高中物理电容器

第12课时 电容器 电容

一、知识内容：

1、电容器：

① 电容器：任何两个相互靠近而又彼此绝缘的导体组成电容器。

② 电容器的作用：是用来储存电荷。使电容器带电量增加的过

程是充电过程（如图双向开关接A ），使电容器带电量减少的

过程是放电过程（图中双向开关接B ）。

③ 电容器的电量：两极带等量的异种电荷，每个极板所带电量

的绝对值-----电容器电量。

2、电 容：

① 定义：电容器的带电量与两极间电势差的比值。

② 定义式： U Q C = 单位：法拉，（F 、 F

μ、pF 、） ③ 意义：表示电容器容纳电荷本领大小，大小由电容器的结构决定的，与电容器是否带 电、带多少电荷、以及电势差大小无关。

④ 计算式：U

Q U Q C ∆∆==。 3、平行板电容器：kd

S C r πε4=； （1）公式kd S C r πε4=是平行板电容器的决定式，只适用于平行 板电容器．

（2）平行板电容器内部是匀强电场E=U/d ．

（3）电容器的电势差的测量：静电计（如右图）

静电计是可用来测量电势差的仪器，使用时将它的金属球与电容器一极板相 连，外壳与另一极板相连，从指针偏角便可比较电容器两极板间的电势差，指针 偏角越大，电势差越大．（静电计不能用伏特表代替）

（4）电容器的d 、s 、r ε变化 → 电容器的Q 、U 、C 、E 的变化：

A 、确定不变量。当电容器与电源线连接时两板间电势差保持不变；当电容器 带电后与电路断开时电容器的带电量保持不变．

B 、用决定式kd S

C r πε4=

分析平行 板电容器的电容的变化；C 、用定义式U Q C =

分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化； D 、用d

U E =分析电容器间场强的变化。 二、应用举例：

【例1】如图，A 、B 为水平放置的平行板电容器，正对面积为S ，板间距离为d ，电容为C ， 两板间有一个质量为m 带电粒子，静止于P 点，电源电动势为U ，讨论下述问题： ⑴ 带电粒子的带电量。

⑵ 极板靠近过程中，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。

⑶ 将A 、B 板错开一些，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。

⑷ 在A 、B 板间插入一个金属框，且P 点在金属框内，粒子如何运动，微安表中有无电 流流过。

⑸ 在A 、P 间插入一个金属框，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。

+ + + --- B A

【例2】在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与一

灵敏的静电计相接，极板B 接地。若极板B 稍向上移

动 一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容

器电 容变小的结论的依据是（ ）

A 、 两极板间的电压不变，极板上的电量变小

B 、 两极板间的电压不变，极板上的电量变大

C 、 极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小

D 、 极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大

三、课堂练习：

1、如图，平行板电容器经开关K 与电池连接，a 处有一带电量非

常小的点电荷。K 是闭合的，ϕa 表示A 点的电势，F 表示点电 荷受到的电场力。现将电容器的B 板向下稍微移动，使两板间 的距离增大，则（ ）

A ．ϕa 变大，F 变大

B ．ϕa 变大，F 变小

C ．ϕa 不变，F 不变

D ．ϕa 不变，F 变小

2、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 ．将两极板平行错开，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

3、如图 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 、两极板间电势差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

4、在探究平行板电容器的电容的实验中，对一个电容为C 、正对面积S 、两板之间距离d 的电容器，充电使其带电荷量Q 后，以下说法正确的是：（ )

A 、若带电荷量再增加Q ∆，则电容器两极板之间的电压一定增加C Q /∆；

B 、若带电荷量再增加Q ∆，则电容器两极板之间的电场强度可能不变；

C 、保持带电荷量Q 不变，若电容器两极板之间的距离最大到2d ，则场强增大到原来2倍；

D 、保持带电荷量Q 不变，若电容器正对面积减小到原来的1/2,则场强增大到原来2倍；

5、图中是一个平行板电容器，其电容为C ，带电量为Q ，上极

板带正电。现将一个试探电荷q 由两极板间的A 点移动到B

点，如图所示。A 、B 两点间的距离为s ，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

．Qd qCs B ．Cd qQs C ．Cd

2qQs D ．Qd 2qCs 6、如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面连一小块金属片，与该金属片

隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片．这两片金属片组成一个小电容

器．该电容器的电容C 可用公式C=εS/d 计算，式中常量ε=9×10—12F •m ─1，S 表

示金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当键被按下时，此小电容器

的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给

出相应的信号．设每个金属片的正对面积为58mm 2，键未按下时两金属片的距离 为0.6mm ．如果电容变化0.25pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下（ ）

+ + + --- B A A B

K a