2026步步高六册同步物理必修3-第十章　4　第1课时　电容器的电容

DIANRONGQIDEDIANRONG第1课时电容器的电容梳理教材夯实基础/探究重点提升素养/课时对点练第十章1.知道什么是电容器及电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式.3.了解电容器充电和放电现象及能量转换.4.会应用平行板电容器的电容公式分析有关问题.学习目标内容索引梳理教材夯实基础Part1探究重点提升素养Part2课时对点练Part3梳理教材夯实基础Part

11.基本构造：任何两个彼此

又相距很近的导体，都可以看成一个电容器.2.充电、放电：使电容器两个极板分别带上

，这个过程叫充电.使电容器两极板上的电荷

，电容器不再带电，这个过程叫放电.3.从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的

转化为其他形式的能量.4.电容器的电荷量：其中

极板所带电荷量的绝对值.绝缘一、电容器等量异种电荷中和能量一个1.定义：电容器所带

与电容器两极板之间的

之比.电荷量Q二、电容2.定义式：

.3.单位：电容的国际单位是

，符号为___，常用的单位还有

和

，1F＝

μF＝

pF.4.物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板之间的电势差为

时，电容器所带的电荷量.电势差U法拉微法皮法10610121VF5.击穿电压与额定电压(1)击穿电压：电介质不被

时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏.(2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低.击穿1.结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成.2.电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成

，跟极板的正对面积S成

，跟极板间的距离d成

.正比三、平行板电容器的电容3.电容的决定式：C＝

，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量.当两极板间是真空时，C＝

.正比反比1.分类：从构造上看，可以分为

电容器和

电容器两类.2.固定电容器有：

电容器、

电容器等.3.可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫

，可以转动的一组铝片叫

.转动动片，使两组铝片的

发生变化，电容就随着改变.四、常用电容器定片可变聚苯乙烯电解动片正对面积固定1.判断下列说法的正误.(1)电容器的电容跟它所带电荷量成正比.(

)(2)对于确定的电容器，它所带电荷量跟它两极板间电压的比值保持不变.(

)(3)将平行板电容器两极板的间距加大，电容将增大.(

)(4)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小.(

)(5)在平行板电容器极板间插入电介质，电容将增大.(

)即学即用√××√√2.某平行板电容器充电后所带电荷量为Q＝2×10－6C，两极板间的电压U＝4V，则该电容器的电容为

F，若只将该电容器的板间距离增大，电容器的电容将

，若只将两极板错开，使极板正对面积减小，电容器的电容将

.返回减小5×10－7减小探究重点提升素养Part

2一、电容器电容(1)把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？答案充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为电路中其他形式的能量.导学探究(2)当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？答案增大，不变.导学探究1.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流.知识深化3.电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关.(多选)(2021·金华一中期中)下列关于电容器和电容的说法中，正确的是A.根据C＝

可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的

电压成反比B.对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C.对于确定的电容器，无论其两板间的电压如何变化(小于击穿电压且不

为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小与加

在两板间的电压无关例1√√√电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，一个确定的电容器对应唯一的电容值，由电容的定义式，知确定的电容器所带电荷量与电压的比值恒定不变，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，因此A错误，C、D正确.对于确定的电容器，由于电容是定值，由Q＝CU，知其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确.(多选)如图所示的各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是针对训练√√电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故选项D正确，A、B错误；对给定的电容器，其所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值即电容器的电容，故选项C正确.

有一充电的平行板电容器，两板间的电势差为3V，现使它的电荷量减少3×10－4C，于是电容器两板间的电势差降为原来的

，则此电容器的电容是多大？电容器原来带的电荷量是多少？若将电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是多大？例2答案150μF

4.5×10－4C

150μF设电容器原来所带的电荷量为Q，则Q＝CU＝1.5×10－4×3C＝4.5×10－4C.电容器的电容是由电容器本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF.二、平行板电容器平行板电容器由两块平行放置的金属板组成.利用平行板电容器进行如下实验：答案实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小.导学探究(1)如图所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝

，分析电容C的变化.(2)如图所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝

，分析电容C的变化.答案实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小.导学探究(3)如图所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝

，分析电容C的变化.答案实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大.导学探究知识深化1.静电计实质上也是一种验电器，把验电器的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体相连(或者金属外壳与另一个导体同时接地)，从验电器指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小.知识深化知识深化知识深化(多选)(2021·四平市期中)对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是A.将电源与电容器的两极板相连，使电容器充电，此过程电容将增大B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶

瓷板，电容将增大D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝

板，电容将增大例3√√√由C＝

，可知电容随两极板正对面积的减小而减小，B正确.在两极板间放入电介质，相对介电常数增大，电容将增大，C正确.在下极板的内表面上放入铝板，相当于两极板间距离减小，则电容增大，D正确.将电源与电容器两极板相连，使电容器充电，此过程电容不变，故A错误.(多选)(2021·南京师大附中期中)两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，闭合开关S，电源即给电容器充电.则A.保持S闭合，减小两极板间的距离，则两极板间电场

的电场强度减小B.保持S闭合，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大例4√√保持S闭合，则两极板间电势差U不变，减小两极板间的距离d时，根据E＝

，两极板间电场的电场强度变大，A错误；根据平行板电容器电容的定义式和决定式，可得

，当在两极板间插入一块电介质时，相对介电常数εr变大，导致电容C变大，而U不变，所以极板上的电荷量增大，B正确；断开S，极板上的电荷量Q不变，减小两极板间的距离d时电容C变大，则电势差U减小，C正确；断开S，在两极板间插入一块电介质，则C变大，Q不变，则电势差U减小，D错误.(2022·河南淇滨高中高二月考)如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板通过A点接地，一带正电小球被固定于P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则A.平行板电容器的电容值将变大B.静电计指针张角变小C.带电小球的电势能将减小D.若先将下极板与A点之间的导线断开，再将下极板向下移动一小段距

离，则带电小球所受静电力不变例5√静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误；电势差U不变，d增大，则电场强度E＝

减小.设P点与上极板的距离为x，P点与上极板的电势差U1＝Ex减小，P点与下极板的电势差U2＝U－U1增大，下极板接地电势为零，则P点的电势φP＝U2增大，又因为该小球带正电，则电势能增大，故C错误；分析电容器动态变化问题的思路1.确定不变量，分析是电压不变还是电荷量不变.方法总结返回课时对点练Part

3考点一电容的理解1.下列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.一个固定电容器的电荷量增加1.0×10－6C时，两板间电压升高10V，

则电容器的电容无法确定基础对点练12345678910111213√2.(多选)(2021·兰州一中月考)有一只电容器的规格是“1.5μF

9V”，则该电容器A.正常工作时所带电荷量不能超过1.5×10－5CB.正常工作时所带电荷量不能超过1.35×10－5CC.额定电压为9VD.击穿电压为9V12345678910111213√√123456789101112139V为电容器的额定电压(或工作电压)，且额定电压低于击穿电压，故C正确，D错误；正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9C＝1.35×10－5C，故A错误，B正确.12345678910111213考点二电容的计算3.一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7C，它两极板间的电势差增加20V，则它的电容为A.1.0×10－8F B.2.0×10－8FC.4.0×10－8F D.8.0×10－8F√4.一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少1.5×10－4C，则其电压减小为原来的

，则A.电容器原来的带电荷量为9×10－4CB.电容器原来的带电荷量为4.5×10－4CC.电容器原来的电压为1VD.电容器的电容变为原来的12345678910111213√12345678910111213因电容器的电容未知，所以无法求出电容器原来的电压，C错误；电容器的电容由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误.5.如图所示为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40V降低到36V，对电容器来说正确的是A.是充电过程B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10－2FD.该电容器的电荷量变化量为0.2C12345678910111213√12345678910111213由Q＝CU知，U降低，则Q减小，故为放电过程，A错，B对；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D错.考点三电容器的动态分析6.(2021·烟台市期末)如图所示，竖直放置的平行板电容器与电源相连，在两极板A、B之间用绝缘细线悬挂一带电小球，闭合开关S，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是A.小球带正电B.保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，

θ角将减小C.断开开关S，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小D.断开开关S，仅将两极板间的正对面积适当减小，θ角将减小12345678910111213√12345678910111213由题图可知，A板带正电，B板带负电，形成方向水平向右的电场，小球向左偏，则说明小球带负电，故A错误；保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，由E＝

可知，电场强度减小，小球所受静电力减小，则θ角将减小，故B正确；12345678910111213适当增大，电场强度不变，小球所受静电力不变，θ角将不变，仅将两极板间的正对面积适当减小，电场强度变大，小球所受静电力变大，θ角将变大，故C、D错误.7.(多选)(2021·潮州市高二期末)如图所示为一种电容传声器.b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器.其工作原理是当声波作用于金属膜片时，金属膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化.闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时A.电容器的电容增大B.a、b板之间的电场强度减小C.b板的电势不变D.流过电流表的电流方向为自右向左√√1234567891011121312345678910111213由C＝

可知，a向右运动时，极板间的距离d减小，所以电容增大，选项A正确；闭合开关K，电压保持不变，极板间的距离减小，由E＝

可知，电场强度增大，选项B错误；由题图可知b板与大地相连，故b板的电势不变，选项C正确；由C＝

可知，电容增大，电压不变，所以电荷量增大，电容器充电，流过电流表的电流方向为自左向右，选项D错误.123456789101112138.(2021·南平一中期中)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间电场强度为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q，极板间距变为

d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间电场强度为E2，下列说法正确的是A.U2＝U1，E2＝E1

B.U2＝2U1，E2＝4E1C.U2＝U1，E2＝2E1

D.U2＝2U1，E2＝2E1√123456789101112139.(2021·银川一中期中)如图所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，两极板间距为d.现将一个带正电且电荷量为q的试探电荷由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，AB连线与极板间的夹角为30°，则静电力对该试探电荷所做的功等于12345678910111213能力综合练√1234567891011121310.(多选)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用.如图所示是测定液面高度h的电容式传感器，在金属芯柱的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，金属芯柱固定，金属芯柱和导电液体构成电容器的两个极板，金属芯柱外面的绝缘物质就是电介质.测出电容器电容C的变化，就可以知道h的变化情况，两者的关系是A.C增大表示h增大

B.C增大表示h减小C.C减小表示h减小

D.C减小表示h增大12345678910111213√√12345678910111213由C∝知，εr、d一定时，电容器的电容C增大，表明电容器两极板的正对面积增大了，即液面高度h增大，所以A正确，B错误；同理，反知，C正确，D错误.11.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的电场强度，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则A.U变小，E不变

B.E变大，Ep变大C.U变小，Ep不变

D.U不变，Ep不变12345678910111213√12345678910111213度E不变，由于E不变，P到正极板的距离减小，可知P点的电势升高，则正电荷的电势能Ep＝qφP变大.综上可知，A