高中物理电容器知识点与习题总结
(完整)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 、 Fμ、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:UQ U Q C ∆∆==。
3、平行板电容器:kdS 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 SC 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dU 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。
高考物理电容器专题
电容器的电容专题一、基础知识1.任何两个彼此绝缘又相距很近的导体都可以构成电容器.这两个导体称为电容器的电极.2.把电容器的两个极板分别与电池的两极相连,两个极板就会带上等量的异号电荷,这一过程叫充电;电容器的一个极板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的电荷量;用导线把电容器的两板接通,两板上的电荷 中和,电容器不再带电,这一过程叫做放电;3.电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值,叫做电容器的电容,用符号C 表示,表达式为UQC =; 4.一般说来,构成电容器的两个导体的正对面积越大距离越小这个电容器的电容就越大;两个导体间 电介质的性质也会影响电容器的电容;二、定义式:C=Q/U=ΔQ/ΔU,适用于任何电容器;决定式;C=εS/4πkd,仅适用于平行板电容器;●对平行板电容器有关的C 、Q 、U 、E 的讨论问题有两种情况;对平行板电容器的讨论:kd s c πε4=、U q C =、dUE = ①电容器跟电源相连,U 不变,q 随C 而变;d ↑→C ↓→q ↓→E ↓ ε、S ↑→C ↑→q ↑→E 不变;②充电后断开,q 不变,U 随C 而变;d ↑→C ↓→U ↑→skq sd kdq cd q d U E επεπ44====不变; ε、S ↓→C ↓→U ↑→E ↑; 问题1:静电计为什么可测量两个导体的电势差 问题2:静电计会改变被验两个导体的电量与电势差吗典型例题例1. 如图6所示,平行板电容器在充电后不切断电源,此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止,当正对的平行板左右错开一些时A .带电尘粒将向上运动B .带电尘粒将保持静止C .通过电阻R 的电流方向为A 到BD .通过电阻R 的电流方向为B 到A答案 BC分析:粒子静止在电容器内,则由共点力的平衡可知电场强度与重力的关系;再根据变化后的场强判断能否保持平衡;由电容器的决定式可知电容的变化,由电容的定义式可知极板上电荷量的变化,由充放电知识可知电流的方向解析:A 、B 由于电容器与电源相连,故电容器两端电压不变,因板间距不变,故极板间的场强不变,带电粒子所受的电场力不变,粒子仍能保持静止,故A 错误,B 正确;C 、D 因正对面积减小,由kdS C r πε4=知,C 减小,因电压不变,由U QC =知,Q 减小,故电容器放电,因电容器上极板接电源正极,上极板带正电,所以通过电流的方向由A 流向B,故C 正确、D 错误;例2如图电路中,A 、B 为两块竖直放置的金属板,G 是一只静电计,开关S 合上时,静电计张开一个角度,下述情况中可使指针张角增大的是A 、合上S,使A 、B 两板靠近一些B 、合上S,使A 、B 正对面积错开一些C 、断开S,使A 、B 间距增大一些D 、断开S,使A 、B 正对面积错开一些答案:C 、D解析 静电计显示的是A 、B 两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高.当合上S 后,A 、B 两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压,静电计指针张角不变;当断开S 后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A 、B 两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由UQC =可知,板间电压U 增大,从而使静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C 、D.答案:CD例3、图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电量Q 将随待测物体的上下运动而变化,若Q随时间t 的变化关系为Q =bt a +a 、b 为大于零的常数,其图象如题图2所示,那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E 和物体速率v 随t 变化的图线可能是A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④解析由题意可知:πεπε4k sQd d 4k s Q CdQ d ====U E 所以E 的变化规律与Q 的变化规律相似,所以E 的图象为②,由at bU d k s CU Q +===πε4k, 所以d =vt+a ,所以是匀速移动,所以速度图象为③,综上所述C 正确. 针对训练1、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a.在以下方法中,能使悬线的偏角a 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E.加大P 、Q 之间的距离F.缩小a、b间的正对面积G.取出ab两极间的电解质,换一块形状大小相同的导体分析:题中电容器ab与平行金属板PQ并联,电势差相等,根据左边电容器的电容的变化得G 、取出a 、b 两极板间的电介质,换一块形状大小相同的导体,相当于板间距离减小,根据kdS C r πε4=,则电容C 增大,Q 不变,由U QC =,ab 间的电势差U 减小,所以PQ 两端的电势差减小,电场强度减小,则电场力变小,α变小.故G 错误;2、传感器是把非电学量如温度、速度、压力等的变化转换为电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用.如图是一种测量液面高度h 的电容式传感器的示意图.从电容C 大小的变化就能反映液面的升降情况.关于两者关系的说法中正确的是A .C 增大表示h 减小B .C 减小表示h 增大C .C 减小表示h 减小D .C 的变化与h 变化无直接关系分析:根据电容器的决定式kdSC r πε4=,结合正对面积的变化,判断电容的变化; 解析:当h 减小时,则正对面积减小,根据电容器的决定式kdSC r πε4=,电容器的电容减小,反之,h 增大,电容增大;故C 增大,说明h 增大;C 减小,说明h 减小;故C 正确,A 、B 、D 错误;3、 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地;在两极板间有一正点电荷电荷量很小固定在P 点,如图所示;以E 表示两极板间的场强,U 表示两极板间的电压,W 表示正点电荷在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,W 变大C .U 变小,W 不变D .U 不变,W 不变分析:抓住电容器的电荷量不变,结合电容的决定式和定义式,以及匀强电场的场强公式得出电场强度的变化,从而得出P 与下极板电势差的变化,得出P 点的电势变化和电势能变化解析:平行板电容器充电后与电源断开后,电量不变.将正极板移到图中虚线所示的位置时,板间距离d 减小,根据kdS C r πε4=知,电容增大,根据U QC =知,板间电压变小;由SS kQ Cd Q d U E r r εεπ14∝===知,两板间的电场强度与d 无关,则可知电场强度不变;P 与负极板间的距离不变,由公式U=Ed 可知,P 与负极板间的电势差不变,P 点的电势不变,根据ϕq W =知,正电荷在P 点的电势能不变.故A 、C 正确,B 、D 错误;4、如图4所示的实验装置中,平行板电容器的极板B 与一灵敏静电计相接,极板A 接地;若极板A 稍向上一点,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D 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解:A 极板与静电计相连,所带电荷电量几乎不变,B 板与A 板带等量异种电荷,电量也几乎不变,故电容器的电量Q 几乎不变.将极板B 稍向上移动一点,极板正对面积减小,电容减小,由公式UQC =可知,电容器极板间电压变大;故D 正确;5、如图13-8-4所示,平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后与静电计相连.要使静电计指针张角变大,下列措施中可行的是 ABA .将A 板向上移动B .将B 板向右移动C .将A 、B 之间充满电介质D .将A 板放走部分电荷解:A 、B 、C 、电容器所带电量Q 保持不变,静电计指针张角变大,板间电势差U 变大,由UQC =知,电容C 变小,根据kdSC r πε4=分析可知板间距离应增大、或抽出电介质、或者减小正对面积,故A 正确,B 正确,C 错误;D 、将A 板放走部分电荷,由UQC =可知电势差减小,故D 错误; 6、如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源内阻不计连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后AA .P 点的电势将降低B .带点油滴的电势能将减少C .带点油滴将沿竖直方向向上远动D .电容器的电容减小,则极板带电量将增大分析:将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,电容器两板间电压不变,根据dUE =分析板间场强的变化,判断电场力变化,确定油滴运动情况.由U=Ed 分析P 点与下极板间电势差如何变化,即能分析P 点电势的变化和油滴电势能的变化;解析:C 、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,由于电容器两板间电压不变,根据dUE =得知板间场强减小,油滴所受的电场力减小,则油滴将向下运动.故C 错误; A 、场强E 减小,而P 点与下极板间的距离不变,则由公式U=Ed 分析可知,P 点与下极板间电势差将减小,而P 点的电势高于下极板的电势,则知P 点的电势将降低.故A 正确;B 、由带电油滴原来处于平衡状态可知,油滴带负电,P 点的电势降低,则油滴的电势能将增加.故B 错误;D 、根据Q=Uc,由于电势差不变,电容器的电容减小,故带电量减小;故D 错误;7.如图所示,平行板电容器的电容为C,带电荷量为Q,两极板间距离为d,今在距两极板的中点错误!d 处放一电荷q,则AA .q 所受电场力的大小为错误!B .q 所受电场力的大小为k错误!C .q 点处的电场强度是k 错误!D .q 点处的电场强度是k 错误!分析:解答本题关键应掌握:电容的定义式U Q C =,即可得到电容器板间电压U,由dU E =,求出板间电场强度E,q 所受的电场力F=qE ;平行板电容器不是点电荷,不能用2rQk 求解板间场强;θa b R解析:A 、B 由U Q C =得,电容器板间电压CQU =,板间场强Cd Q E =,q 所受的电场力大小为CdQqqE F ==;故A 正确,B 错误; C 、D 由于平行板电容器不是点电荷,不能用2rQk求解板间场强;故C 、D 错误; 8、竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球,将平行金属板按如图所示的电路图连接;绝缘线与左极板的夹角为θ;保持极板位置不变,当滑动变阻器R 的滑片在a 位置时,电流表的读数为I 1,夹角为θ1;当滑片在b 位置时,电流表的读数为I 2,夹角为θ2,则 DA.θ1<θ2,I 1<I 2B.θ1>θ2,I 1>I 2C.θ1=θ2,I 1=I 2D.θ1<θ2,I 1=I 2分析:由图可知电容器与滑动变阻器的左侧并联,而电容器在电路稳定时看作断路,故可判断电路中电流的变化;由滑片的移动可知电容器两端电压的变化,由U=Ed 可求得场强的变化;对小球受力分析可得出夹角的变化;解析:解:因电容器稳定后相当于开路,对电路没有影响,故移动滑片时电路中电流不变,即I 1=I 2;小球带正电,小球受重力、电场力及绳子的拉力而处于平衡;滑片右移时,与电容器并联部分的电压增大,则电容器两端的电压增大,由U=Ed 可知,两极板间的电场强度增大;小球受到的水平向右的电场力增大,因重力不变,要使小球重新处于静止状态,细线与竖直板间的夹角应增大;故D 正确;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 BA .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 的运动状态分析:带电微粒P 在水平放置的A 、B 金属板间的电场内处于静止状态,说明处于平衡状态,竖直向上的电场力大小等于重力的大小,当两平行金属板A 、B 分别以O 、0′中心为轴在竖直平面内转过相同的较小角度α,然后释放P,此时P 受到重力、电场力,合力向左,故P 做向左的匀加速直线运动;解:初位置时,电场力和重力平衡,设电场强度为E,初状态极板间距是d,旋转α角度后,极板间距变为dcosα,所以电场强度αcos E E =',而且电场强度的方向也旋转了α,由受力分析可知,电场力在竖直方向的分力为F=qE′cosθ=qE ,竖直方向仍然平衡,水平方向有电场力的分力,所以微粒水平向左做匀加速直线运动;故B 正确,A 、C 、D 错误;10.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 ADA .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不变分析:小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态,保持开关S 闭合,电容器两端间的11. 2012·海南物理将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示;下列说法正确的是ADA .保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半B .保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的两倍C .保持d 不变,将Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的一半D .保持d 不变,将Q 变为原来的一半,则E 变为原来的一半一半,由U Q C =,分析U 的变化,由dU E =分析E 的变化;解析:A 、保持U 不变,将d 变为原来的两倍,根据公式dU E =,可知E 变为原来的一半,A 正确; B 、保持E 不变,将d 变为原来的一半,dU E =,则U 变为原来的一半,B 错误; C 、保持d 不变,将Q 变为原来的两倍,d 不变,电容C 不变,由U Q C =知,U 变为原来的两倍,故C 错误;D 、保持d 不变,将Q 变为原来的一半,d 不变,电容C 不变,由UQ C =知,U 变为原来的一般,再由d U E =可知,则E 变为原来的一半,故D 正确; 12、2012·全国理综如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O 点;先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6;再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触;求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量; 2Q分析:对小球受力分析,受重力、电场力和拉力,根据U=Ed 、Q=cU 、F=qE 以及平衡条件分两次列方程后求解出电容器极板电量Q 的表达式进行讨论设电容器的电容为C,第一次充电Q 后,电容器两极板间电势差C Q U =1; 两极板间的匀强电场,d U E 11=;设电场中小球的带电量为q,则所受电场力11qE F =;小球在电容器中受重力、电场力和拉力而平衡,如图所示有平衡条件有11tan θmg F =,综上各式gcdtan 1m qQ =θ 第二次充电后,电容器的带电量为Q Q ∆+,同理可得gcd)(tan 2m Q Q q ∆+=θ,将方向夹角代入的Q Q 2=∆; 三、平行板电容器的动态问题分析方法:抓住不变量,分析变化量;其依据是U Q C =;匀强电场中的d U E =;平行板电容器电容决定式kdS C r πε4=; 四、平行板电容器的两类典型问题:①平行板电容器始终连接在电源的两端:电势差U 不变由kd S C r πε4=∝d S r ε可知C 随r S d ε、、的变化而变化;由kdS U UC Q r πε4==,Q 也随r S d ε、、的变化而变化;由d d U E 1∝=可知,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:电荷量Q 保持不变;由dS kd S C r r επε∝=4可知可知C 随r S d ε、、的变化而变化;由Sd S kdQ C Q U r r εεπ∝==4可知,U 随r S d ε、、的变化而变化;由SS kQ Cd Q d U E r r εεπ14∝===可知E 与d 无关,只随r S ε、的变化而变化; 例题:如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P 是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间场强减小B.若将电容器的下极板上移一点,则P 点的电势升高C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小解析 由dU E =、U Q C =、kd S C r πε4=可知S kQ E r επ4=,S 减小,E 增大,故A 错; 将电容器的下极板上移一点,电容器极板距离减小,由S kQ E r επ4=知,E 与d 无关,E 不变,由Ed U =知,U 减小,即两板间电势差减小,C 错,D 正确;P 点与上极板距离不变,即P 点与上极板的电势差不变,则P 点的电势不变,B 错;答案 D 正确;易错提醒:1充电后的电容器断开和电源的连接,Q 一定;2Q 一定时,由SS kQ Cd Q d U E r r εεπ14∝===知,两板间的电场强度与d 无关;3接地板电势为零; 例题:连接在电源两极上的平行板电容器,当两极板间距离减小时A.电容器的电容C 变大B.电容器极板的带电荷量变大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 电容器两极板间距离减小,由kdS C r πε4=得其电容变大,所以A 正确;连接在电源两极上的平行板电容器,U 不变,由U Q C =知,U 不变,而C 变大,则Q 变大,故B 正确,C 错误;由dU E =知,U 不变,d 减小,则E 变大,故D 正确;答案:ABD 例题:如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U,现使B 板带正电,则下列判断正确的是A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B.将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D.若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零解析 电容器上所带电荷量一定,由公式kdS C r πε4=知,d 增大,C 变小,再由U Q C =知,U 变大,故A 正确;将A 板稍微上移,正对面积S 减小,C 减小,U 变大,故B 正确;将玻璃板插入两板之间,r ε增大,C 变大,U 变小,故C 项错误;将A 板拿走,相当于使d 变得更大,C 更小,故U 应更大,故D 错误;答案 AB;例题:如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源内阻不计连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则 A.带电油滴将沿竖直方向向上运动点的电势将降低C.带电油滴的电势能将减小D.电容器的电容减小,极板带电荷量将增大解析 上极板向上移动一小段距离后,板间电压不变,仍为E,故电场强度d U E =将减小,油滴所受电场力qE 减小,故油滴将向下运动,A 错;P 点的电势大于0,且P 点与下极板间的电势差Ed U =减小,所以P 点的电势减小,B 对; 带电油滴原来处于平衡状态可知,油滴带负电,又知道P 点的电势降低,油滴向下运动时电场力做负功,油滴的电势能应增加,C 错;电容器的电容kdS C r πε4=,d 增大,电容C 减小,由U Q C =知,U 不变,C 减小,则Q 减小,故D 错;答案 B; 五、含电容器电路的分析与计算方法在直流电路中,当电容器充、放电时,电路里有充、放电电流;一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大只考虑电容器是理想的,不漏电的情况的元件,电容器处电路可看做是断路,简化电路时可去掉它;1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降低,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压;2.当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等;3.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充放电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电;例题:如图所示,电源电动势E=10V,内阻可忽略,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,求:1S闭合后,稳定时通过R1的电流;解析S闭合后,电路稳定时,R1、R2串联,易求ARREI121=+=,即为通过R1的电流.2S原来闭合,然后断开,这个过程中流过R1的电荷量.解析S闭合时,电容器两端电压UC =U2=I·R2=6 V,储存的电荷量Q1=C·断开至达到稳定后电路中电流为零,此时UC ′=E,储存的电荷量Q1′=C·UC′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ=Q′-Q=CUC ′-CUC=×10-4 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的,只有通过R1这条途径实现,所以流过R1的电荷量就是电容器上增加的电荷量.方法点拨:含电容器电路的分析与计算方法:1首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联;2根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压.3最后根据公式Q=CU或ΔQ=CΔU,求电荷量及其变化量;例题:在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小,电压表读数变大解析将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后,R的阻值变大,电路中电流变小,灯泡L 变暗,A错误;路端电压变大,电阻R两端电压变大,电容器C两端电压变大,电容器C上电荷量增加,C错误,D正确;当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,则当P向左移动一段距离后,外电路电阻比r大得越多,电源的输出功率变小,B正确.答案BD例题:如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球.开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向.电源的内阻不能忽略下列判断正确的是A.小球带负电B.当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角θ变大C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下D.当滑动头从a向b滑动时,电源的输出功率一定变大考点闭合电路的欧姆定律;电场强度.专题恒定电流专题.分析由题,小球向右偏,可判断小球所受电场力方向,根据电场方向,能判断出小球的电性.滑动头从a向b滑动时,接入电路电阻变小,由欧姆定律可分析电容器的电压的变化,从而判断细线的偏角变化,同时可判断电容器是充电还是放电,得出电流表中电流方向.利用电源的输出功率与外电阻关系,可判断输出功率大小.解答解:A、由图,A板带正电,B带负电,电容器内电场方向水平向右.细线向右偏,电场力向右,则小球带正电.故A错误.B、滑动头向右移动时,R变小,外电路总电阻变小,总电流变大,路端电压U=E﹣Ir变小,电容器电压变小,细线偏角变小,故B错误.C、滑动头向右移动时,电容器电压变小,电容器放电,因A板带正电,则流过电流表的电流方向向下.故C正确.D、根据电源的输出功率与外电阻的关系:当外电阻等于内阻时,输出功率最大.外电阻大于内阻,外电阻减小输出功率增大;当外电阻小于内阻时,外电阻减小,输出功率减小.本题,不知道外电阻与内阻大小关系,故无法判断电源输出功率的大小.故D错误故选:C.点评本题含容电路的问题,是高考热点问题.对于电容器,关键是分析和计算其电压,及充电情况.电源的输出功率与外电阻的关系可根据数学知识进行严格推导.。
电容知识点总结高中
电容知识点总结高中一、基本概念1. 电容的定义电容是指两个带电体分别带有异号电荷时,它们之间的电位差与它们两者之间的电荷量之比。
一般用C表示,单位为法拉(F)。
2. 电容的公式电容C的计算公式为:C = Q/V,其中Q表示电容器上的电荷,V表示电容器上的电位差。
3. 电容的意义电容是电器元件电学参数之一,是指电容器装有一定电荷时,电容器上的电压与电荷量的比值。
电容能够存储电荷,使电路在短时间内能够放电以及充电,是电路中不可或缺的元件。
二、电容的分类1. 固定电容和变量电容固定电容指的是电容值不可变的电容器,而变量电容指的是可以调节电容值的电容器。
2. 极板式电容和电介质式电容极板式电容是指由两个导体板构成的电容器,而电介质式电容则是利用电介质的电容性质来实现电容的存储。
3. 电解质电容和陶瓷电容电解质电容是指电容器的绝缘介质是电解质,它具有大的电容值以及较小的介质损耗,适用于直流工作电路;而陶瓷电容是指电容器绝缘介质是陶瓷,具有小的电容值和较大的介质损耗,适用于高频工作电路。
4. 固态电容和电解电容固态电容是由电解质涂层、铝箔和电介质薄膜组成的,可以实现超高电容密度;而电解电容是通过电解质的存在来存储电荷,其电容量大,但温度稳定性较差。
三、电容的工作原理电容利用导体之间存在电场来存储电荷,其存储电荷的量与电容器的电容值有关。
当在两个导体板之间加上电压时,其中一个导体板带正电荷,另一个导体板带负电荷,形成一个电场,电场中有电势能的储存。
四、电容的特性1. 零频率电容值电容器在不同频率下的电容值会有所不同,当频率为零时,称之为零频率电容值。
2. 耐压能力电容的耐压能力表示了电容器所能承受的最大电压值,如超过该电压值,容易造成电容故障。
3. 介质常数介质常数表示了电介质在储存电荷时的效率,介质常数越大,电容器的电容值也越大。
4. 温度稳定性电容的温度稳定性表示了电容器在不同温度下的电容值变化情况,温度稳定性好的电容器在不同温度下的电容值变化较小。
高一物理《电容器的电容》知识点总结
高一物理《电容器的电容》知识点总结一、电容器1.基本构造: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、放电:使电容器两个极板分别带上等量异种电荷,这个过程叫充电.使电容器两极板上的电荷中和,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能量转化为其他形式的能量.4.电容器的电荷量:其中一个极板所带电荷量的绝对值.二、电容1.定义:电容器所带电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比.2.定义式:C =Q U. 3.单位:电容的国际单位是法拉,符号为F ,常用的单位还有微法和皮法,1 F =106 μF =1012 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1 V 时,电容器所带的电荷量.5.击穿电压与额定电压(1)击穿电压:电介质不被击穿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.三、平行板电容器的电容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 成正比,跟极板的正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比.3.电容的决定式:C =εr S 4πkd ,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 =S 4πkd. 四、电容器深度理解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.2.C =Q U 与C =εr S 4πkd的比较 (1)C =Q U 是电容的定义式,对某一电容器来说,Q ∝U 但C =Q U不变,反映电容器容纳电荷本领的大小;(2)C =εr S 4πkd 是平行板电容器电容的决定式,C ∝εr ,C ∝S ,C ∝1d ,反映了影响电容大小的因素.3.平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量,分析变化量,紧抓三个公式:C =Q U 、E =U d 和C =εr S 4πkd4.平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合,两极板间的电势差U 恒定,Q =CU =εr SU 4πkd ∝εr S d ,E =U d ∝1d. (2)充电后断开S ,电荷量Q 恒定,U =Q C =4πkdQ εr S ∝d εr S ,E =U d =4πkQ εr S ∝1εr S.。
高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳
高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳电容器的电容这一内容在高中物理选修3-1课本中出现,有哪些知识点需要记住的呢?下面是小编给大家带来的高中物理选修3-1电容器的电容知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1电容器的电容知识点一、电容器1. 电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。
两个导体称为电容器的两极。
2. 电容器的带电量:电容器一个极板所带电量的绝对值。
3. 电容器的充电、放电.操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。
操作: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,电容器就不带电了,这个过程叫放电。
充电带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能二、电容1. 定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值,叫做电容器的电容C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。
②电容的单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
常用单位有微法(F),皮法(pF) 1F = 10-6F,1 pF =10-12F2. 平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S 成正比,跟极板间的距离d成反比。
是电介质的介电常数,k是静电力常量;空气的介电常数最小。
3. 电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源,带电量不变。
第9节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点:1. 带电粒子受力特点。
2. 结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质。
高中物理电容器知识点汇总
高中物理电容器知识点汇总
以下是高中物理电容器的知识点汇总:
1. 电容器的定义:电容器是一种能够存储电荷的装置,由两个导体极板和介质组成。
2. 电容的定义:电容是指电容器存储电荷的能力,用C表示,单位是法拉(F)。
3. 电容量的计算公式:电容量C等于电容器两极板电势差(电压)V与所存储电荷量Q的比值,即C=Q/V。
4. 电容与极板面积和间距的关系:电容与极板面积的成正比,与极板间距的成反比,即C∝A/d,其中A为极板面积,d为极板间距。
5. 并联电容器的等效电容:并联连接的电容器可以看成一个总电容,其电容等于各个电容器电容的和,即Ct=C1+C2+...+Cn。
6. 串联电容器的等效电容:串联连接的电容器可以看成一个总电容,其倒数等于各个电容器倒数的和的倒数,即1/Ct=1/C1+1/C2+...+1/Cn。
7. 初始充电电路:电容器通过电源充电时,电流从电源正极流向电容器的正极板,然后从电容器的负极板流向电源的负极。
8. 初始放电电路:电容器通过电阻放电时,电流从电容器的正极板流向电容器的负极板,并且电流的大小随时间逐渐减小。
9. 电容器的时间常数:电容器放电过程中的电流下降到初始值的63%所需的时间称为电容器的时间常数,记作τ=RC,其中R是电阻值,C是电容值。
10. 电容器的充电和放电曲线:电容器充电曲线呈指数增长,放电曲线呈指数衰减。
11. 电容器的应用:电容器广泛应用于电子电路中,如直流电源滤波、信号耦合、定时器等。
这些是高中物理电容器的知识点的主要内容,希望对你有帮助!。
高中物理电容器知识点汇总
高中物理电容器知识点汇总
以下是高中物理电容器的常见知识点汇总:
1. 电容器的定义:电容器是由两个导体之间隔一层绝缘介质组成的装置,用来储存电荷。
2. 电容器的符号:电容器的电路符号为两个平行的短线,中间有一个曲线,表示绝缘
介质。
3. 电容的定义:电容器的电容量指的是当电容器两极间电压增加1伏特时,所存储的
电荷量。
4. 电容的单位:国际单位是法拉(Farad),符号为F。
1法拉等于1库仑/伏特。
5. 电容器的电容量与几何尺寸有关:电容量与电容器的导体面积直径、导体间距离、
绝缘介质介电常数有关。
6. 球形电容器的电容量公式:球形电容器的电容量C = 4πε0(d/2)。
7. 平行板电容器的电容量公式:平行板电容器的电容量C = ε0(S/d)。
8. 串联电容器的电容量和电压公式:串联电容器的电容量为1/C = 1/C1 + 1/C2 +
1/C3 + ...,电压相同。
9. 并联电容器的电容量和电压公式:并联电容器的电容量为C = C1 + C2 + C3 + ...,电荷相同。
10. 电容器的充放电过程:电容器充电时,电流先大后小,电压先小后大;电容器放电时,电流先大后小,电压先大后小。
11. RC电路的特点:RC电路是由电阻R和电容C组成的串联电路。
RC电路有充电过程和放电过程,充电时间常数τ = R x C。
这些是高中物理电容器的一些基本知识点,希望能对你有所帮助!。
10.4 电容器的电容 (人教版新教材)高中物理必修三第十章【知识点+练习】
第十章静电场中的能量4 电容器的电容知识点一电容器和电容1.电容器:两个相互靠近又彼此绝缘的导体组成一个电容器.2.电容器的充电和放电.(1)充电:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板将分别带上等量的异号电荷,这个过程叫作充电,如图甲所示.充电过程中由电源获得的电能储存在电容器中.(2)放电:用导线把充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫作放电.如图乙所示.放电过程电场能转化为其他形式的能.3.(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫作电容器的电容.(2)定义式:C=QU.单位是法拉,简称法,符号是F,常用单位还有微法(μF)和皮法(pF),数量值关系:1 F=106μF=1012pF.*注意:这里说的“电容器所带的电荷量Q”,是指一个极板所带电荷量的绝对值。
知识点二平行板电容器和常用电容器1.结构:由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成,是最简单的,也是最基本的电容器.2.决定因素:平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比,与电介质的相对介电常数εr成正比,与极板间距离d成反比.3.表达式:C=εr S4πkd,式中k为静电力常量.4.分类:从构造上可分为固定电容器和可变电容器两类.5.平行板电容器内部是匀强电场,E=U d.6.额定电压和击穿电压.(1)额定电压:电容器正常工作时所能承受的电压,它比击穿电压要低.(2)击穿电压:是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的电介质将被击穿,电容器将被损坏.拓展平行板电容器两类问题1.如图所示,电容器充电后保持和电源相连,此时电容器两极板间的电压不变.(1)当两极板的正对面积S增大时,电容器的C、Q、E如何变化?(2)当两极板间距d增大时,电容器的C、Q、E如何变化?2.在上面探究1图中,电容器充电后和电源断开,此时电容器的带电荷量不变.(1)当两极板的正对面积增大时,电容器的C、U、E将如何变化?(2)当两极板间距d增大时,电容器的C、U、E将如何变化?【例1】如图是描述一给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间的相互关系图,其中不正确的是图()【例2】(多选)如图所示,竖直放置的平行板电容器与定值电阻R、电源E相连,用绝缘细线将带电小球q悬挂在极板间,闭合开关S后悬线与竖直方向夹角为θ。
精选高中物理电容器知识点汇总
高中物理电容器知识点汇总11. 电容器的组成:两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。
电容器是储存电荷(电能)的元件。
2. 电容器的充放电(1)把电容器的一个极板接电池正极,另一个极板接电池负极,两个极就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫做充电。
电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流,充电时,电流从电源正极流向电容器的正极板,从电容器的负极板流向电源的负极。
(2)用一根导线把充电后的两极接通,两极上的电荷互相中和,电容器就不带电,这个过程叫做放电。
电容器放电时,电流从电容器正极板流出,通过电路流向电容器的负极。
(3)电容器所带的电荷量是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。
3. 电容C(1)定义:电容器所带的电荷量Q(任一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。
高中物理电容器知识点汇总2基础知识1、静电感应:把一个不带电的导体放入电场中,导体的两端分别感应出等量正负电荷的现象。
2、静电现象:静电一般由摩擦产生,当两个物体相互摩擦时,分别带上了正负电荷,它们之间就产生电势差。
电荷积累到一定数值时,带电体就发生放电现象。
3、静电平衡状态下的导体⑴处于静电平衡下的导体,内部合场强处处为零。
⑵处于静电平衡下的导体,表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直。
⑶处于静电平衡下的导体是个等势体,它的表面是个等势面。
⑷静电平衡时导体内部没有电荷,电荷只分布于导体的外表面。
导体表面,越尖的位置,电荷密度越大,凹陷部分几乎没有电荷。
4、尖端放电导体尖端的电荷密度很大,附近电场很强,能使周围气体分子电离,与尖端电荷电性相反的离子在电场作用下奔向尖端,与尖端电荷中和,这相当于使导体尖端失去电荷,这一现象叫尖端放电。
如高压线周围的“光晕”就是一种尖端放电现象,避雷针做成蒲公花形状,高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、防止尖端放电。
5、静电屏蔽处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的合场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电场的影响,这就是静电屏蔽。
高中物理电容与电容器知识点与配套经典习题精讲精练
电容与电容器(一)1. 电容器——容纳电荷的容器(1)基本结构:由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成。
(2)带电特点:两板电荷等量异号,分布在两板相对的内侧。
(3)板间电场:板间形成匀强电场(不考虑边缘效应),场强大小E=U/d,方向始终垂直板面。
充电与放电:使电容器带电叫充电;使充电后的电容器失去电荷叫放电。
充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。
由于正、负两极板间有电势差,所以电源需要克服电场力做功。
正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中,放电时,这部分能量又释放出来。
电容器所带电量:电容器的一个极板上所带电量的绝对值。
击穿电压与额定电压:加在电容器两极上的电压如果超过某一极限,电介质将被击穿而损坏电容器,这个极限电压叫击穿电压;电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压,它比击穿电压要低。
2. 电容(1)物理意义:表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量。
(2)定义:使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电量。
电容器两极板间的电势差增加1V所需的电量越多,电容器的电容越大;反之则越小。
定义式:式中C表示电容器的电容,表示两板间增加的电势差,表示当两板间电势差增加时电容器所增加的电量。
电容器的电容还可这样定义:表示电容器的带电量,U表示带电量为Q时两板间的电势差。
电容的单位是F,应用中还有和,1F=。
注意:电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量,完全由电容器本身属性决定,跟电容器是否带电,带电量多少以及两板电势差的大小无关。
(3)电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。
两极板的正对面积越大,极板间的距离越小,电介质的介电常数越大,电容器的电容就越大。
通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容量的改变的。
题型1、电容概念的理解问题:例1. 对一电容充电时电容器的电容C、带电量Q、电压U之间的图象如图所示,其中正确的是()答案:CD 变式1: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,电容将增大答案:BCD变式2、21.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。
高二物理电容器知识点总结(3篇)
高二物理电容器知识点总结一、电容器任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以看成是一个电容器,这两个导体就是电容器的两个极。
电容器能够储存电荷。
将电容器的两极与电池的两极分别连接起来,则与电池的正极相连接的极带正电荷,与电池负极相连接的极带等童的负电荷,这个过程叫电容器的充电。
充电后两极带有等量异种电荷,两极板间建立了电场,并存在一定的电势差。
充电后的电容器,其任一极上电荷的绝对值,叫做电容器带的电量。
充电后,若用导线将电容器两极连接,则两极板上的等量电荷通过导线互相中和,使充电后的电容器失去电荷,这个过程叫做电容器的放电。
放电完毕,两极间的电场消失,电势差也不存在了。
电容器是一种重要的电器元件,它广泛地应用于电子技术和电工技术中。
如照相机的闪光灯电路,就是利用充了电的电容器,通过线圈放电,在相邻的线圈中感应出瞬时高电压,触发闪光灯而发光的。
二、电容电容器带电的时候,它的两极之间产生电势差。
实验证明,对任何一个电容器来说,两极间的电势差都随所带电量的增加而增加。
不同的电容器,在电势差升高lv时需要增加的电量是不同的,这种情况可用图中两个装水的容器形象说明。
两个直径不同的直简形容器,要使它们的水面升高1cm所需的水量是不同的,b容器比a容器儒要的水量大,表示b容器的容量大。
同样,电容器两极板间的电势差增加lv 所需要的电量多,电容器储存的电量就多;所需要的电量少,电容器储存的电量就少。
电容器所带的电量与两极间的电势差的比值,叫做电容。
如果用Q表示电容器带的电量,用U表示两极板间的电势差,用C 表示电容器的电容。
在国际单位制中.电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
如果电容器带1C的电量时,两极板间的电势差是1V,它的电容就是1F。
高二物理电容器知识点总结(二)1.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/22.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;3)常见电场的电场线分布要求熟记;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;高二物理电容器知识点总结(三)1)平抛运动1.水平方向速度:Vx=Vo2.竖直方向速度:Vy=gt3.水平方向位移:x=Vot4.竖直方向位移:y=gt2/25.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V07.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;(4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
2024年高二物理电容器知识点总结(2篇)
2024年高二物理电容器知识点总结一、电容器的基本概念和性质1. 电容器的定义:电容器是由至少由两个导体构成的器件,两个导体之间可以储存电荷。
2. 电容的定义:电容器两极之间储存的电荷量与电压的比值称为电容,用符号C表示,单位是法拉(F)。
3. 电容的计算公式:C = Q / V,其中C表示电容,Q表示储存在电容器中的电荷量,V表示电容器两极之间的电压。
4. 电容器的分类:电容器分为极板电容器和电解质电容器两种类型。
5. 极板电容器:极板电容器由两块平行极板组成,之间夹有一层电介质。
常见的极板电容器有平行板电容器和同心球型电容器。
6. 电解质电容器:电解质电容器使用导电电解质作为电介质,形成了电解质层。
常见的电解质电容器有铝电解电容器和钽电解电容器。
7. 电容器的串联和并联:电容器的串联时,总电容等于各个电容器的倒数之和的倒数,即1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + ...。
电容器的并联时,总电容等于各个电容器的和,即C = C1 + C2 + ...。
8. 电容器的充放电:当电容器与电源相连时,电荷从电源流入电容器,使电容器储存电荷,此过程称为充电;当电容器与电源的连接断开时,电容器释放储存的电荷,此过程称为放电。
二、平行板电容器的性质和公式推导1. 平行板电容器的结构:平行板电容器由两块平行金属板和一层介质组成,两块金属板之间的距离称为板间距离,两块金属板的面积称为平行板电容器的面积。
2. 平行板电容器的性质:平行板电容器的电容与板间距离反比,与板的面积正比。
3. 平行板电容器的电容公式推导:设平行板电容器的面积为S,板间距离为d,板的电荷量为Q,电场强度为E,电容为C。
根据电场强度的定义E = V / d,电势差V = Ed,电容的定义C = Q / V,可以推导出电容的公式C = ε0S / d,其中ε0为真空介电常数。
4. 平行板电容器的单板电容和等效电容:平行板电容器单板的电容为C0 = ε0S / d,其中C0为单板电容。
高二物理电容器知识点总结大全
精心整理高二物理电容器知识点总结大全高二物理电容器知识点总结篇一一、电容器电,在相邻的线圈中感应出瞬时高电压,触发闪光灯而发光的。
二、电容电容器带电的时候,它的两极之间产生电势差。
实验证明,对任何一个电容器来说,两极间的电势差都随所带电量的增加而增加。
不同的电容器,在电势差升高lv时需要增加的电量是不同的,这种情况可用图中两个装水的容器形象说明。
两个直径不同的直简形容器,要使它们的水面升高1cm所需的水量是不同的,b容器比a容器儒要的水量大,表示b容器的容量大。
同样,电容器两极板间的电势差增加lv 所需要的电量多,电容器储存的电量就多;所需要的电量少,电容器用C带1.,2.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;3)常见电场的电场线分布要求熟记;(4)(5)(7)(8)1)1.3.水平方向位移:x=Vot4.竖直方向位移:y=gt2/25.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V07.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g注:(1)(2)(4)2)1.3.F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
高三物理电容器知识点汇总
高三物理电容器知识点汇总一、电容器的基本概念电容器是由两个导体之间夹有绝缘介质的装置,广泛用于电子电路中。
它是一种能够存储和释放电荷的设备,具有一定的电容量。
二、电容器的结构电容器主要由两个导体板和介质组成。
导体板可以是金属板或导电涂层,在空气中一般采用金属板,而在封闭介质中则采用导电涂层。
介质可以采用空气、绝缘纸、陶瓷等材料。
三、电容器的单位和符号电容器的单位是法拉(F),常用的小单位有微法(μF)和纳法(nF)。
符号上,电容器用C表示。
四、电容器的电容量电容量是电容器存储电荷的能力大小,与电容器的几何形状、导体面积和介质电容率相关。
电容量越大,电容器存储的电荷量就越大。
五、电容器的电压电容器的电压是指电容器两个导体板之间的电势差。
当电容器带有电压时,导体板上会存储带电粒子。
电压越高,导体板上存储的电荷量就越大。
六、电容器的充电和放电电容器可以通过连接到电源充电,也可以通过断开电源放电。
充电过程中,电容器的导体板上逐渐积累电荷;放电过程中,电容器释放存储的电荷。
七、电容器的串联和并联将两个电容器连接在一起,可以进行串联和并联操作。
串联时,总电容量为两个电容器的倒数之和;并联时,总电容量为两个电容器的和。
八、电容器的能量存储电容器能够存储电能,其能量存储量与电容器的电容量和电压平方成正比。
能量存储量可以通过计算公式W=1/2CV^2来确定,其中W为电容器的能量。
九、电容器在电路中的应用电容器广泛应用于各种电子电路中,例如滤波器、振荡器、定时器等。
通过合理地使用电容器,可以实现电路的稳定性和功能性。
总结:电容器作为电子电路中重要的元件之一,在高三物理学习中占据着重要地位。
通过了解电容器的基本概念、结构和单位符号,理解电容器的电容量、电压和能量存储原理,同时掌握电容器的充放电过程和串并联操作,我们可以更好地应用电容器于实际电路中,为电子设备的正常运行提供支持。
因此,高三物理学习过程中,对电容器的知识点汇总与理解是非常重要的。
高二物理电容知识点整理
高二物理电容知识点整理高二物理电容知识点整理1、电容知识点总结(1)两个彼此绝缘,而又互相靠近的导体,就组成了一个电容器。
(2)电容:表示电容器容纳电荷的本领。
a 定义式:,即电容C等于Q与U的比值,不能理解为电容C与Q成正比,与U成反比。
一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的,与电容器是否带电及带电多少无关。
b 决定因素式:如平行板电容器(不要求应用此式计算)(3)对于平行板电容器有关的Q、E、U、C的讨论时要注意两种情况:a 保持两板与电源相连,则电容器两极板间的电压U不变b 充电后断开电源,则带电量Q不变(4)电容的定义式:(定义式)(5)C由电容器本身决定。
对平行板电容器来说C取决于:(决定式)(6)电容器所带电量和两极板上电压的变化常见的有两种基本情况:第一种情况:若电容器充电后再将电源断开,则表示电容器的电量Q为一定,此时电容器两极的电势差将随电容的变化而变化。
第二种情况:若电容器始终和电源接通,则表示电容器两极板的电压V为一定,此时电容器的电量将随电容的变化而变化。
2、带电粒子在电场中的运动知识点总结(1)带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速,是直线还是曲线),然后选用恰当的规律解题。
(2)在对带电粒子进行受力分析时,要注意两点:a 要掌握电场力的特点。
如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还与带电粒子的电量和电性有关;在匀强电场中,带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的`大小和方向都可能不同。
b 是否考虑重力要依据具体情况而定:基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等除有要说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。
带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力。
(3)带电粒子的加速(含偏转过程中速度大小的变化)过程是其他形式的能和功能之间的转化过程。
高中物理选修3-1电容器和电容知识点考点高考例题总结
1-6 电容器和电容【学习目标】1.理解电容器的电容,掌握平行板电容器的电容的决定因素.理解电容器的电容,掌握平行板电容器的电容的决定因素2.熟练应所学电场知识分析解决带电粒子在匀强电场中的运动问题..熟练应所学电场知识分析解决带电粒子在匀强电场中的运动问题.3.掌握示波管工作原理..掌握示波管工作原理.4.运用静电场的有关概念和规律解决物理问题.运用静电场的有关概念和规律解决物理问题【本讲重点】1.电容器的电容,平行板电容器的电容的决定因素.电容器的电容,平行板电容器的电容的决定因素2.带电粒子在匀强电场中的运动.带电粒子在匀强电场中的运动【本讲难点】电容器的电容电容器的电容 【考点点拨】1.对电容的理解.对电容的理解2.平行板电容器电容的决定因素.平行板电容器电容的决定因素3.电容器的动态分析.电容器的动态分析4.电容器与恒定电流相联系.电容器与恒定电流相联系5.带电粒子在电场中的平衡问题.带电粒子在电场中的平衡问题6.带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题.带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题 7.带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题.带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题8.带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题.带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题(3)带电粒子在电场中的偏转电场中的偏转如图所示,质量为m 电荷量为q 的带电粒子以平行于极板的初速度v 0射入长为L 版间距离为d 的平行版电容器间,两板间电压为的平行版电容器间,两板间电压为 U ,求射出时的偏移、偏转角.,求射出时的偏移、偏转角. ①侧移:①侧移:______________________________________________________千万不要死记公式,要清楚物理千万不要死记公式,要清楚物理过程,根据不同的已知条件,结论改用不同的表达形式(已知初速度、初动能、或加速电压等). ②偏转角:②偏转角:______________________________________________________注意穿出时刻的末速度的反向注意穿出时刻的末速度的反向U L d v 0 m ,qy v t θ θ延长线与初速度方向交于中点位置,以上结论适用于带电粒子能从匀强磁场中穿出的情况.如果带电粒子没有从电场中穿出,此时水平位移不再等于板长L ,应根据情况进行分析.(二)重难点阐释5.带电微粒在电场和重力场的复合场中的运动.带电微粒在电场和重力场的复合场中的运动一般提到的带电粒子由于重力远小于它在电场中受到的电场力,所以其重力往往忽略不计,但当带电体但当带电体(或微粒)的重力跟电场力大小相差不大时,(或微粒)的重力跟电场力大小相差不大时,(或微粒)的重力跟电场力大小相差不大时,就不能忽略重力的作用了,这样的就不能忽略重力的作用了,这样的带电微粒在电场中可能处于静止,也可能做直线运动或曲线运动.带电微粒在电场中可能处于静止,也可能做直线运动或曲线运动.处理此类问题的基本思路,一是电场力当作力学中的一个力看待,然后按研究力学问题的基本方法,从力和运动或能量转换两条途径展开;二是把该物体看作处于电场和重力场同时存在的复合场中,对于这两种不同性质的场,同样可以用场强叠加原理处理.存在的复合场中,对于这两种不同性质的场,同样可以用场强叠加原理处理.二、高考要点精析(一)对电容的理解☆考点点拨电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量.由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电,带电量的多少、板间电势差的大小等均无关.电容器是否带电,带电量的多少、板间电势差的大小等均无关.【例1】对电容C=Q/U ,以下说法正确的是:,以下说法正确的是:A .电容器充电量越大,电容增加越大.电容器充电量越大,电容增加越大B .电容器的电容跟它两极所加电压成反比.电容器的电容跟它两极所加电压成反比C .电容器的电容越大,所带电量就越多.电容器的电容越大,所带电量就越多D .对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变.对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变解析:解析:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,与电容器是否带电,与电容器是否带电,与电容器是否带电,带电量的多少、带电量的多少、带电量的多少、板间板间电势差的大小等均无关.故D 正确.正确.答案:答案:D D☆考点精炼1.某一电容器标注的是:“300V 300V,,5μF ”,则下述说法正确的是,则下述说法正确的是 ( ))A .该电容器可在300V 以下电压正常工作电压正常工作B .该电容器只能在300V 电压时正常工作电压时正常工作C .电压是200V 时,电容仍是5μFD .使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连.使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连(二)平行板电容器电容的决定因素☆考点点拨平行板电容器的电容与板间距离d 成反比,与两半正对面积S 成正比,与板间介质的介电常数e 成正比,其决定式是:d s kd s C e p eµ=4 ☆考点精炼 2.1999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量变化(冷却剂(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转移为电信号的自动化测量技术..图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,但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低,为此,为此,以下说法中正确的是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.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 .如果指示器显示电容减小了,则两电极正对面积增大,必液面升高.如果指示器显示电容减小了,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,液面必降低.如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积减小,液面必降低D .如果指示器显示出电容减小了,则两电极正对面积增大,液面必降低.如果指示器显示出电容减小了,则两电极正对面积增大,液面必降低(三)电容器的动态分析☆考点点拨平行板电容器动态分析这类问题的关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量.哪些是因变量,同时注意理解平行板电容器演示实验现象的实质,一般分两种基本情况:一是电容器两极板的电势差U 保持不变(与电源连接);二是电容器的带电量Q 保持不变(与电源断开)开)电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,改变正对面积或改变板间电解质材料,都会改变其都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:(1)电键K 保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电量,C CU Q µ=而d d U E d S kd S C 14µ=µ=,e p e (2)充电后断开K ,保持电容器带电量Q 恒定,这种情况下s E s d U d s C e e e 1,,µµµ K 金属芯线金属芯线 导电液体导电液体电介质电介质 h【例4】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,如图所示,以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,W 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(示的位置,则( )A .U 变小,E 不变不变B .E 变大,W 变大变大C .U 变小,W 不变不变D .U 不变,W 不变不变(四)电容器与恒定电流相联系☆考点点拨在直流电路中,在直流电路中,电容器的充电过程非常短暂,电容器的充电过程非常短暂,电容器的充电过程非常短暂,除充电瞬间以外,电容器都可以视为断路.应除充电瞬间以外,电容器都可以视为断路.应该理解的是:电容器与哪部分电路并联,电容器两端的电压就必然与哪部分电路两端电压相等.等. P+ -(五)带电粒子(或带电体)在电场中的平衡问题☆考点点拨 在历年高考试题中,常常是电场知识与力学知识联系起来考查.解答这一类题目的关键还是在力学上.当带电体在电场中处于平衡状态时,当带电体在电场中处于平衡状态时,只要在对物体进行受力分析时,只要在对物体进行受力分析时,只要在对物体进行受力分析时,注意分析带注意分析带电体所受的电场力,再应用平衡条件即可求解.电体所受的电场力,再应用平衡条件即可求解.☆考点精炼6.质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E 的匀强电场中,当小球A 静止时,细线与竖直方向成3030°角,°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电量应为场力最小,则小球所带的电量应为A .E mg 33B B..E mg 3C .E mg 2D D..Emg 2 (六)带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题 ☆考点点拨对于此类问题,对于此类问题,首先对物体受力分析,进而分析物体的运动情况(加速或减速,是直线还是首先对物体受力分析,进而分析物体的运动情况(加速或减速,是直线还是曲线运动等),常常用能量的观点求解.,常常用能量的观点求解.(1)若选用动能定理,则要分清有多少个力做功,是恒力功还是变力功,以及初态和末态的动能增量.的动能增量.(2)若选用能量守恒定律,则要分清有多少种形式的能在转化,哪种能量是增加的,那种能量是减少的.能量是减少的.☆考点精炼7.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中正确的是(不计重力作用)下列说法中正确的是A .从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上运动,直到打到右极板上 B .从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间往复运动间往复运动 C .从t=T /4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上板间振动,也可能打到右极板上D .从t=3T /8时刻释放电子,电子必将打到左极板上时刻释放电子,电子必将打到左极板上(七)带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题☆考点点拨如图所示,质量为m 电荷量为q 的带电粒子以平行于极板的初速度v 0射入长L 板间距离为d 的平行板电容器间,两板间电压为U ,求射出时的侧移、偏转角和动能增量等.,求射出时的侧移、偏转角和动能增量等.解题方法:分解为两个独立的分运动:平行极板的匀速运动(运动时间由此分运动决定)t v L 0=,垂直极板的匀加速直线运动,221at y =,at v y =,md qU a =.偏角:0tan v v y =q ,推论:q tan 2L y =. 穿越电场过程的动能增量:ΔE K =qEy (注意,一般来说不等于qU ) U L d v 0 m ,q y v t θ θ-U 0 U 0 O T 2T t φ☆考点精炼(八)带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题☆考点点拨 当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽略不计.这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等.这时的问题实际上变成一个力学问题,只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变化.恒的时候需要考虑到电势能的变化.【例9】 已知如图,水平放置的平行金属板间有匀强电场.一根长l的绝缘细绳一端固定在O 点,另一端系有质量为m 并带有一定电荷的小球.小球原来静止在C 点.当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O 点做匀速圆周运动.若将两板间的电压增大为原来的3倍,求:要使小球从C 点开始在竖直面内绕O 点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?大拉力是多大? - + O C知识点一电容器的电容电容器的电容是用比值法来定义的,它与电量、电压无关,仅由电容器本身决定。
高三物理电容器知识点
高三物理电容器知识点1. 电容器是一种能够存储电荷的装置,由两块导体板和它们之间的介质电介质组成。
当电容器连接到电源时,正电荷聚集在一块导体板上,负电荷则聚集在另一块导体板上。
这样,电容器具有正负电荷分离的能力。
2. 电容器的电容量表示了电容器能够存储电荷的能力,单位是法拉(F)。
电容量与导体板的面积、以及导体板之间的距离成正比,与电介质的介电常数成反比。
通常情况下,电容量越大,说明电容器能够存储更多的电荷。
3. 电容器的电压是指两块导体板之间的电势差,单位是伏特(V)。
当电容器连接到电源时,电势差会导致电荷从一个导体板流向另一个导体板,直到两个导体板上的电荷量达到平衡,此时电容器充电完毕。
4. 电容器的充放电过程是电荷从一个导体板流向另一个导体板的过程。
在充电过程中,电荷会从电源流向电容器,导致电容器上的电荷量增加;而在放电过程中,电荷会从电容器流向外部电路,导致电容器上的电荷量减少。
5. 电容器充电和放电的时间常数RC决定了充放电过程的快慢。
时间常数RC等于电容器的电容量乘以电路中的电阻值。
当电路中的电阻值较大时,充放电过程较慢;当电路中的电阻值较小时,充放电过程较快。
6. 并联电容器的总电容量等于各个电容器的电容量之和。
并联电容器的正负极性相同,可以看作是一个大容量的电容器。
7. 串联电容器的总电容量等于电容器的倒数之和的倒数。
串联电容器的正负极性相反,可以看作是一个小容量的电容器。
8. 在交流电路中,电容器表现出对不同频率的电压具有不同的阻抗。
低频时,电容器的阻抗较高,起到阻止电流通过的作用;高频时,电容器的阻抗较低,起到允许电流通过的作用。
9. 电容器在电子电路中有很多应用,例如作为滤波器、正弦波发生器、振荡电路等。
电容器的特性能够帮助电子器件实现各种不同的功能,使得电路设计更加灵活多样。
10. 电容器的能量存储能力使其在电源断开时能够继续供应电流。
当电容器充电时,电源向电容器提供电能,电容器将这部分电能存储起来。
高三物理电容器知识点总结
高三物理电容器知识点总结电容器是物理学中的一种重要器件,广泛应用于电子电路和网络系统中。
在高三物理学习中,电容器是一个重要的知识点,掌握电容器的原理和应用对于解题和理解电路有着重要意义。
本文将对高三物理学习中的电容器知识点进行总结,并着重探讨其原理、公式和应用。
一. 电容器的基本原理电容器是由两个导体板、两块绝缘材料以及一个电介质组成的,当电容器接通电源时,导体板上就会产生电荷,这时电容器就会储存电能。
电容器的基本原理是根据电容器两个导体板之间的电场强度和电荷量之间的关系。
二. 电容器的公式1. 电容量的公式电容量是衡量电容器储存电能能力的物理量,用C表示,其公式为:C = Q / V其中,C为电容量,Q为电容器两导体板上的电荷量,V为电容器两导体板上的电压。
2. 并联电容器的等效电容量当多个电容器并联时,可以通过等效电容量简化电路,其等效电容量的公式为:C = C1 + C2 + C3 + ...其中,C为并联电容器的等效电容量,C1、C2、C3等为并联电容器的各自电容量。
3. 串联电容器的等效电容量当多个电容器串联时,可以通过等效电容量简化电路,其等效电容量的公式为:1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...其中,C为串联电容器的等效电容量,C1、C2、C3等为串联电容器的各自电容量。
三. 电容器的应用1. 电容器在电子电路中的应用电容器在电子电路中经常被用作储存和释放电能的元件,常见的应用有滤波电路、振荡电路和定时电路等。
滤波电路可以通过选择合适的电容器来选择性地通过或屏蔽一定频率的电信号,达到滤波的目的。
振荡电路使用电容器和电感器来产生稳定的电信号,常见的应用有电子钟和无线电发射器等。
定时电路使用电容器来调整信号的时间延迟,常见的应用有闪光灯和计时器等。
2. 电容器在电力系统中的应用电容器在电力系统中主要用于功率因数校正和稳定电压。
功率因数校正是指通过加入合适的电容器来提高电力系统的功率因数。
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考点24 电容器和电容量【考点知识方法解读】1.两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可视为电容器。
电容量是描述电容器容纳电荷本领的物理量。
物理学中用电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 的比值定义为该电容器的电容量,即C=Q/U 。
电容量由电容器本身的几何尺寸和介质特性决定,与电容器是否带电、带电量多少、极板间电势差大小无关。
2.动态含电容器电路的分析方法:①确定不变量。
若电容器与电源相连,电容器两极板之间的电势差U 不变;若电容器充电后与电源断开,则电容器两极板带电荷量Q 不变。
②用平行板电容器的决定式C=4S kd επ分析电容器的电容变化。
若正对面积S 增大,电容量增大;若两极板之间的距离d 增大,电容量减小;若插入介电常数ε较大的电介质,电容量增大。
③用电容量定义式C=Q/U 分析电容器所带电荷量变化(电势差U 不变),或电容器两极板之间的电势差变化(电荷量Q 不变)。
④用电荷量与电场强度的关系及其相关知识分析电场强度的变化。
若电容器正对面积不变,带电荷量不变,两极板之间的距离d 变化,两极板之间的电场强度不变;若两极板之间的电势差不变,若两极板之间的距离d 变化,由E=U/d 可分析两极板之间的电场强度的变化。
【最新三年高考物理精选解析】1.(2012·新课标理综)如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。
若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子A ..所受重力与电场力平衡B ..电势能逐渐增加C ..动能逐渐增加D ..做匀变速直线运动2.(2012·江苏物理)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,其电容量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3:(2011天津理综第5题)板间距为d 的平行板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d/2,其他条件不变,这时两极板间电势差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 14.(2010·北京理综).用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如题1图)。
设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。
实验中,极板所带电荷量不变,若A. 保持S 不变,增大d ,则θ 变大B. 保持S 不变,增大d ,则θ 变小C. 保持d 不变,增大S ,则θ 变小D. 保持d 不变,增大S ,则θ 不变5.(2010·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示,E 为电源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属基板。
对着话筒说话时,P 振动而Q 可视为不动。
在P 、Q 间距增大过程中,A .P 、Q 构成的电容器的电容增大B .P 上电荷量保持不变C .M 点的电势比N 点的低D .M 点的电势比N 点的高6.(2010·安徽理综)如题6图所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。
闭合电键S ,小球静止时受到悬线的拉力为F 。
调节R 1、R 2,关于F 的大小判断正确的是A .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变大B .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变小C .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变大D .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变小 7. (2012·浙江理综)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C 置于储罐中,电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连,如图所示。
当开关从a 拨到b 时,由L 与C 构成的回路中产生的周期T=2πLC 的振荡电流。
当罐中液面上升时( ) A. 电容器的电容减小B. 电容器的电容增大C. LC 回路的振荡频率减小D. LC 回路的振荡频率增大8. (2012·海南物理)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。
下列说法正确的是A .保持U 不变,将d 变为原来的两倍,则E 变为原来的一半B .保持E 不变,将d 变为原来的一半,则U 变为原来的两倍C .保持d 不变,将Q 变为原来的两倍,则U 变为原来的一半D .保持d 不变,将Q 变为原来的一半,则E 变为原来的一半9.(2012·全国理综)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O 点。
先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。
再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触。
求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。
电容和电容器·知识点精解1.电容的定义 E SR 0 R 1 R 2M N(1)电容器①作用:电容器是电气设备中常用的一种重要元件,可以用来容纳电荷。
②构成:两金属板间夹上一层绝缘物质(电介质)就是一个最简单的电容器。
两个金属板就是电容器的两个电极。
③充电与放电:使电容器带电叫充电;使充电后的电容器失去电荷叫放电。
④电容器所带电量:电容器的一个极板上所带电量的绝对值。
⑤击穿电压与额定电压:加在电容器两极上的电压如果超过某一极限,电介质将被击穿从而损坏电容器,这个极限电压叫击穿电压;电容器长期工作所能承受的电压叫做额定电压,它比击穿电压要低。
(2)电容的定义:电容器所带电量与两板间电势差之比叫电容。
定义式为①单位:在国际单位制中,电容单位是法(F)。
常用单位有:微法(μF)和皮法(pF)。
它们的换算关系是1F=106uF=1012pF ②物理意义:表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。
2.平行板电容器电容的决定因素平行板电容器的电容,跟介电常量ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比。
用公式表达为下面表中为几种电介质的介电常量的值。
3.常用电容器:常用的电容器可分为固定电容器和可变电容器。
(1)固定电容器:固定电容器的电容是固定不变的,常用的有纸质电容器及电解电容器。
①纸质电容器:在两层锡箔或铅箔中间夹以在石蜡中浸过的纸,一起卷成圆柱体而制成的电容器(图1-49(a))。
②电解电容器:这种电容器是用铝箔作阳极,用铝箔上很薄的一层氧化膜作电介质,用浸渍过电解液的纸作阴极制成的(图1-49(b))。
由于氧化膜很薄,这种电容器的电容较大。
电解电容器的极性是固定的,使用时正负极不能接错,不能接交流电。
(2)可变电容器:①特点:电容可以改变。
②构成:由两组铝片组成(图1-49(c)),固定的一组铝片叫定片,可以转动的一组铝片叫动片。
使用时可以转动动片使两组铝片正对面积发生变化从而改变电容的大小。
(3)电路中常用的几种电容器的符号如图1-49(d)所示。
【例1】图1-50中平行放置的金属板A、B组成一只平行板电容器。
在不断开电键K时,①使A板向上平移拉开一些;②使A板向右平移错开一些;③往A、B间充入介电常量ε>1的电介质。
试讨论电容器两板电势差U、电量Q、板间场强E的变化情况。
若断开电键K,情况又如何?【例2】如图1-51所示,两块水平放置的平行金属板M、N,相距为d,组成一个电容为C的平行板电容器,M板接地,M板的正中央有一小孔B。
从B孔正上方h处的A点,由静止一滴一滴地滴下质量为m、电量为q的带电油滴,油滴穿过B孔后落到N板,把全部电量传给N板,若不计空气阻力及板外电场:问:(1)第几滴油滴将在M、N板间作匀速直线运动?(2)能达到N板的液滴不会超过多少滴?【例3】在静电复印机里,常用图1-52所示的电路来调节A、C两板间电场强度的大小,从而来控制复印件的颜色深浅。
在操作时,首先对金属平板A、B组成的平行板电容器充电。
该电容器的B板接地,A、B间充有介电常量为ε的电介质,充电后两板间的电势差为U。
而后,断开该充电电源,将连接金属平板C和可调电源ε的开关K闭合。
这样,A、C两板间的电场强度将随可调电源ε的电压变化而得以调节。
已知C板与A板很近,相互平行,且各板面积相等。
A、B板间距离为d1,A、C板间的距离为d2,A、C板间的空气介电常量取为1。
试求:当电源ε的电压为U0时,A、C两板间某点P处的电场强度。
[例4]如图11-3所示的电路中,4个电阻的阻值均为R ,E 为直流电源,其内阻可以不计,没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ,电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时,带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开,带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动,并与此极板碰撞,设在碰撞时没有机械能损失,但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷,而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷. [例5]如图11-4所示,电容器C 1=6 μF ,C 2=3 μF ,电阻R 1=6 Ω,R 2=3 Ω,当电键K 断开时,A 、B两点间的电压U AB =?当K 闭合时,电容器C 1的电量改变了多少(设电压U =18 V )?小结:电容器是一个储存电能的元件,在直流电路中,当电容器充、放电时,电路有充电、放电电流,一旦电流达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况)的元件,电容电路可看作是断路,简化电路时可去掉它,简化后若要求电容器所带电量时,可在相应的位置补上.分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确地判断并求出电容器的两端的电压,其具体方法是:1.确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压.2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压即为电容器两端电压.3.对于较复杂电路,需要将电容器两端的电势与基准点的电势比较后才能确定电容器两端的电压.3.如图11-7所示,E =10 V ,R 1=4 Ω,R 2=6 Ω,C =30 μF ,电池内阻可忽略.(1)闭合开关K ,求稳定后通过R 1的电流;(2)然后将开关K 断开,求这以后通过R 1的总电量.图11—7 图11—8 图11—94.如图11-8所示的电路,已知电池电动势E =90 V ,内阻r=5 Ω,R 1=10 Ω,R 2=20 Ω,板面水平放置的平行板电容器的两极板M 、N 相距d =3 cm ,在两板间的正中央有一带电液滴,其电量q =-2×10-7 C ,其质量m =4.5×10-5 kg ,取g =10 m/s 2,问(1)若液滴恰好能静止平衡时,滑动变阻器R 的滑动头C 正好在正中点,那么滑动变阻器的最大阻值R m 是多大?(2)将滑动片C 迅速滑到A 端后,液滴将向哪个极板做什么运动?到达极板时的速度是多大?5.如图11-9所示.两根相距为L 的竖直金属导轨MN 和PQ 的上端接有一个电容为C 的电容器,质量为m 的金属棒ab 可紧贴竖直导轨无摩擦滑动,且滑动中ab 始终保持水平,整个装置处于磁感应强度为B 的磁场中,不计电阻,求最后通过C 的充电电流. 图11-3图11-46.图11-10所示,金属棒ab 质量m =5 g ,放在相距L =1 m 的光滑金属导轨MN 、PQ 上,磁感应强度B =0.5 T ,方向竖直向上,电容器的电容C =2μF ,电源电动势E =16 V ,导轨距地面高度h =0.8 m.当单刀双掷开关先掷向1后,再掷向2,金属棒被抛到水平距离s =6.4 cm 的地面上,问电容器两端的电压还有多大?考点24 电容器和电容量3【答案】:C 【解析】:由板间距为d 的平形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,可知板间距为d 的平形板电容器电容量C=Q/U 1;板间场强为E 1= U 1/d 。