2024版高中同步新教材必修第三册（人教版）物理 第十章 静电场中的能量 4电容器的电容

4电容器的电容1|电容器知识点必备知识清单破1.构造:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电容器。2.充电:把电容器的两个极板分别和电源的两极相连,使两极板分别带上等量异种电荷的过

程。各物理量变化如图所示。充电完成后:电能→电场能(1)两极板带等量异种电荷;(2)两极板间有与电源相等的电压;(3)两极板间有匀强电场;(4)两极板间储存有电场能。3.放电:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,使电容器不再带电的

过程。各物理量变化如图所示。

放电完成后:电场能→其他形式的能(1)两极板带电荷量为0;(2)两极板间电压U=0;(3)两极板间场强E=0;(4)两极板间无电场能。温馨提示

充、放电过程中电路中均有短暂的电流通过。

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,叫作电容器的电容。2.公式3.大小:电容是表示电容器储存电荷本领的物理量,在数值上等于两极板间的电势差为1V

时,电容器所带的电荷量。对于给定的电容器(C是定值),常见图像如下:2|电容知识点图像

解读C=

或C=

电容C与电压U无关电容C与电荷量Q无关4.单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。实际中常用的单位有微法(μ

F)和皮法(pF)。换算关系:1F=106μF=1012pF。5.电容器的外壳上标的是工作电压,也称为额定电压。还有一个电压称为击穿电压,加在电

容器上的电压若超过这个值,电介质会被击穿,电容器会损坏。1.构成:平行板电容器由靠得很近、相互平行,中间有绝缘物质的两片金属板组成。2.决定因素:平行板电容器的电容C与相对介电常数εr成正比,与两极板的正对面积S成正比,

与两极板间的距离d成反比。3.决定式

3|平行板电容器知识点知识辨析1.两个靠近的导体一定能构成一个电容器吗?2.电容器的电容跟它两极板间所加电压成正比还是成反比?3.给一个原来不带电的电容器充电的过程中,电路中的电流与时间成线性关系吗?一语破的1.不一定。两个靠近且彼此绝缘的导体才能构成一个电容器。2.既不成正比也不成反比。电容器的电容由电容器本身的性质决定,与电容器所带电荷量

和两极板间所加电压无关。3.不成线性关系。给一个原来不带电的电容器充电,I-t图线是一条曲线。

|电容器动态分析问题定点关键能力定点破

1.电容器两极板始终与电源两极相连的情况此时电容器两极板间电势差U保持不变,若用“↑”表示相关物理量增大,“↓”表示减小,则:(1)电容器极板间距离d变化

(2)电容器极板正对面积S变化2.电容器充电后与电源断开的情况此时电容器所带电荷量Q保持不变,则:(1)电容器极板间距离d变化

(2)电容器极板正对面积S变化导师点睛

关于电容器的动态分析问题,有时会与二极管结合,由于二极管具有单向导电

性,即电流不能逆向通过二极管,导致相关物理量发生变化。分析时要抓住变量和不变量,

采用程序法分析。典例如图所示,M、N为平行板电容器的两个金属极板,G为静电计【1】,开始时闭合开关S【2】,

静电计指针张开一定角度。则下列说法正确的是

(

)

A.开关S保持闭合,将R的滑片向右移动,静电计指针张开角度增大B.开关S保持闭合,将两极板间距增大,静电计指针张开角度增大C.断开开关S后,将两极板间距增大,板间电压不变D.断开开关S后,紧贴下极板插入金属板,板间场强不变信息提取

【1】静电计是一种特殊的电容器,可以从指针张开的角度推知与之相连的电

容器两极板间的电势差。【2】开关S闭合时,电容器两极板间电势差不变;断开开关S后,电容器所带电荷量不变。思路点拨

解答本题的两个关键:(1)在两极板间电势差不变的情况下,静电计指针张角不变。(2)在电荷量保持不变时,由E=

=

=

【3】知,电场强度与板间距离无关;两极板正对面

积变小时,场强增大。解析

保持开关S闭合,电容器两极板间的电势差等于电源的电压,故保持不变(由【2】得

到),因此无论将R的滑片向右移动,还是将两极板间距增大,静电计指针张角都不变(由【1】

得到),A、B错误;断开开关S后,电容器带电荷量不变,将两极板间距增大,即d增大,根据C=

知,电容减