6.电容器和电容
电容器与电容讲解及习题(含答案)
第1章静电场第07节电容器与电容[知能准备]1．两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做___________．实际上，任何两个__________________ 又_______________ 的导体，都可以看成一个电容器．2．电容器________________与电容器________________的比值，叫做电容器的电容．表达式C＝______，国际单位制中单位__________，简称____________ ，符号________________．常用较小单位lμF＝________F，l pF＝________F．电容是表示电容器____ ____ 的物理量．3．平行板电容器极板正对面积为S，极板间距为d，当两极板间是真空时，电容C _________，当两极板间充满相对介电常数为εr，的电介质时，电容C ________________．4．常用电容器从构造上看，可分为________________和________________ 两类．常用的固定电容器有______________和_________________ ．[同步导学]1．平行板电容器(1)基本结构：两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成(2)带电特点：两板电荷等量异号，分布在正对两板的内侧(3)板间电场：板间形成匀强电场，场强大小为E＝U／d，方向垂直板面2．电容器的充、放电过程(1)充电过程如图1—7—1所示：①充电电流，电流方向为逆时针方向，电流强度由大到小；②电容器所带电荷量增加；③电容器两极板间电压升高；④电容器中电场强度增加；当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等；⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能．(2)放电过程如图1—7—2所示：①放电电流：电流方向是从正极板流出，电流强度是由大变小；②电容器上电荷量减小；③电容器两极板间电压降低；④电容器中电场强度减弱⑤电容器的电场能转化成其他形式的能．3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容．(2)定义式：C＝Q/U．电容是利用了比值定义法，看起来好像C由Q和U来决定，其实C与Q、U无关，C 的大小是由电容器本身的结构决定的，只是比值Q/U可以用来量度电容器的电容．即使电容器不带电，电容器容纳电荷的本领也不变，其电容仍然为C．(3)单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，符号是F． 1 F＝1 C／V法拉这个单位太大，实际中常用较小的单位，微法(μF)和皮法(pF)其关系：1 F＝106μF ＝1012pF(4)由C=Q/U可知C=ΔQ/ΔU(5)电荷量Q＝CU，带电荷量随电压的升高而增大，即带电荷量与电压成正比．提示：①电容器是一种电路元件，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领．②电容器的带电荷量是一个极板上电荷量的绝对值．③电容C是用比值定义法定义的，本章学过的电场强度E、电势φ，都是用比值法定义的．电容C=Q/U，但不能说电容C与Q成正比、与U成反比．电容C由电容器本身的性质决定，与Q、U的大小无关．④加在电容器两极上的电压不能超过某一限度．超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏．这个极限电压称为穿电压．电容器工作时的电压应低于击穿电压．电容器上一般都标明电容器的电容和额定电压．额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压，比击穿电压要低．4．常用电容器(1) 固定电容器：电容固定不变的电容器，常用云母、陶瓷、聚苯乙烯等为电介质，这种电容在使用中不分极性．(2) 电解电容器：也是一种固定电容器，只是用很薄的一层氧化膜作电介质，电容较大．并且，电解电容器的极性是固定的，使用时极性不能接错．(3) 可变电容器：是一种可以改变电容大小的电容器，通常由两组铝片组成，其中一组固定不动的叫定片，另一组可以转动的叫动片．转动时，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变．可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质．例1有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V ，使它的电荷量减少3×l0-4C ，于是电容器两极板间的电压降低1/3，此电容器的电容量 μF ，电容器原来的带电荷量是 C ，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是 μF ．解析：①电容器两极板间电势差的变化量为 V V U U 2332)311(=⨯=-=∆，由UQ C ∆∆=有F F C μ15021034=⨯=-②设电容器原来带电荷量为Q ，则Q ＝CU ＝1.5×10-4×3＝4.5×10-4C.③电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF ．5．平行板电容器的电容(1)当平行板电容器的两极板间是真空时，kdS C π4=(2)当两板间充满同一种电介质时， kdSC r πε4=，r ε是电介质的相对介电常数(3)平行板电容器的电容，与两平行板正对面积S 成正比，与介质的相对介电常数r ε有关，与两极板间距离d 成反比．6．关于平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器连接在电源两端时，由于电容器始终接在电源上，因此两板间电势差U 保持不变，电容器的d 、S 、εr 发生变化，将引起电容器的C 、Q 、U 、E 变化．由kdSC πε4r =可知C 随d 、S 、εr 变化而变化．由Q ＝CU ＝kdSr πε4可知Q 也随着d 、S 、εr 变化而变化．由E=U/d 知，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，电容器的带电荷量Q 保持不变，电容器的d 、S 、εr 变化，将引起C 、Q 、U 、E 的变化．由kdSC πε4r =可知C 随d 、S 、εr 变化而变化．由SkdQkdS QC Q U r r εππε44===可知，U 随d 、S 、εr 变化而变化．由SkQkS QCdQ dU E r r εππε44====可知，E 随S 、εr 变化而变化．例2当一个电容器所带电荷量为Q 时，两极板间的电势差为U ，如果所带电荷量增大为2Q ，则 ( )A ．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变B ．电容器的电容减小为原来的1／2倍，两极板间电势差保持不变C ．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍D ．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1／2倍解析：本题考查对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的结构，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关．由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变．由电容的定义式C ＝Q/U 可知，当所带的电荷量增大为2Q 时，两极板间的电压也相应增大为2U ，故本题应选C ．点评：电容器的电容是用比值法定义的，本章中学过的用比值法定义的物理量还有：电场强度、电势差，以前学过的用比值法定义的物理量有：压强、密度等．从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的．例3 (2000年全国高考试题) 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是 ( )A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极扳平行错开，使正对面积减小，电容将减小C ．在下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 解析：根据kdSC πε4=，影响平行板电容器的电容大小的因素有：①正对面积增大，电容增大；②两板间距增大，电容减小；③两板间放入电介质，电容增大；④两板间放入金属板，相当于减小平行板的间距，电容增大．所以选项B 、C 、D 正确．点评： 这是一道关于电容器的电容的基本题，电容器的电容是由本身的结构来决定的．空气的介电常数接近于1，其它各种绝缘体的介电常数都大于1，所以空气电容中插入任何绝缘体，其电容都增大．例4连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则 （ ）A ．电容器的电容C 变大B ．电容器极板的带电荷量Q 变大C ．电容器两极板间的电势差U 变大D ．电容器两极板间的电场强度E 变大解析：这是一道考查对电容器的有关物理量理解的问题．平行板电容器的电容kdSC πε4=，当两极板间的距离d 减小时，C 增大，由于两极板连接在电池两极上，则两极板间的电势差U 保持不变，电容器所带电荷量UC Q =变大，两极板间的电场强度dU E =变大．选项A 、B 、D 正确．点评： 两极板间的电势差U 保持不变，是正确解答此题的关键．例5 如图1-7-3所示，两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接，开关S 闭合，电容器两板间的一质量为m ，带电荷量为q 的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是 （ ）A ．微粒带的是正电B ．电源电动势的大小等于q mgdC ．断开开关S ，微粒将向下做加速运动D ．保持开关S 闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动解析： 粒子受重力和向上电场力作用而静止，两板间的电场方向向下，所以粒子带负电；由于粒子处于平衡状态时有mg qE =，电源电动势qmgd Ed ==ε；断开开关S ，电容器的带电荷量不变，根据SkQdkdS QCdQ dU E εππε44====，极板间电场没有改变，微粒仍将静止不动；保持开关闭合，电容器两极板间电压不变，两极板的距离增大，根据dU E =得极板间电场的电场强度变小，微粒将向下做加速运动．所以选项B 、D 正确．图1-7-3例6(1997年上海市高考试题) 如图1-7-4所示，A 、B 为平行金属板，两板相距为d ，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M 和N ，今有一带电质点，自A 板上方相距为d 的P 点由静止自由下落(P 、M 、N 在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N 孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则（ ）A ．把A 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回B ．把A 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落C ．把B 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回D ．把B 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落 解析：平行金属板与电源两极相连，则两极板间电势差U 保持不变．带电质点由P 运动到N 的过程中，重力做功与电场力做相等．若把A 板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N 孔，且能返回；若把A 板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N 孔，且能返回．若把B 板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置在N 孔之上，且能返回；若把B 板向下平移一小段距离，质点到达N 孔时将在一竖直向下的速度，即将穿过N 孔继续下落．所以选项A 、C 、D 正确．[同步检测]1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )A ．根据C=Q ／U 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B ．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关2．如图1—7—5所示，在开关S 闭合时，质量为m 的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是 ( )图1-7-4图1—7—5A ．开关S 断开，极板上电荷量将减小，电压降低B ．开关S 断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小C ．开关S 断开．极板间距离减小，则极板间的电压减小D ．开关S 断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动3．如图l —7—6中，是描述电容C 、带电荷量Q 、电势差U 之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )4．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明( )A ．A 所带的电荷量比B 多 B ．A 比B 有更大的容纳电荷的本领C ．A 的体积比B 大D ．两电容器的电压都改变1 V 时，A 的电荷量改变比B 的大5．如图1—7—7所示，先接通S 使电容器充电，然后断开S ．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q 、电容C 、两板间电势差U ，电容器两极板间场强E 的变化情况是 ( )A ．Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B ．Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 C ．Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D ．Q 不变，C 变小，U 变小，E 变小6．平行金属板A 、B 组成的电容器，充电后与静电计相连，如图1—7—8，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是 ( )A ．A 板向上移动B ．B 板向右移动C ．A 、B 之间插入电介质D ．使两板带的电荷量减小7．如图1—7—9所示，A 、B 是平行板电容器的两个极板，B 板接地，A板带有电荷量图l —7—6图l —7—7图l —7—8+Q ，板间电场中有一固定点P ，若将B 板固定，A 板下移一些；或者将A 板固定，B 板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是 ( )A ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势不变B ．A 板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高C ．B 板上移时，P 点的电场强度不变，P 点电势降低D ．B 板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低8．一个平行板电容器，当其电荷量增加ΔQ ＝1.0×10-6C 时，两板间的电压升高ΔU ＝10 V ，则此电容器的电容C ＝ F ．若两板间电压为35 V ，此时电容器的带电荷量Q ＝ C.9．平行板电容器两板间距为4cm ，带电5.0×10-8C ，板间电场强度为4.5×104N ／C ，则其电容C ＝ F ，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为 ．10．如图l —7—10所示，平行放置的金屑板A 、B 组成一只平行板电容器，对以下两种情况：(1)保持开关S 闭合，使A 板向右平移错开一些； (2)S 闭合后再断开，然后使A 板向上平移拉开些．讨论电容器两扳间的电势差U 、电荷量Q 、板间场强E 的变化情况．11．如图1—7—11中．下列几种电路情况中有无电流?若有电流，电阻R 上电流方向如何?①合上开关S 瞬间；②合上S 后又将电容器C 的两板距离增大．图l —7—9图l —7—10图l —7—11[综合评价]1．关于电容器的充放电，下列说法中正确的是( )A．充放电过程中外电路有瞬间电流B．充放电过程中外电路有恒定电流C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小2．一平行板电容器始终与电池相连，现将一块均匀的电介质板插进电容器恰好充满两极板间的空间，与未插电介质时相比( )．A．电容器所带的电荷量增大B．电容器的电容增大C．两极板间各处电场强度减小D．两极板间的电势差减小3．下列关于电容器的说法中，正确的是( )．A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B．电容器不带电时，其电容为零C．由C＝Q／U可知，C不变时，只要Q不断增加，则U可无限制地增大D．电容器的电容跟它是否带电无关4．一个电容器的规格是“10µF、50V”则( )．A．这个电容器加上50V电压时，电容量才是10µFB．这个电容器的最大电容量为10µF ，带电荷量较少时，电容量小于10µFC．这个电容器上加的电压不能低于50VD．这个电容器的电容量总等于10µF5．1999年7月12日日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流，在检测此次重大事故中应用了非电荷量变化(冷却剂外泄使管中液面变化)转移为电信号的自动化测量技术．图1－7－12是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质．电容器的两个电极分别用导线接在指图l—7—12示器上，指示器上显示的是电容的大小，但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低，为此，以下说法中正确的是： （ ）A ．如果指示器显示出电容增大了．则两电极正对面积增大．必液面升高B ．如果指示器显示出电容减小了．则两电极正对面积增大，必液面升高C ．如果指示器显示出电容增大了，则两电极正对面积减小，必液面降低D ．如果指示器显示出电容减小了．则两电极正对面积增大．必液面降低 6、传感器是一种采集信息的重要器件．如图1—7－13所示是一种测定压力的电容式传感器，A 为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时,以下说法正确的是： （ ）A.电容器的电容将减小B.电容器的电荷量将增加C.灵敏电流表的指针向左偏D.灵敏电流表的指针向右偏7．平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图1—7—14所示．那么 ( )A ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ椤不变C ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变8．图1—7—15所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路．在增大电容器两极板间距离的过程中 ( )A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流9．如图1—7—16所示，两平行金属板水平放置并接到电源上，一个带电微粒P位于图l —7—13图l —7—14 图l —7—15两板间恰好平衡，现用外力将P 固定住，然后使两板各绕其中点转过α角，如图虚线所示，再撤去外力，则带电微粒P 在两板间 ( )A ．保持静止B ．水平向左做直线运动C ．向右下方运动D ．不知α角的值无法确定P 的运动状态10．如图1—7—17所示，在与直流电源相接的平行板电容器内部，有一个小带电体P 正好处于受力平衡状态．问：(1) 当将A 板略为向B 板靠拢一些时，P 如何运动?(2) 断开开关S ′后，重复以上动作，P 又如何运动?第七节 电容器与电容知能准备答案：1.平板电容器 、 彼此绝缘 、 相互靠近、 2.带电荷量Q 、 两板间电压U 、 Q/U 、 法拉 、 法、 F 、106-、1012-、容纳电荷本领 3.固定电容、可变电容、电解质电容同步检测答案：1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB 7.AC 8.1.0×107- 3.5×106-9.28pF 7pF 10.(1)U 保持不变、Q 变小、E 不变 （2）Q 不变、E 不变、U 增大 11.（1）从A 经R 到B （2）由B 经R 到A综合评价答案：1.AD 2.AB 3.D 4.D 5.A 6.BD 7.AD 8.BC 9.B 10.(1)U 不变、d 减小、E 增大、qE 增大、P 会向上运动 （2）S ′断开Q 不变、E 不变、qE 不变、P 仍然平衡图l —7—16 图1—7—17。
电容器的工作原理
电容器的工作原理电容器是一种常见的电子元器件，广泛应用于电子设备、电力系统、通信系统等领域。
它具有存储电能、调节电压、滤波等功能，在电路中起到重要作用。
以下是关于电容器工作原理的详细介绍。
1. 电容器的基本结构电容器由两个导体板之间夹有绝缘介质而组成。
导体板通常由金属制成，如铝或银等。
而绝缘介质可以是空气、陶瓷、塑料薄膜等。
导体板和绝缘介质之间的空间形成一个电场。
2. 电容器的电荷存储原理当电容器连接到电源时，正电荷从电源流向一个导体板，负电荷从另一个导体板流向电源。
导体板上的电荷不断累积，直到电场达到饱和。
此时，电容器存储了一定量的电荷。
3. 电容器的电压调节原理电容器可以调节电路中的电压。
当电容器与电源相连时，电荷在电容器导体板上累积，电压也逐渐上升。
但一旦电容器断开与电源的连接，由于导体板上的电荷无法流动，电容器的电压将开始下降。
4. 电容器的滤波原理电容器还能在电路中起到滤波作用。
在交流电路中，电容器可以通过充电和放电的过程来滤除高频信号的干扰。
当高频信号经过电容器时，由于电容器对频率较高的电压变化敏感，会将高频信号短路，使其无法通过电容器。
5. 电容器的频率依赖性电容器的存储电荷能力随着频率的变化而变化。
在直流电路中，电容器可以存储较多的电荷。
但在交流电路中，电容器由于频率较高的电压变化，在单位时间内无法累积大量的电荷，存储电荷能力减弱。
6. 电容器的容值及其影响电容器的容值指的是它能够存储的电量大小。
容值越大，电容器可以存储更多的电荷，相应的存储电能能力也更强。
电容器的容值通常以法拉（Farad）为单位进行表示。
7. 电容器的极性及其影响有些电容器是极性电容器，它们具有正负极之分，只能按照规定的方向连接电路。
而非极性电容器则没有正负极之分，可以任意连接。
连接方式的错误会导致电容器的损坏或电路的不正常工作。
8. 电容器的选择和应用在电路设计中，选择适合的电容器很重要。
根据电路的需求，可根据容值、极性、尺寸等因素进行选择。
电子元器件的分类与功能
电子元器件的分类与功能电子元器件是电子设备中的组成部分，它们具有不同的功能和特点。
电子元器件根据其功能和用途可以分为不同的类型。
本文将介绍几种常见的电子元器件，并详细解释它们的分类和功能。
1. 电阻器（Resistor）- 电阻器用于限制电流流动，通过产生电阻来控制电路中的电压和电流。
- 根据电阻值的大小可分为固定电阻器和变阻器。
固定电阻器的电阻值固定，而变阻器可以调节电阻值。
- 常见的电阻器有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
2. 电容器（Capacitor）- 电容器用于存储和释放电荷。
它由两个带电极板和介质组成。
- 根据介质的类型可以分为小型电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器等。
- 电容器具有吸收噪声、滤波和能量存储等功能。
3. 电感器（Inductor）- 电感器用于储存和释放磁能，通过电流的变化来产生电场和磁场。
- 电感器主要由线圈和铁芯组成。
- 电感器在电源滤波、频率选择和振荡器等电路中有重要作用。
4. 二极管（Diode）- 二极管是一种用来控制电流流动方向的元器件。
- 它具有单向导通的特性，正向导通时电流可以流动，反向截止时电流无法通过。
- 常用的二极管有普通二极管、稳压二极管、肖特基二极管等。
5. 三极管（Transistor）- 三极管是一种具有放大和开关功能的半导体器件。
- 它由三个区域组成，分别为基极、发射极和集电极。
通过控制基极电流可以控制集电极电流的变化。
- 三极管广泛应用于放大器、振荡器、计算机逻辑门等电路中。
6. 集成电路（Integrated Circuit）- 集成电路是多个电子元件以及其它传导材料集成在一个晶片上的芯片。
- 它具有体积小、功耗低和可靠性高等优点。
- 集成电路根据应用可以分为模拟集成电路和数字集成电路。
7. 传感器（Sensor）- 传感器是将非电信号转换成电信号的装置。
- 它可以感知各种物理量和环境信号，如温度、压力、光线等。
- 传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域中。
常用电容封装类型与规格
常用电容封装类型与规格电容器是电子元器件中常用的一种元件，用于储存电荷和能量。
电容器封装类型和规格多种多样，下面将介绍常用的电容器封装类型及其规格。
1.陶瓷电容器（Ceramic Capacitor）：陶瓷电容器是一种常用的电容器类型之一，由于其体积小、价格低廉，被广泛应用于各种电子电路中。
陶瓷电容器的封装规格一般以贴片（SMD）和插装型为主，常见的尺寸有0402、0603、0805等，其容量范围通常在pF（皮法）至μF（微法）之间。
陶瓷电容器的工作电压一般在几十伏特至数百伏特之间。
2.铝电解电容器（Aluminum Electrolytic Capacitor）：铝电解电容器是一种常用的大容量电容器，主要用于储存大电荷和大能量。
铝电容器的封装规格一般以插装型为主，常见的尺寸有Radial、Axial等，其容量范围通常在μF（微法）至mF（毫法）之间。
铝电解电容器的工作电压一般在几十伏特至数百伏特之间。
3.有机电解电容器（Organic Electrolytic Capacitor）：有机电解电容器是一种新型的电容器类型，具有高容量、低ESR （等效串联电阻）等优点，广泛应用于高性能电子电路中。
有机电解电容器的封装规格一般以表面贴装（SMD）为主，常见的尺寸有0805、1206等，其容量范围通常在μF（微法）至mF（毫法）之间。
有机电解电容器的工作电压一般在几十伏特至数百伏特之间。
4.铜箔电容器（Polyester Film Capacitor）：铜箔电容器是一种常用的高频电容器，用于高频信号的耦合和滤波。
铜箔电容器的封装规格一般以插装型和片式型为主，常见的尺寸有Radial、Axial、SMD等，其容量范围通常在nF（纳法）至μF（微法）之间。
铜箔电容器的工作电压一般在几十伏特至数百伏特之间。
5.电介质电容器（Film Capacitor）：电介质电容器是一种常用的高质量和高精度电容器，具有较低的失谐因数和较高的频率响应。
电容的种类及符号
电容的种类及符号电容器是一种用于储存电荷的电子元件。
它由两个导体板之间的绝缘材料（或电介质）隔开。
根据其结构和性能的不同，电容器可以分为多种类型。
以下将对常见的电容器类型及其符号进行详细介绍。
1.高频电容器：高频电容器专为用于高频电路设计而设计，能够提供较低的等效串联电阻和等效串联电感。
最常见的高频电容器是陶瓷电容器，也称为多层陶瓷电容器。
它们通常以“C”作为电路图符号。
2.电解电容器：电解电容器由两个金属电极组成，通过电解质将两个电极隔开。
根据其电解质的不同，电解电容器分为有机电解电容器和无机电解电容器。
有机电解电容器通常用铝箔作为阳极和铝氧化物作为电解质，而无机电解电容器通常用铝箔作为阳极和液体电解质作为电介质。
电解电容器一般以“E”或“C”作为电路图符号。
3.薄膜电容器：薄膜电容器使用金属薄膜作为导体，使用非常薄的绝缘膜将导体隔开。
最常见的薄膜电容器是聚酯薄膜电容器和聚酰亚胺薄膜电容器。
薄膜电容器通常以“C”作为电路图符号。
4.陶瓷电容器：陶瓷电容器使用陶瓷材料作为电介质，金属导体片作为电极。
根据陶瓷材料的不同，陶瓷电容器可以分为多种类型，如可变电容器、温度补偿电容器、高稳定性电容器等。
陶瓷电容器通常以“C”作为电路图符号。
5.可变电容器：可变电容器的电容值可以通过调节其结构或电场来控制。
最常见的可变电容器是电容二极管（Varactor Diode）和电容滚轮。
电容二极管的符号通常使用一个带圆圈的“C”表示。
6.超级电容器：超级电容器也称为超级电容器或电化学电容器，利用电化学过程在电极和电解质之间储存电能。
它们具有高能量密度和快速充放电速度的特点，被广泛用于储能和迅速供电的应用。
超级电容器的符号通常使用两个平行线代表两个电极之间的电介质。
除了上述常见的电容器类型，还有一些特殊用途的电容器，如功率电容器、陶瓷电容器、瓷介电容器等。
它们通常在特定的应用领域和特殊要求的电路设计中使用。
总结起来，电容器的种类及符号包括：-高频电容器（C）-电解电容器（E或C）-薄膜电容器（C）-陶瓷电容器（C）-可变电容器（带圆圈的C）。
电容器答案
电容器答案1. 下列关于电容器和电容的说法中，正确的是（）A.根据可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B.对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压（小于击穿电压且不为零）成正比C.无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压比值恒定不变D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关【解析】电容器的电容等于所带的电荷量与电压比值，对于给定的电容器，其电容不变，与电压、电量无关，表征电容器容纳电荷本领的大小．【解答】解：、根据可知，电容器的电容等于其所带电荷量跟两板间的电压的比值，与电压、电量无关，电容不能说电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比．故错误．、对于确定的电容器，电容一定，则由可知，其所带的电荷量与两板间的电压成正比．故正确．、电容器的电压变化，所带电量也随之变化，但所带的电荷量与电压比值恒定不变．故正确．、电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，由电容器本身的特性决定，与其大小与加在两板上的电压无关．故正确．故选2. 某电容器的电容是，额定电压为，击穿电压为，对于该电容器，下列说法中错误的是（）A.为使它的两极板间的电压增加，所需要的电荷量是B.给电容器的电荷量，两极板间的电压为C.该电容器能容纳的电荷量最多为D.该电容器两极板间能承受的最大电压为【解析】由可知电压与电量间的关系，要注意额定电压与击穿电压的区别．击穿电压是电容器两极板间能承受的最大电压．【解答】解：、由可知，电压增大时，需要增加的电荷量为：，故正确；、给电容器带的电荷，则由得：电压，故错误；、由可知，当电压达击穿电压时，电荷量达最多，最大值为：，故错误；、两极板间能承受的最大电压为击穿电压，故错误；本题选错误的，故选：．3. 以下说法正确的是（）A.毛皮摩擦过的玻璃棒带负电B.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的C.库仑提出电场的概念，法拉第利用电场线形象的描述了电场的清晰图景D.实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成电容器【解析】摩擦起电的实质是电子发生了转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电；根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：、根据物质束缚电子的本领得被毛皮摩擦过的玻璃棒上带负电荷，故正确；、元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故正确；、法拉第提出电场的概念，利用电场线形象的描述了电场的清晰图景，故错误；、实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成电容器，故正确；故选：．4. 下列家庭用电设备中，内部有电容器的电器是（）A.白炽灯B.录音机C.收音机D.电视机【解析】根据各元件的功能原理及电容器的特点分析是否用到电容器．【解答】解：白炽灯采用的是电流的热效应，不需要用到电容器，故错误；录音机、收音机及电视机内部应使用整流滤波等作用，而这些功能中必须使用电容器；故中均采用了电容器；故选．5. 如图所示，平行板电容器与静电计相连，下列可以使静电计指针偏角变小的选项是（）A. 只将板向左平移一小段距离B.只将板向上平移一小段距离C.只在、板之间插入电介质D.只将板移到无限远处【解析】改变板间距离、改变正对面积或放入电介质，根据电容的决定式分析电容的变化，电容器的电量不变，再根据电容的定义式分析板间电压的变化，判断静电计指针的变化．【解答】解：．静电计指针的张角反映电容器两端间电势差的大小，电势差增大，张角变大，根据和，可得，只将板向左平移一小段距离，变小，变小，选项正确；．只将板向上平移一小段距离，变小，变大，选项错误；．只在、板之间插入电介质，变大，变小，选项正确；．只将板移到无限远处，增大，变大，选项错误．故选：．6. 某实验小组用图示装置探究影响平行板电容器电容的因素。
6.电容器和电容-教科版选修3-1教案
6. 电容器和电容-教科版选修3-1教案教学目标1.掌握电容器的定义和计算公式；2.理解电容对电路的作用；3.熟悉电容器的使用及其注意事项。
教学重点1.电容器的定义；2.电容计算公式；3.电容对电路的作用。
教学难点1.电容器的使用和注意事项；2.实例分析。
教学过程1. 导入新知识教师出示一个平行板电容器，让学生观察并猜测其作用。
引出电容的概念，向学生介绍电容器的定义。
2. 讲解电容的计算公式引入电容的计算公式，并进行示范。
教师可用不同的电容器进行演示，增加学生的实际操作体验，提高学生对电容的理解。
3. 分析电容对电路的作用介绍电容对电路的作用，并讲解电容的充电和放电过程。
教师可以用电容器和电阻进行演示，让学生观察实验现象，并分析其原理。
4. 实例分析教师引导学生通过实例学习，进一步加深对电容的理解。
例如，给出一个电容器和一个电路图，让学生计算该电路中的电容值，并分析电容器的作用。
5. 总结归纳在讲完电容器的使用和注意事项后，教师带领学生进行总结归纳，检查学生掌握情况。
课堂练习1.已知一个平行板电容器的电容为1000pF，两板间距为0.5mm，求该电容器的面积。
2.当一个电容器接入电路后，电压在0.2秒内从0V增加到6V，电容器的电容为5μF，求电路中的电流。
课后作业1.练习书上电容相关的习题；2.搜集电容器的种类和使用注意事项，并写出总结。
教学反思在讲解电容的过程中，教师应该注意以简单、易懂的语言来表述概念和原理。
在演示实验时，教师应该先进行实验验证，然后再引导学生分析原理。
这样能够激发学生的学习热情，提高学生的积极性。
在课堂结束前，教师应该再次总结归纳，确保学生把握重点，加深对知识点的理解。
[物理]-电容器和介电质习题答案
![[物理]-电容器和介电质习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/61343f6233687e21af45a9a4.png)
结论：
并联电容器的等效电容等于个电容器电容之和。
例1. 自由电荷面密度为o的平行板电容器，充满相 对介电常数为r的电介质，其电容量为多少？极化电 荷面密度为多少？ 解:（1）求其电容量
0
D
由介质中的高斯定理
D o o D E o r o r
W
因为 所以
Q 0
-q
VAB
+q
1 1 Q2 qdq C 2 C
+
dq
+
Q CVAB
1 Q2 1 1 2 We CVAB QVAB 2 C 2 2
§6.2 静电场中的电介质
电介质：
电阻率很大，导电能力很差的物质，即绝缘体。 （常温下电阻率大于107欧·米）
电介质的特点：
分子中的正负电荷束缚的很紧，介质内部 几乎没有自由电荷。
例2.一平行板电容器充以两种不同的介质，每种 介质各占一半体积。求其电容量。 解： C 1
o r 1 S
2d
S
C2
o r 2 S
2d
r1
r2
d
C C1 C2
oS
2d
r 1 r 2
6-4-2 电容器的能量
1 dW VABdq qdq C
D
+q
qd VAB Ed d 0 r 0 r S
+ + + + + A
E
r
d
- -q - S B
0 r S q 电容： C VAB d
CS C 1 d
r ：相对介电常数（电容率）
电容器与电容
电容器与电容1.根据电容器的电容的定义式C=Q/U ，可知 （ ） A.电容器带电的电量Q 越多，它的电容C 就越大，C 与QB.C.电容器两极之间的电压U 越高，它的电容C 就越小，C 与U D.2. 下列关于平行板电容器的电容，说法正确的是 （ ）A.跟两极板的正对面积S 有关,S 越大,C 越大B.跟两极板的间距d 有关,d 越大，C 越大C.跟两极板上所加电压U 有关,U 越大,C 越大D.跟两极板上所带电量Q 有关,Q 越大,C 越大 3.如图所示，描述对给定的电容器充电时电量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图像，其中不正确的有（ ）4.平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电结束后，电容器的电压为U ，电量为Q ，电容为C ，极板间的场强为E.现将两极板间距离减小，则引起的变化是 （ ）A.Q 变大B.C 变大C.E 变小D.U 变小5.平行板电容器充电后断开电源，然后将两极板间的距离逐渐增大，则在此过程中 A.电容逐渐增大 B.极板间场强逐渐增大 C.极板间电压保持不变 D.极板上电量保持不变6.如图1-53所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法是( ） Ａ.使两极板靠近 Ｂ.减小正对面积 Ｃ.插入电介质 Ｄ.用手碰一下负极板7．关于电解电容器，下列说法中正确的是 （ ） A ．电解电容器只能接在直流电路中 B ．电解电容器使用时正负极不能接反 C ．电解电容器也能接在交流电路中D ．由于电解电容器两板间距离较大，所以其电容一般较大8．一个平行板电容器，使它每板电量从Q 1=3.0×10-6C 增加到Q 2=3.6×10-6C 时，两板间的电势差从U 1=10V 增加到U 2=12V ，这个电容器的电容量多大？如要使两极电势差从10V 降为U 2'=6V ，则每板需减少多少电量．9.一个平行板电容器，电容为200 pF ，充电后两极板间的电压为100 V ，电容器的带电量是多少?断开电源后，将两板距离减半，两极板间电压为1.平行板电容器两板间电压恒定，带电的油滴在两板间静止，如图1-54所示，若将板间距离增大一些，则油( )A.向上运动B.向下运动C.向左运动D.2.如图1-55所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上一定电量，静电计指针的偏转指示出电容器两板间的电势差，现保持极板M 不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采取的办法是（ ）A.N 板向右移一些B.NC.N 板向上移一些D. 在MN 之间插入一片有机玻璃板 3.平行板电容器的电容为C ，带电量为Q ，板间距离为d ，今在两板的中点2d处放一电荷q ，则它所受电场力的大小为 （ ）A.22d Qq kB. 24d Qq kC. Cd QqD. CdQq24.一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(电量很小)固定在P 点.如图1-56所示，用E 表示两极板间场强，U 表示电容器的电压，E P 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，E P 不变C.U 变小，E P 不变D.U 不变，E P 不变5.一个电容器，充电后所带电量为Q ，两板间电压为U.若向电容器再充进ΔQ=4×10－6C 的电量时，它的板间电压又升高ΔU=2 V,由此可知该电容器的电容是______F.6.如图1-57所示，电源两端电压恒定为U ，则接通S 的瞬间，通过R 的电流方向是从___________到___________；平行板电容器充电稳定后，增大两板距离的过程，通过R 的电流方向是从___________到___________；平行板电容器充电稳定后，如果电容器的下极板向左移一些，通过R 的电流方向是从___________到___________；如果电容器充电平衡后，先断开S ，再将电容器两极板间距离增大，电阻R___________电流通过.7.如图1-58所示，平行板电容器板间距离d=10 cm ，与一个直流电源连接，电源电压为10 V ，N 板接地，取大图1-56图1-54图1-55地电势为零.两板间有一点P ，P 点距M 板4 cm ，把K 闭合给电容器充电，然后再断开，P 点场强大小为_________，电势为_____，若把N 板向下移动10 cm ，则P 点场强大小为_______，电势为_________.1.一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连，在保持开关闭合的情况下，将电容器两极板间的距离增大，则电容器的电容C 、电容器所带电量Q 和极板间的电场强度E 的变化情况是 （ ）A.C 、Q 、E 都逐渐增大B. C 、Q 、E 都逐渐减小C.C 、Q 逐渐减小，E 不变D. C 、E 逐渐减小，Q 不变3.在上题中，待电容器充电后将开关断开，再将电容器两极板间距离逐渐增大，则电容器的电容C 、极板间的电压U 和极板间的电场强度E 的变化情况是 （ ）A.C 变小，U 变大，E 不变B. C 变小，U 、E 均变大C.C 变大，U 变小，E 不变D. C 变小，U 不变，E 变小3.如图1-59所示,水平放置面积相同的两金属板A 、B.A 板挂在天平的一端，B 板用绝缘支架固定，当天平平衡后，两板间的距离为5 cm ，若在两板间加400 V 电压后，在天平右端要增加4 g 砝码、天平才能恢复平衡，可见金属板A 所带的电量为多少？1、如图所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ．（ ） A ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变 C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大 D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变2、如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度,若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（ ）图1-57图1-58图1-59A 、一定减小B 、一定增大C 、一定不变D 、可能不变1．两块大小、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，接通开关K ，电源即给电容器充电 （ ） A ．保持K 接通，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K 接通，在两极板间插入一块介质则极板上的电量增大C ．断开K ，减小两极板间的距离则两极板间的电势差减小D ．断开K ，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大2．某电解电容器上标有“25V 、470μF ”的字样，对此，下列说法正确的是（ ） A 、此电容器只能在直流25V 及以下电压才能正常工作。
电容规格参数详解
电容规格参数详解电容是一种常见的电子元件，它具有存储电荷的能力，广泛应用于电路中。
电容的规格参数是评价电容性能的重要指标，下面我们来详细了解一下电容规格参数。
1. 电容值电容值是电容器存储电荷的能力，通常用法拉(F)作为单位。
电容值越大，电容器存储电荷的能力就越强。
电容值的大小取决于电容器的结构和材料，一般来说，电解电容器的电容值比陶瓷电容器和塑料电容器大。
2. 额定电压额定电压是电容器能够承受的最大电压，通常用伏特(V)作为单位。
如果电容器承受的电压超过额定电压，就会发生击穿现象，导致电容器损坏。
因此，在选择电容器时，要根据电路的工作电压选择合适的额定电压。
3. 误差电容器的电容值有一定的误差，误差通常用百分比表示。
例如，一个电容器的电容值为10微法，误差为±5%，则实际电容值在9.5微法到10.5微法之间。
误差越小，电容器的性能越好。
4. 温度系数电容器的电容值随着温度的变化而变化，温度系数是描述电容器电容值随温度变化的指标。
温度系数通常用ppm/℃表示，ppm表示百万分之一。
例如，一个电容器的温度系数为100ppm/℃，则当温度升高1℃时，电容值会增加100ppm。
温度系数越小，电容器的性能越好。
5. 介质损耗电容器的介质损耗是指电容器在工作时产生的能量损耗，通常用损耗角正切值(tanδ)表示。
介质损耗越小，电容器的性能越好。
6. 工作频率电容器的电容值随着工作频率的变化而变化，工作频率是描述电容器电容值随频率变化的指标。
工作频率通常用赫兹(Hz)表示。
例如，一个电容器的电容值在1kHz时为10微法，在10kHz时为8微法，则该电容器的工作频率为10kHz。
工作频率越高，电容器的性能越好。
7. 尺寸电容器的尺寸是指电容器的外形尺寸，通常用毫米(mm)表示。
电容器的尺寸越小，适用范围越广，但电容值和额定电压会受到限制。
电容规格参数是评价电容器性能的重要指标，不同的电容器规格参数适用于不同的电路应用。
电容器与电容 PPT课件
⑴常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？
常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。
⑵常用的固定电容器有哪些？
聚苯乙烯电容器和电解电容器
⑶电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著
特征？ 电解电容器的正、负极性是固定的。
⑷电容器常见的损坏原因是什么？
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电 介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压。
UεS/4πkd
⑶ E=
U/d
∝
1/d
电容器的种类
• 固定电容器
电解电容器
•可变电容器
可变电容器
思考与讨论⑵ ：
平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在 这种情况下，如果增大d，则U、Q、E各如何变化？
解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，
电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带 电量Q始终不变。
(2)若电势差升高1V，电容器的电容仍不变，而 此时所带电量
Q′=CU′=3×10-6×3C=9×10-6C
例2： 对于给定的电容器，描述其电容C、 电量Q、电压U之间的相应关系图正确的 是
例3：将平行板电容器接在电池两极，板间有 一带电尘埃恰好处于静止状态，若将两板缓慢 地错开一些，其它条件不变，则 A．电容器带电量不变· B．电源中将有电流从正极流出 C．尘埃仍处于静止状态 D．电流计中将有电流，方向是b→a
每个极板带电量Q
两极板间电势差U
1.对于同一个水容器，V/H是一个定值（也就是横截面积 S）, 这个定值表征了水容器容纳水的本领。 对于同一个电容器， Q/U也是一个定值，这个定值表征了 电容器容纳电荷的本领。 2.对于不同的水容器， V/H不同（横截面积不同），表明 不同的水容器容纳水的本领不同。 对于不同的电容器， Q/U不同，表明不同的电容器容纳电 荷的本领不相同。
电容器和电容参考讲课文档
C．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小 D．极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大
第二十一页，共37页。
解析：极板 B 向上移动一点时，两极板的正对面积 S 减小， C 变小，由于极板上所带电荷量 Q 保持不变，由公式 C＝QU可 知 U 变大，故应选 D。 答案：D
第二十二页，共37页。
第十页，共37页。
(2)通过 Q — U 图像理解，如图 1－6－1
所示，Q — U 图像是一条过原点的直线，
其中 Q 为一个极板上所带电荷量的绝
对值，U 为两板间的电势差，直线的
斜率表示电容大小。因而电容器的电
图1－6－1
容也可以表示为 C＝ΔΔQU，即电容的大小在数值上等于两极板
间的电压增加(或减小)1 V 所增加(或减小)的电荷量。
第二十三页，共37页。
[例 1] 有一充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V， 现使它的电荷量减少 3×10－4 C，于是电容器两板间的电压降 为原来的13，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量 是多少库仑？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的 电容是多大？
第二十四页，共37页。
[审题指导] 解答本题时应把握以下两点： (1)对于固定的电容器 C＝QU＝ΔΔQU。 (2)电容器大小的决定因素。
(3)对于固定的电容器，其电容的大小与电容器带不带电 及带电量多少无关。
第二十七页，共37页。
对于“1 000 pF,220 V”的云母电容器，下列说法中错误的
是
()
A．所带电荷量总是2.2×10－7 C
B．所带电荷量是1.0×10－7 C时，两极间电压是100 V
C．每当两极间电压增加10 V时，所带电荷量增加
高二物理电容器与电容
（3）电容器是储存电场能的装置。 1）原理：异种电荷互相吸引。
2）电容器的电荷量：一个极板所带电量的绝对值。
保持与电源连接，则板间电压U不变；若断开
A
十十十十十十十 十 一一一一一一 一 一
B
不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。为了衡量电容器这种本领的异 同，我们引入一个新的物理量——”电容“。
A、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍
C
B、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍
C、两板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍
5、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少 3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则:（ ）
A、电容器原来的带电量可能是9×10-4C B、电容器原来的带电量为4.5×10-4C C、电容器BC原来的电压可能为1V D、电容器原来的电压可能为1×10-4V
6、下列说法中正确的是:（ ）
D
3、常用电容器：
（1）按构 造分:
固定电容器：C不可变（符号为 ） 可变电容器：C可改变（符号为 ） 半可变电容器：C只能作微小改变
（2）按介 质分：
纸介电容器：容量大，价格低，体积小； 损耗大，有电感。
云母电容器：介质损耗小，绝缘性能好， 较稳定。
瓷介电容器：耐磨，寿命长；易破碎。
电解电容器：容量大（介质薄且两极近)， 体积小；有极性，易漏电。 （符号为： ）
A、平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，
则此电容器不带电。
B、由公式C=Q/U 可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大。
C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小。
D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。
高中物理复习试题：6-4电容器与电容
课时作业(三十三)1．(单选)关于电容器的电容C 、电压U 和所带电荷量Q 之间的关系，以下说法正确的是( ) A ．C 由U 确定 B ．C 由Q 确定C ．C 一定时，Q 与U 成正比D ．C 一定时，Q 与U 成反比解析 电容器的电容由电容器本身的构造决定，与电压U 、电荷量Q 无关，故A 、B 两项错．电容器的电容C ＝QU，故C 项对，D 项错．答案 C2．(单选)(2012·江苏)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小解析 当电容器两极板间插入一电介质时，根据C ＝εr S4πkd，可知电容器电容C 变大，由于电容器电荷量不变，根据C ＝QU，可知电容器两端电压减小，选项B 正确．答案 B3．(单选)(2011·天津)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U 1，板间场强为E 1.现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是( )A ．U 2＝U 1，E 2＝E 1B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 1解析 由C ＝Q U 和C ＝εr S 4k πd 及E ＝U d 得，E ＝4k πQ εr S ，由电荷量从Q 增为2Q ，板间距由d 减为d2，得E 2＝2E 1；又由U ＝Ed ，可得U 1＝U 2，故A 、B 、D 项错误，C 项正确．答案 C4．(单选)一平行板电容器两极板间距为d 、极板面积为S ，电容为ε0Sd ，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间( )A ．电场强度不变，电势差变大B ．电场强度不变，电势差不变C ．电场强度减小，电势差不变D ．电场强度减小，电势差减小解析 电容器充电后断开，故电容器的带电荷量不变，当增大两极板间的距离时，由C ＝ε0Sd 可知，电容器的电容变小，由U ＝Q C ，可知电势差变大，又由E ＝U d ，可得E ＝U d ＝Q Cd ＝Q ε0S d d ＝Qε0S，与d 无关，所以电场强度不变，A 项正确．答案 A 5．(多选)如右图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N 与静电计相接，极板M 接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U .在两极板相距一定距离d 时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量Q 不变，下面操作能使静电计指针张角变小的是( )A ．将M 板向下平移B ．将M 板沿水平方向向左远离N 板C ．在M 、N 之间插入云母板(介电常数εr >1)D ．在M 、N 之间插入金属板，且不和M 、N 接触 解析 由C ＝εr S4πkd可知，将M 板向下平移，S 减小，将M 板沿水平方向向左移动，d 增大，均使C 变小，再由Q ＝CU 可知，电容器两板间电压增大，静电计指针张角增大，A 、B 项均错误；在M 、N 间插入云母板，εr 增大，C 增大，U 变小，静电计指针张角减小，C 项正确；在M 、N 间插入金属板，相当于d 减小，故C 增大，U 变小，静电计指针张角减小，D 项正确．答案 CD 6．(多选)如图所示，两块正对平行金属板M 、N 与电池相连，N 板接地，在距两板等距离的P 点固定一个带负电的点电荷，如果M 板向上平移一小段距离，则( )A ．点电荷受到的电场力变小B ．M 板的带电荷量增加C ．P 点的电势升高D ．点电荷在P 点具有的电势能增加 答案 AD 7．(多选)如图所示，C 为中间插有电介质的电容器，a 和b 为其两极板，a 板接地；P 和Q 为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P 板与b 板用导线相连，Q 板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b 板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是( )A ．缩小a 、b 间的距离B ．加大a 、b 间的距离C ．取出a 、b 两极板间的电介质D ．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质解析 题中a 、Q 两板接地，b 、P 两板相连，所以U ba ＝U PQ .若使悬线偏角变大，需要小球所受静电力变大，则P 、Q 间的电场强度应变大，因E ＝U PQ d ，U PQ 应变大，U ba 也应变大，U ba ＝QC ，C 应减小，由C ＝εS4k πd分析可知，B 、C 两项正确．答案 BC 8．(单选)如图所示是一个平行板电容器，其电容为C ，带电荷量为Q ，上极板带正电荷．现将一个试探电荷q 由两极板间的A 点移动到B 点，A 、B 两点间的距离为l ，连线AB 与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )A.qClQd B.qQl Cd C.qQl 2CdD.qCl 2Qd解析 根据U ＝Q C ，E ＝U d ，可得E ＝Q Cd ，所以，A →B 电场力做功W ＝qEl sin30°＝qQl2Cd .答案 C传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F 作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是( )A ．若F 向上压膜片电极，电路中有从a 到b 的电流B ．若F 向上压膜片电极，电路中有从b 到a 的电流C ．若F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流D ．若电流表有示数，则说明压力F 发生变化E ．若电流表有示数，则说明压力F 不发生变化解析 F 向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减小，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电，电路中有从b 到a 的电流，B 项正确．电流表有示数，则电容器中不断充电(或放电)．故Q 在变化，F 变化，D 项正确．答案 BD 10．(单选)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，E p 表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x 0的过程中，各物理量与负极板移动距离x 的关系图象中正确的是( )解析 由平行板电容器的电容C ＝εr S4πkd ，可知d 减小时，C 变大，但不是一次函数，A 项错误．在电容器两极板所带电荷量一定的情况下，U ＝Q C ，E ＝U d ＝4πkQεr S ，与x 无关，则B 项错误．在负极板接地的情况下，设P 点最初的电势为φ0，则平移后P 点的电势为φ＝φ0－Ex 0，C 项正确．正电荷在P 点的电势能E p ＝qφ＝q (φ0－Ex 0)，显然D 项错误．答案 C如图所示，A 、B 为平行金属板，两板相距为d ，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M 和N ，今有一带电质点，自A 板上方相距为d 的P 点由静止自由下落(P 、M 、N 在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N 孔时速度恰好为零，然后沿原路返回．若保持两极板间的电压不变，则( )A ．把A 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回B ．把A 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落C ．把B 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回D ．把B 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落解析 平行金属板与电源两极相连，则两极板间电势差U 保持不变．带电质点由P 运动到N 的过程中，重力做功与电场力做功相等，即2mgd －qU ＝0.若把A 板上移，假设能到N 孔，则2mgd －qU ＝12m v 2N ，v N ＝0，说明刚好能到N 孔，然后又返回，A 项正确，若把A 板向下移，同理，也应能到N 点，然后返回，B 项错误．若把B 板向上平移，假设能到N 孔，则因d ′<2d ，故mgd ′－qU ＝12m v 2N <0，说明不能运动到N 孔，在N 孔之上就可返回，C 项正确．若把B 板向下平移一小段距离，假设能到N 孔，则因d ′>2d ，mgd ′－qU ＝12m v 2N >0，说明能到N 孔，且还有向下的速度，即会继续下落，D 项正确．答案 ACD12．(单选)(2013·课标全国Ⅰ)一水平旋转的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)．小孔正上方d2处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平移d3，则从P 点开始下落的相同粒子将( )A ．打到下极板上B ．在下极板处返回C ．在距上极板d2处返回D ．在距上极板25d 处返回解析 由题意知，带电粒子落到下极板处的速度为0，设此时电场强度为E ，根据动能定理，有mg (d ＋d 2)－qEd ＝0，板间电压不变的情况下，下极板向上平移d 3后，电场强度变为原来的32倍，所以后来的电场强度为E ′＝3E2，假设带电粒子在距上极板h 处时，速度变为0，根据动能定理，得mg (h ＋d 2)－qE ′h ＝0，得h ＝2d5.答案 D 13.如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d ＝4 mm.充电后两极电势差为120 V ．若它的电容为3 μF ，且P 到A 板距离为1 mm.求：(1)每一板所带的电荷量；(2)一个电子在P 点具有的电势能；(3)一个电子从B 板出发到A 板获得的动能； (4)两板间的电场强度． 解析 (1)由Q ＝UC ，得Q ＝120×3×10－6 C ＝3.6×10－4 C (2)E p ＝－eφp ＝－e U ABd d PB＝－90 eV(3)因为电子从B 板出发到A 板的过程中电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以由动能定理，得E k －0＝－eU BA ，E k ＝120 eV (4)E ＝Ud＝3×104 N/C答案 (1)3.6×10－4 C (2)－90 eV (3)120 eV (4)3×104 N/C 14.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器，如图所示．电容的计算公式是C ＝εr Sd ，其中常量εr ＝9.0×10－12F·m －1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF ，电子线路就能发出相应的信号，那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？解析 先求得未按下时的电容C 1＝0.75 pF ，再由C 1C 2＝d 2d 1，得ΔC C 2＝Δdd 1和C 2＝1.00 pF ，得Δd ＝0.15 mm答案 0.15 mm。
电容器的基本概念与电量计算
电容器的基本概念与电量计算概念篇电容器是电路中常见的元件，它具有存储电荷的功能，用于稳定电压、滤波和储能等方面。
本文将介绍电容器的基本概念以及如何计算电容器的电量。
一、电容器的基本概念电容器由两个导体板和介质构成，介质可以是空气、塑料或氧化铝等。
导体板之间的介质阻挡了电荷的流动，但却能够存储电荷。
当电容器接入电源时，正负极之间形成电场，导致电荷在两板间堆积。
导体板的面积越大，板间距越小，电容器的电容量就越大。
二、电容器的电容量电容器的电容量用C表示，单位为法拉(F)。
电容量决定了电容器可以存储的电荷量。
在公式中，电容量与导体板的面积A和导体板之间的距离d成反比。
通过改变这两个参数，可以调节电容器的电容量。
公式如下：C = εA/d其中，C为电容量，ε为介电常数(介质的性质决定)，A为导体板的面积，d为导体板之间的距离。
在电容器的电路符号中，用并联的两条线表示两个导体板，中间带有一条直线表示电容器的极性。
计算篇三、电荷与电容量的关系电容器的电量Q表示电容器存储的电荷量，单位为库仑(C)。
电量与电容量之间的关系由以下公式得到：Q = CV其中，Q为电量，C为电容量，V为电压。
当电容器接入电源时，电荷从电源流向导体板，导体板之间的电势差产生电场，使得电荷堆积在板上。
此时，电量等于电容量乘以电压。
四、如何计算电容器的电量1. 已知电容量和电压当已知电容量和电压时，可以通过以下公式计算电容器的电量：Q = CV例如，一个电容量为10微法的电容器接入电压为5伏的电源，则电量Q为：Q = 10 × 10^-6 × 5 = 50 × 10^-6 库仑2. 已知电容器的参数当已知电容器的参数（面积和板间距）时，可以通过以下步骤计算电容量和电量：- 确定导体板之间的距离d，单位为米。
- 确定导体板的面积A，单位为平方米。
- 选择或查找介电常数ε。
不同介质的介电常数不同。
- 计算电容量C：C = εA/d- 已知电压V后，计算电量Q：Q = CV例如，一个电容器的导体板间距为2毫米，面积为10平方厘米，介电常数为2.5，则电容量C为：C = 2.5 × 10^-8 × (10 × 10^-4) / 2 × 10^-3 = 0.0125 法拉如果电容器接入电压为12伏，可以通过以下公式计算电量Q：Q = 0.0125 × 12 = 0.15 库仑结论篇电容器作为电路中常用的元件，具有存储电荷的能力。
电容与电量的关系
电容与电量的关系电容是电学中一个重要的概念，它与电量密切相关。
本文将探讨电容与电量之间的关系，并从物理学角度进行解释。
1. 电容的定义电容是指导体上的电荷量与导体电势之间的比值。
它的单位是法拉（F），常用大写字母C表示。
通常情况下，当电压为1伏特时，导体上积累的电荷量为1库仑时，电容为1法拉。
2. 电容器的作用电容器是一种用于储存电荷的设备，由两个导体之间的绝缘材料隔开。
当电荷通过导体时，电容器会储存电荷，形成电位差。
电容器可以被视为电荷的储存器，通过它可以逐渐释放电荷。
3. 平行板电容器平行板电容器是最简单的电容器之一。
它由两个平行的金属板构成，中间由绝缘材料隔开。
当电容器接通电源时，正极的电荷积聚在一块金属板上，负极的电荷则积聚在另一块金属板上。
电荷之间的电压差随着电荷的增加而增加，电容器的电容也随之增大。
4. 电容与电量的关系根据电容的定义，电荷量与电容成正比。
即电容越大，可以存储的电荷量就越多。
电容C可以表示为电量Q与电压V的比值，即C=Q/V。
这意味着，对于给定的电容，电量的增加会导致电压的增加。
换句话说，电容一定的情况下，电量的增加将导致电压的上升。
5. 电容与储能能力电容反映了储存电荷的能力。
电容越大，储存电荷的能力就越强。
在实际应用中，电容越大的设备可以储存更多的电荷，从而拥有更大的储能能力。
例如，大容量电容器可以存储更多的电能，用于平衡电网负荷波动等。
6. 电容与时间的关系电容器的充放电需要一定的时间。
当电容器接通电源进行充电时，电荷的积累是一个逐渐增加的过程。
同样地，当电容器断开电源进行放电时，电荷的释放也是一个逐渐减少的过程。
电容器的充放电过程可以通过电阻和电容的时间常数来描述。
总结：电容与电量之间存在着密切的关系。
电容越大，可以存储的电荷量越多，储存能力越强。
电容与电量成正比，电量的增加导致电容器的电压增加。
电容器的充放电过程需要一定的时间。
电容器在电路中具有重要的应用，用于储存和调节电荷。
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科学态度与责任：
（1）借助已有的知识与方法，类比迁移到解决不熟悉问题，培养 学生形成自主学习能力。 （2）树立正确对待实验数据的科学态度，大胆假设，小心求证， 实事求是。并具有学习和研究物理的好奇心和求知欲。 （3）通过了解超级电容器在上海公交车上的应用，感受到科学技 术是第一生产力，科技改变生活的价值体验。 理解科学和技术以 及社会和环境的关系，节约资源，促进可持续发展的责任感。
电容器和电容说课
北师大密云实验中学 物理组 檀馨刚
设计思想： 精心设计任务 发展学生思维 落实核心素养
首先，本着“从生活走向物理”的理念，让学生充分了解电容器在生活中的 广泛应用，从而增加学生的感性认识，激发学习热情。
在本节课设计过程中，学案上精心设计了任务链、问题串引导学生对电容器 进行探究。 通过问题的层层递进，培养发展学生物理思维的形成，能从定量和 定性两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论。
在处理“平行板电容器电容的影响因素的探究”时，注重
体现教师的主导作用和学生的主体地位。引导学生主动提出问 题、大胆猜想假设、设计实验方法、完善实验方案、进行实验、 归纳总结，从而体验探究的整个过程。通过教师的适时引导和 学生的探究，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生在 体验探究的乐趣和曲折的过程中，完成对重点知识的建构，感 悟科学思想，培养科学精神，实现知识和能力的协调发展。
教学背景分析
学生情况：
学生已经进入高一学习一个学期，在心理上和能力上已经适
应了高中物理的学习节奏。本学期伊始学生开始学习电场内容， 对于电场的规律，包括场强和电势差的知识储备可以引导学生思 考电容器的构造,以便为这一节的实验探究打下基础.考虑到有些 学生无法熟练的利用场强和电势差公式，所以电容的动态变化是 一个教学的难点。
技术准备： 1、 自制“电人碗”： 金属碗(直径20cm)， PE薄膜一片，PVC水管(50cm)，毛皮一片
2 、450V，400μF电容器一只
3、电容器，1.5伏电池六节，电流表，导线，单刀双掷开关笔记本电脑
4 、平行板电容器一对，数字式电容表一只，电介质，导线
物理学科核心素养
物理观念：
在教学过程中，我舍弃了厂家提供的电路板，而是自制了一套简易电容器充
放电的实验仪器。促使学生进入学习的境界，增强师生之间的交流与合作。同时 多媒体课件、数字式电容表的应用又体现了现代信息技术与物理课程的有机整合。 在知识讲授时，有意识地渗透物理学的研究方法，如：比值定义法、类比法，进 一步加强学生对电容的物理意义的理解。
（1）了解电容器的作用及其构造 （2） 理解电容器充放电过程 （3）理解电容器带电量与电压之间的关系，并掌握电容器电容的概念 （4）研究并理解平行板电容器的电容与哪些因素有关 （5）了解电容器的分类，可变电容器的变化原因.
科学思维和实验探究：
（1）通过探究电容器的电荷量与电势差之间的关系，使学生掌握比值 定义的方法，培养学生科学证据的意识和评估科学证据的能力。 （2）通过合理猜测实验验证，控制变量法在多个因素相关实验中的 使用,使学生体验物理学常用方法。培养学生具有科学探究的意识，能 发现问题、提出合理猜测。 （3）通过学生们分组实验，培养学生合作与交流的能力。 （4）通过利用计算机技术加工、分析实验数据，使学生具有分析论证 的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究 结果和变化的趋势，使学生体验的现代科技带来的便捷。
教学流程示意
最后，课堂总结以学生为主体来完成。通过学生自己对知
识的总结，对方法过程的回顾与思考，理清本节课的知识结构， 感悟物理科学思想、科学方法在本节课应用，落实学科主题教 学，展示生动思维课堂。
教学背景分析
教学内容：
（1）了解电容器的作用及其构造 （2） 理解电容器充放电过程 （3）理解电容器带电量与电压之间的关系，并掌握电容器 电容的概念 （4）研究并理解平行板电容器的电容与哪些因素有关 （5）了解电容器的分类，可变电容器的变化原因.