的比值的比值(2)电容定式义：电容定式义： .(3)物理意义：反映电容器物理意义：反映电容器 的能力的能力(4)单位：法拉单位：法拉(F)，微法，微法(F)，皮法，皮法(pF)；1 F F pF.(5)对电容器带电荷量的规定：某一极板所带电荷量的对电容器带电荷量的规定：某一极板所带电荷量的 所带的电荷量所带的电荷量Q电势差电势差UCQ/U容纳电荷容纳电荷1061012

6、绝对值绝对值第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差二、常见电容器及其构造二、常见电容器及其构造1分类分类(1)按电介质分：按电介质分：空气电容器、空气电容器、 电容器、电容器、 电容器、陶瓷电容器、电容器、陶瓷电容器、 电容器、电容器、 电容器等；电容器等；(2)按是否可变分：按是否可变分： 电容器、电容器、 电容器等电容器等云母云母纸质纸质涤纶涤纶电解电解可变可变固定固定第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差2符号：符号：3电容器外壳上写有电容器外壳上写有 等参数额定电压就等参数额定电压就是电容器安全工作时电压的上限是电容器安全工作时电压的上限额定电压额定电压第第2章章 电势能与电势差电

7、势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差一、对电容器及电容的理解一、对电容器及电容的理解1电容器的充放电过程电容器的充放电过程(1)充电过程充电过程特点特点(如右图如右图) 充 电 电 流 ： 电 流 方 向 为 逆 时 针 方 向 ，充 电 电 流 ： 电 流 方 向 为 逆 时 针 方 向 ， 电流由大到小；电流由大到小；电容器所带电荷量增加；电容器所带电荷量增加；电容器两极板间电压升高；电容器两极板间电压升高；电容器中电场强度增加；电容器中电场强度增加；第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器当电容器充电结束后，电容器所在电路

8、中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等两极板间电压与充电电压相等充电后，电容器从电源中获取的能量存储于电容器两极充电后，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，因而又称为电场能板间的电场中，因而又称为电场能第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差(2)放电过程放电过程特点特点(如图如图) 放 电 电 流 ： 电 流 方 向 是 从 正 极放 电 电 流 ： 电 流 方 向 是 从 正 极板流出，电流是由大变小；板流出，电流是由大变小；电容器上电荷量减小；电容器上电荷量减小；电容器两极板间电压降低；电容器两极板间电压降低；电容器中电场强度减弱；电容器中电场强度减弱；电容器的电场

9、能转化成其他形式的能电容器的电场能转化成其他形式的能第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差1.下列对电容器充电和放电说法中正确的是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当电容器的电荷量最大的时候，是电路中电流最大的时候候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当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大第第

10、2章章 电势能与电势差电势能与电势差【解析解析】电容器的充电和放电过程，电流都是先增大后电容器的充电和放电过程，电流都是先增大后减小，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，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；错误；C仅符合充电时的情况，当电路中电流最大的时候，板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，间电荷量为零，D错误故正确答案为错误故正确答案为A.【答案答案】A第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差二、平行板电容器的动态分析：二、平行板电容器的动态分析：类型类型电容器接在电源上，改电容器接在电源上，改变变S、d插入电介质插入电

11、介质电容器充电后与电源断开，电容器充电后与电源断开，改变改变S、d，插入电介质，插入电介质图示图示第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【说明说明】：表中涉及的：表中涉及的S、d、r分别为极板正对面积、极板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，间的距离和不同电介质的介电常数，对于不同电介质，r不不同同“”意为意为“变大变大”，“”意为意为“变小变小”第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差2.图中，开关图中，开关S闭合后不断开，当增大两板间距离后，则电闭合后不断开，当增大两板间距离后，则电容器所带电荷量容器所带电荷量Q

12、、电容器电容、电容器电容C、两板电压、两板电压U及极板间电场强及极板间电场强度度E的变化情况为的变化情况为()AQ不变，不变，C不变，不变，U不变，不变，E变小变小BQ变大，变大，C不变，不变，U变大，变大，E不变不变CQ变小，变小，C减小，减小，U不变，不变，E减小减小DQ不变，不变，C减小，减小，U不变，不变，E减小减小【答案答案】C第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差 对一电容器充电时电容器的电容对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量，带电荷量Q，电压，电压U之间的关系图象如下图所示，其中正确的是之间的关系图象如下图所示，其中正确的是()【解

13、析解析】对一确定的电容器，其电容是不变的，与所加对一确定的电容器，其电容是不变的，与所加电压或电荷量无关，但其所带电荷量电压或电荷量无关，但其所带电荷量QCU是和两极板间电压是和两极板间电压成正比的故正确答案为成正比的故正确答案为CD.【答案答案】CD第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差11：电容器：电容器A的电容比电容器的电容比电容器B的电容大，这表明的电容大，这表明()AA所带的电荷量比所带的电荷量比B多多BA比比B能容纳更多的电荷量能容纳更多的电荷量CA的体积比的体积比B的体积大的体积大D两电容器的电压都改变两电容器的电压都改变1 V时，时，A

14、的电荷量改变比的电荷量改变比B的大的大第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【解析解析】电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构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(电容器两极间的电电容器两极间的电压每改变压每改变1 V所改变电荷量的多少所改变电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，正确答案为少或带电荷量的多少，正确答案为D.【答案答案】D第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【答案答案】150 F4.5104 C第第2章章

15、电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差21：两平行金属板正对放置，充电后两极板间的电势差：两平行金属板正对放置，充电后两极板间的电势差为为2 V，两极板带电荷量分别为，两极板带电荷量分别为6106 C和和6106 C，求：，求：(1)电容电容C.(2)若电势差增大若电势差增大1 V，电容，电容C和所带电荷量和所带电荷量Q为多少？为多少？第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【答案答案】(1)3106 F9106 C第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差 如图所示，平行金属板如图所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与组成的电容器，充电后与静电计相连要使静电

16、计指针张角变大，下列措施中可行的是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将将A板向上移动板向上移动B将将B板向右移动板向右移动C将将A、B之间充满电介质之间充满电介质D将将A板放走部分电荷板放走部分电荷第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差当当B板右移时，极板间距板右移时，极板间距d增大，可知增大，可知C减小，减小，U增大，静电增大，静电计的张角变大，选项计的张角变大，选项B正确极板间插入电介质，介电常数正确极板间插入电介质，介电常数增增大，从而电容大，从而电容C增大，增大，U减小，选项减小，选项C错误当错误当A板放走部分电荷，板放

17、走部分电荷，极板的带电荷量极板的带电荷量Q减小，而减小，而C不变，故不变，故U减小，选项减小，选项D错误故正错误故正确答案为确答案为A、B.【答案答案】AB第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差31： 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接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地在两极板间有一正电荷(电荷量很少电荷量很少)固定在固定在P点，以点，以E表示表示极板间的场强，极板间的场强，U表示两极板间的电压，表示两极板间的电压，WP表示正电荷在表示正电荷在P点的点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到如右图中虚线表示电势能，若

18、保持负极板不动，将正极板移到如右图中虚线表示的位置，则的位置，则()AU变小，变小，WP不变不变 BU变小，变小，E不变不变CU变大，变大，WP变大变大 DU不变，不变，E不变不变第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【答案答案】AB第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差1下面关于电容器及其电容的叙述正确的是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电

19、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一个电容器的电荷量增加Q1.0106 C时，两板间时，两板间电压升高电压升高10 V，则电容器的电容无法确定，则电容器的电容无法确定第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【答案答案】A第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差2有一只电容器的规格是有一只电容器的规格是“1.5 F,9 V”，那么，那么()A这只电容器上的电荷量不能超过这只电容器上的电荷量不能超过1.5105 CB这只电容器上的电荷量不能超过这只电容器上的电荷量不能超过1.35105 C

20、C这只电容器的额定电压为这只电容器的额定电压为9 VD这只电容器的击穿电压为这只电容器的击穿电压为9 V【解析解析】9V为电容器的额定电压为电容器的额定电压(或工作电压或工作电压)，故，故C正确；正确；正常工作时的带电荷量正常工作时的带电荷量QCU1.51069 C1.35105 C，B正确正确【答案答案】BC第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差3.如图所示，为一只电容式传感器部分构件的示意图当动如图所示，为一只电容式传感器部分构件的示意图当动片片(实线圈实线圈)和定片和定片(虚线圈虚线圈)之间正对扇形区的圆心角的角度之间正对扇形区的圆心角的角度发生发生变化时，电容变化时，电容C便发生变化，于是通过测量电容便发生变化，于是通过测量电容C的变化情况就的变化情况就可以知道可以知道的变化情况那么，在图中，能正确反映的变化情况那么，在图中，能正确反映C和和间函数间函数关系的是关系的是()第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差【答案答案】D第第2章章 电势能与电势差电势能与电势差4.如图所示是一种通过测量电容器电容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的变化来检测液面高低的仪器原理图电容器的