电容的理解以及影响因素

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中学初三物理复习电容器与电容

中学初三物理复习电容器与电容电容器与电容的初步理解电容器是物理学中重要的电路元件，主要由两块导体板和介质组成。

电容器的主要作用是存储电荷，并且可以在电路中储存和释放能量。

本文将以中学初三物理复习为背景，对电容器和电容的基本概念进行介绍，并探讨其在电路中的应用。

一、电容器的基本结构和工作原理电容器由两块导体板和介质组成。

导体板通常是金属板，介质可以是空气、塑料或电介质等。

介质的特性决定了电容器的电容大小。

当电容器的两块导体板之间加上电压差时，导体板上将会存储电荷。

存储的电荷量与电压差成正比，与电容大小成反比。

二、电容的定义和计算公式电容是电容器存储电荷的能力，用C表示，单位是法拉(F)。

根据电容的定义可得：电容C等于电容器中储存的电荷量Q与电压差U的比值，即C=Q/U。

电容的SI单位是库仑(C)，1库仑等于1法拉。

在实际应用中，常用的单位是微法(F)，1微法等于10^-6法拉。

根据电容的定义公式，我们可以计算电容器的电容大小。

当电容器的电压为U，存储的电荷量为Q时，电容C等于Q/U。

通过改变电容器的尺寸、导体板之间的距离和介质的特性等因素，可以改变电容的大小。

三、电容器的串联和并联在实际应用中，常常需要将多个电容器连接在一起以满足不同的电路需求。

电容器可以进行串联和并联。

串联连接时，多个电容器共享相同的电荷量，但电压分配给各个电容器的比例是根据电容大小来决定的。

假设有两个电容器C1和C2，它们串联连接后的总电容Ct满足以下公式：1/Ct = 1/C1 + 1/C2。

并联连接时，多个电容器具有相同的电压，但存储的总电荷量等于各个电容器存储电荷量之和。

假设有两个电容器C1和C2，它们并联连接后的总电容Ct满足以下公式：Ct = C1 + C2。

通过串联和并联的组合，可以构建复杂的电容器网络，以满足不同电路的需求。

四、电容器在电路中的应用电容器在电路中有很多重要的应用。

以下是几个常见的例子：1. 电容器的充放电过程：当电容器两端施加电压差时，电容器开始充电。

《决定电容的因素》学历案

《决定电容的因素》学历案一、学习目标1、理解电容的定义和物理意义。

2、掌握决定电容大小的因素。

3、能够运用决定电容的因素进行相关的计算和分析。

二、学习重难点1、重点（1）电容的定义和单位。

（2）决定电容大小的三个因素：极板间的正对面积、极板间的距离、电介质的介电常数。

2、难点（1）对电容概念的深入理解。

（2）运用决定电容的因素解决实际问题。

三、知识讲解（一）电容的定义电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。

如果一个电容器两极板之间的电压为 U，所带电荷量为 Q，则电容 C 定义为：C ＝ Q ／ U 。

（二）电容的单位电容的国际单位是法拉（F），常用的单位还有微法（μF）和皮法（pF），它们之间的换算关系为：1 F ＝10^6 μF ＝ 10^12 pF 。

（三）决定电容的因素1、极板间的正对面积当其他条件不变时，电容器极板间的正对面积越大，电容越大。

这是因为正对面积越大，极板上能够容纳的电荷就越多，从而使电容器容纳电荷的本领增强。

2、极板间的距离极板间的距离越小，电容越大。

从微观角度来看，极板间距离减小，电荷之间的相互作用力增强，使得电荷更容易在极板上积累，从而增大了电容。

3、电介质的介电常数电介质的介电常数越大，电容越大。

介电常数是描述电介质电学性质的物理量，不同的电介质具有不同的介电常数。

在电容器中插入电介质后，会使电容器的电容增大。

为了更直观地理解这三个因素对电容的影响，我们可以通过以下的公式来表示：C ＝εS ／（4πkd)其中，C 表示电容，ε 表示电介质的介电常数，S 表示极板间的正对面积，d 表示极板间的距离，k 是一个常数。

（四）实例分析例 1：有两个平行板电容器，它们的极板面积相同，一个极板间距离为 d1，另一个极板间距离为 d2（d2 ＞ d1）。

在相同的电压下，哪一个电容器所带的电荷量更多？解：根据电容的定义式 C ＝ Q ／ U ，可得 Q ＝ CU 。

又因为 C ＝εS ／（4πkd) ，当极板面积 S 和电介质相同（即ε 相同）时，极板间距离 d 越小，电容 C 越大。

平行板电容器的电容和电量的关系

平行板电容器的电容和电量的关系平行板电容器是一种常见的电容器类型，由两块平行的金属板和介质组成。

在电容器中，电容和电量之间存在着密切的关系。

本文将探讨平行板电容器的电容和电量之间的关系，并分析影响电容和电量的因素。

一、电容的定义和计算方法电容是指电容器存储电荷的能力，也可以理解为电容器对电荷的接受能力。

电容的单位是法拉（F）。

在平行板电容器中，电容的计算公式为：C = ε₀A/d其中，C表示电容，ε₀为真空介电常数（常数值为8.85 × 10⁻¹²F/m），A表示平行板电容器的面积，d表示平行板电容器之间的距离。

二、电量的定义和计算方法电量是指通过电路中的电荷总量，是电流的积累效果。

电量的单位是库仑（C）。

电量的计算公式为：Q = CV其中，Q表示电量，C表示电容，V表示电容器中的电压。

三、电容和电量的关系电容和电量之间的关系可以通过电场强度和电势差来解释。

当平行板电容器充电时，两个平行金属板之间会形成一个电场。

电场强度E与电势差V之间满足以下关系：E = V/d其中，E表示电场强度，V表示电势差，d表示板间距离。

通过电场强度和电势差的关系，可以推导出电容和电量之间的关系：C = Q/V可以看出，电容和电量之间成反比关系。

当电容增大时，电量相对减少；反之，当电容减小时，电量相对增加。

四、影响电容和电量的因素1. 平行板电容器的面积（A）：电容正比于平行板电容器的面积，面积增大会使电容增加，从而导致电量减少。

2. 平行板电容器之间的距离（d）：电容反比于平行板电容器之间的距离，距离减小会使电容增加，从而导致电量减少。

3. 介质的介电常数（ε）：介质的介电常数决定了电场强度和电势差之间的关系，介电常数增加会导致电场强度减小，从而使电容增加，电量减少。

综上所述，平行板电容器的电容和电量之间存在着密切的关系。

通过调节平行板电容器的面积、板间距离和介质的介电常数，可以对电容和电量进行控制和调节。

2024秋季人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量《电容器的电容》

教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第三册第十章静电场中的能量《电容器的电容》一、教学目标（核心素养）1.物理观念：理解电容器的构造、工作原理及电容的概念，掌握电容的定义式及其物理意义。

2.科学思维：通过分析电容器充电、放电过程，培养学生的逻辑推理能力和问题解决能力，理解电容是描述电容器储存电荷本领的物理量。

3.科学探究：通过实验观察电容器充放电现象，体验科学探究的过程，学习使用实验仪器测量电容的方法。

4.科学态度与责任：培养学生的实验安全意识，尊重实验数据，形成实事求是的科学态度，同时了解电容器在现实生活中的应用及其重要性。

二、教学重点•电容器的构造、工作原理及电容的概念。

•电容的定义式及其物理意义。

三、教学难点•理解电容是描述电容器储存电荷本领的物理量，而非储存电荷的多少。

•分析电容器充放电过程中电场能的变化，理解电容与电压、电荷量的关系。

四、教学资源•多媒体课件（包含电容器构造展示、充放电过程模拟、电容定义及公式推导等）。

•实验器材（电容器、电源、开关、导线、电压表、电流表等，视条件可增减）。

•教科书、教辅资料及学生预习材料。

•实验报告模板。

五、教学方法•讲授法：讲解电容器的构造、工作原理及电容的概念。

•演示法：通过多媒体或实物演示电容器充放电过程。

•实验法：组织学生进行电容器充放电实验，观察现象并记录数据。

•讨论法：引导学生讨论电容的物理意义及其与电压、电荷量的关系。

六、教学过程导入新课•生活实例引入：展示手机电池、相机闪光灯电容器等生活中的电容器应用实例，提问“这些设备中的电容器是如何工作的？它们有什么共同特点？”引导学生思考电容器的作用。

•知识回顾：简要回顾静电场的基本概念和性质，为引入电容器做铺垫。

新课教学1.电容器的构造与工作原理：•展示电容器实物或图片，介绍电容器的基本构造，包括两个彼此绝缘又相互靠近的导体（极板）和中间的绝缘介质。

•通过多媒体演示或实物展示，说明电容器的工作原理——当电容器两极板间存在电势差时，极板上的电荷会重新分布，形成电场，储存电能。

【高中物理】人教版必修第三册学案：第十章第四节电容器的电容

第十章第4节电容器的电容学习目标1.知道电容器的概念2.理解电容的定义及定义方法3.知道改变平行板电容器电容大小的方法。

重点难点1.认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充、放电现象。

(重点)2.掌握电容的定义、公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。

(难点)3.了解影响平行板电容器大小的因素，了解平行板电容器的电容公式。

(重点)自主探究一、电容器和电容1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。

2．电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝Q U。

(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。

(3)单位：1 F＝106μF＝1012 pF。

二、平行板电容器及常见电容器1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。

(2)电容的决定因素：两板间距离d，两板的正对面积S，两板间电介质的相对介电常数εr。

(3)关系式：C＝εr S4πkd。

2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器 3．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。

(2)击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。

课堂小测(1)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板正对面积的增大而增大。

(√)(2)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板间距离的增大而增大。

(×) (3)任何电介质的相对介电常数都大于1。

(√) (4)某电容器上标有“1.5 μF 9 V”的字样，则该电容器的击穿电压为9 V 。

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.。

高中物理精品试题：电容器的电容

10.4 电容器的电容学习目标1．知道什么是电容器。

2．理解电容器电容的概念及其定义式C＝Q/U，并能用来进行有关计算。

3．知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。

4．知道公式C＝εr S4πkd及其含义。

重点：电容的概念。

难点：电容的引入与理解。

研究影响平行板电容器电容大小因素的实验探究。

知识点一、电容器1．构造：彼此绝缘而又相距很近的两个导体，就构成一个电容器。

2．功能（1）充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上等量异种电荷的过程。

特点（如下左图所示）：①充电电流：电流方向为逆时针方向，电流由大到小；①电容器所带电荷量增加；①电容器两极板间电压升高；①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；①充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。

（2）放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的异种就会中和，电容器失去电荷的过程。

特点（如上右图所示）：①放电电流：电流方向是从正极板流出，电流是由大变小；①电容器上电荷量减少；①电容器两极板间电压降低；①电容器中电场强度减弱；①电容器的电场能转化成其他形式的能。

注意：放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。

3．带电荷量：充电后一个极板上的带电荷量的绝对值。

4．电容器的额定电压和击穿电压加在电容器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，这个极限电压称为击穿电压，电容器工作的电压低于击穿电压。

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，电容器上一般都标明电容器的电容和额定电压的数值。

【题1】下列关于电容器的叙述中正确的是A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器B．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都能组成电容器，而且跟这两个导体是否带电无关C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能知识点二、电容1．定义：电容器所带电荷量与两极板间电势差的比值叫电容。

高三物理电容电感知识点

高三物理电容电感知识点电容和电感是电路中常见的元件，具有重要的应用价值。

在高三物理学习中，了解电容和电感的基本知识点对于理解电路和解决相关问题非常重要。

本文将为您介绍高三物理中与电容和电感相关的几个重要知识点。

1. 电容器的基本概念和性质电容器是由两个导体板和之间的绝缘介质组成的。

电容的单位是法拉（F），常用的是微法（μF）和皮法（pF）。

电容器的电容量与导体板的面积成正比，与板间距和绝缘介质的介电常数成反比。

电容器有充电和放电过程，其充放电过程中的电荷量和电压满足一定的规律。

2. 并联和串联电容器在电路中，多个电容器可以并联或串联连接。

并联电容器的总电容量等于各电容器电容量之和，而串联电容器的总电容量满足分式求和的规律。

这个概念在实际电路中非常重要，可以用来计算电路的总电容量，判断电路的等效电容情况。

3. 电容器的充放电特性当电容器与直流电源相连时，电容器会发生充电过程。

电容器的充电速率与电容器的电容量和电阻值有关。

当电容器与导线断开连接并与电阻相连时，电容器会发生放电过程。

电容器的放电过程可以通过电流、电压和时间的关系来描述。

4. 电感的基本概念和性质电感是导体中产生的感应电动势与电流变化率之比。

电感的单位是亨利（H）。

通常使用的是毫亨（mH）和微亨（μH）。

电感元件通常由线圈构成，导线的长度、截面积和匝数都是影响电感的因素。

电感器在电路中常用于控制电流、滤波、储能等方面。

5. 电感对交流电的影响电感元件对交流电的影响非常重要。

在交流电路中，电感具有阻碍电流变化的特性。

通过电感的存在，可以使电路产生阻抗，从而影响电流和电压的分布。

电感元件与电容元件可以相互作用，形成电路的谐振。

这在电路设计和信号处理中具有重要意义。

6. 电容和电感在电路中的应用电容和电感在电路中有多种应用。

电容可以用于储能、滤波、调节电流等方面。

电感常用于制造和调节电路的感应电动势、阻抗匹配和频率选择。

它们在电子产品、通信系统、电力传输等领域都有广泛的应用。

电容参数详解

电容参数详解电容器作为电路元件的一种，具有很广泛的应用。

为了更好地理解电容器的工作原理和性能，在本文中将对电容器的参数进行详细解析。

1. 静电容量静电容量是电容器最基本的参数，简称“电容”。

它是指在单位电势差作用下，电容器所能存储的电荷量。

单位为法拉（F），常用标号的电容值为微法（μF）、皮法（pF）和纳法（nF）等。

静电容量的大小取决于电容器的内部结构和形状、电介质材料的性质、电极的大小和形状等因素。

常见的电容器有电解电容器、钽电容器、陶瓷电容器和聚酯电容器等。

2. 工作电压工作电压是电容器能够承受的最大电压值，也是选用电容器时需要特别关注的参数。

如果工作电压超过了电容器的额定值，就会导致电容器烧坏。

一般情况下，电容器的工作电压比电路中所需的电压要高一些，以便保证电容器的安全和可靠运行。

3. 耐久性电容器的耐久性是指其使用寿命，也就是电容器使用一段时间后退化的程度。

一般来说，电容器的寿命与其内部结构和材料有关。

在长期使用中，电容器的电介质可能发生老化、漏电等情况，导致电容值变化，甚至失去功能。

特别需要注意的是，电解电容器在高温环境下使用寿命较短，应尽量避免长时间在高温环境下使用。

4. 最大漏电流最大漏电流是指电容器在工作时漏电的最大电流值。

一般来说，电容器的漏电流越小越好，因为漏电会导致电容值的变化，甚至完全失去存储电荷的作用。

在选用电容器时，需要特别注意其漏电流值，以确保其符合所需的工作要求。

总之，要合理选择电容器，需要充分了解以上几个参数的含义和影响。

同时，也需要根据实际需求灵活选用不同类型的电容器，以获得最佳的电路性能。

电容的表达式

电容的表达式电容是电学中的一个基本概念，指材料或系统在给定电位差下可以储存电荷的能力。

电容的表达式是在电容的定义基础上推导出来的，它用来描述电容的大小和各种因素之间的关系。

一、电容的定义在介绍电容的表达式之前，首先需要理解电容的定义。

电容是指一个电容器在给定电势差下所能储存的电荷量比上电势差的比值，用符号C表示。

公式为：C = Q/U其中，Q是电容器中存储的电荷量，U是电容器两端的电势差。

根据定义可以看出，电容的单位是法拉（F）。

二、平行板电容的表达式平行板电容是电学中最简单的电容器，其电容可以通过以下公式进行计算：C = εA/d其中，ε是万有电场常量，取值为8.85×10^-12 F/m；A是两个平行板面积；d是两个平行板的距离。

可以看到，平行板电容的大小与其面积成正比，与两板间距离成反比。

三、圆柱型电容的表达式圆柱型电容也是一种常见的电容器，在数学上其电容可以通过以下公式进行计算：C = (2πεL)/(ln(b/a))其中，ε是万有电场常量，L是圆柱体的长度，a和b分别是包围圆柱体的两个导电板的半径。

由公式可以得知，圆柱型电容的大小与圆柱体的长度成正比，与导电板的半径成反比。

四、球形电容的表达式球形电容也是一种常见的电容器，在数学上其电容可以通过以下公式进行计算：C = (4πεab)/(a+b)其中，ε是万有电场常量，a和b分别是两个球体的半径。

可以看到，球形电容的大小与两个球体的半径有关，且两个球体的半径越接近，电容值越大。

总之，电容的表达式是非常重要的，它可以帮助我们计算电容的大小以及了解电容大小与其物理参数的关系。

在实际应用中，我们需要根据不同要求选择不同的电容器，并利用电容的表达式计算出它的电容值。

专题9 电容器的电容及动态分析-2021年高考物理静电

静电场考点突破微专题9 电容器的电容及动态分析一知能掌握1.对电容的理解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．2.平行板电容器电容的决定因素公式C ＝Q U 和C ＝εr S 4πkd的比较 (1)定义式：C ＝Q U，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．(2)决定式：C ＝εr S 4πkd ，εr为介电常数，S 为极板正对面积，d 为板间距离．平行板的电容与板间距离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ε成正比，其决定式是：ds kd s C επε∝=4 3.电容器的充放电（1）充电过程：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能．充电过程中，电容器所带电荷量增加，电容器两极板间电压升高，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，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：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能．放电过程中，电容器上电荷量减小，电容器两极板间电压降低，电容器中电场强度减弱，电容器的电场能转化成其他形式的能。

4.电容器的动态分析（1）两种情况：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）（2）三个公式，C CU Q ∝= dd U E d S kd S C 14∝=∝=，επε （3）一个特情充电后断开K ，保持电容器带电量Q 恒定，这种情况下sE s d U d s C εεε1,,∝∝∝5.综合分析：(1)电容器始终与恒压电源相连，电容器两极板间的电势差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kd S C πε4r =可知C 随d 、S 、εr 变化而变化．由Q ＝CU ＝kdS r 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)电容器充电后与电源断开，电容器两极所带的电荷量Q 保持不变．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kd S C πε4r =可知C 随d 、S 、εr 变化而变化．由SkdQ kd S Q C Q U r r εππε44===可知，U 随d 、S 、εr 变化而变化．由SkQ k S Q Cd Q d U E r r εππε44====可知，E 随S 、εr 变化而变化．二、探索提升题型一关于电容基本理解【典例1】如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d 变化时，电容C 便发生变化，通过测量电容C 的变化就可知道两极板之间距离d 的变化情况．在下列图中能正确反映C 与d 之间变化规律的图象是 ( )【答案】A题型二电容器两类动态问题的分析方法【典例2】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1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，W 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l 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( )图1【答案】C题型三电容器与电流流向、运动分析【典例3】如图2所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则()图2A．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大B．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大C．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小D．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小【答案】D【典例4】如图3所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是()图3A．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B．若将A向左平移一小段距离，则油滴向上加速，G表中有b→a的电流C．若将A向上平移一小段距离，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流D．若将A向下平移一小段距离，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流【答案】C【典例5】如图4所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（）。

电容和电路如何理解电容器的充放电过程和电路中的电压变化

电容和电路如何理解电容器的
充放电过程和电路中的电压变
化
汇报人：XX
20XX-02-06
CONTENTS
• 电容器基本概念与性质 • 电容器充放电过程分析 • 电路中电压变化规律探讨 • 电容器与电路关系剖析 • 实验验证与数据分析 • 总结回顾与拓展延伸
01
电容器基本概念与性质
电容器定义及作用
电容器定义
电容器是一种能够存储电能的被动电子元件，由两个相互靠近但又不直接接触的导体构成，中间隔以绝缘介质。
电容器作用
在电路中，电容器主要用于储存电能、滤波、调谐、耦合、隔直流等。
电容单位与符号表示
电容单位
电容的基本单位是法拉（F），但实际应用中常用微法（μF）、皮法（ pF）等作为单位。
了解其他类型的电容器（如电解电容、陶瓷电容等）及其特点和应用场景。
探究电容器在电路中的不同作用，并了解其在实际应用中的选型依据。
下一讲预告及预备知识
下一讲将介绍电感器和磁场的相关知识，包括电感器的原理、分类及应用等。
预备知识：复习磁场的基本概念和性质，了解电磁感应现象及其产生条件。同时，建议提前预习电感器的相关概念和符号表示方法，以便更好地理解和掌握后续内容。
并联使用
在需要较大容量或较高耐压的场合，可以采用多个电容器并联使用的方式，提高电路性能。
故障诊断与排除技巧
外观检查
测量电容量
首先检查电容器外观是否完好，如有鼓包、漏液等现象，应及时更换。
使用万用表等测量工具，检测电容器的电容量是否在正常范围内，如偏差过大，应予以更换。
检查电路连接
替换法
检查电容器在电路中的连接是否正确，如有虚焊、短路等现象，应及时修复。

第四章电容与电容器

第四章电容§4-1 电容和电容器教学目标1、知道什么是电容器以及常用的电容器2、理解电容器电容的概念及其定义C=Q/U，并能用来进行有关的计算3、知道平行板电容器的电容与那些因素有关,有什么关系课前练习一、复习1、导体对电流的作用称为电阻。

在一定温度下，电阻与、成正比，与成反比，即R= ，称为电阻定律。

2、线性电阻的伏安特性曲线是穿过的一条直线，所以线性电阻的阻值不随、的变化而变化。

二、预习1、两个彼此而又相互的导体，就构成了一个电容器。

这对导体叫电容器的两个。

2、电容器是储存和容纳的装置，也是储存电场能量的装置。

电容器所储存的电荷的量叫电容器的电量。

3、将电容器两极板分别接到电源的正负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，这个过程叫电容器的过程。

电容器充电后，极板间有电场和电压。

4、用一根导线将电容器两极板相连，两极板上正负电荷中和，电容器失去电量，这个过程称为电容器的过程。

教学过程一、电容器（是一种储存和的容器）1、结构两个彼此又的导体，就构成了一个电容器。

这对导体叫电容器的两个极板。

2、分类电容器按其电容量是否可变，可分为固定电容器和可变电容器，可变电容器还包括半可变电容器，它们在电路中的符号见下。

3、作用电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。

电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电量。

4、平行板电容器由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，叫平行板电容器。

是一种最简单的电容器。

二、电容量（简称：电容）1、定义：电容器所带与两极板间之比，称为电容器的电容。

2、公式（定义式）：电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的及电容器两极板间的无关。

3、单位法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)，它们之间的关系为：1 F = μF = pF三、平行板电容器的电容1、电容C 跟成正比，跟成正比，跟成反比。

人教版(2019)高中物理必修三第十章第4节电容器的电容

第4节电容器的电容学习目标核心素养形成脉络1.知道电容器的概念，认识常见的电容器，了解电容器的充、放电现象．2．理解电容的概念，掌握电容的定义式、单位，并能应用定义式进行简单的计算．3．了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器电容大小的方法.一、电容器 1．电容器两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器． 2．充、放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源的两极相连用导线将电容器的两极板接通电场强度变化极板间的电场强度变大极板间的电场强度变小能量转化其他能转化为电场能电场能转化为其他能二、电容 1．物理意义表示电容器储存电荷本领的大小． 2．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，公式为 C ＝QU ．3．大小电容器的电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1_V 时电容器需要带的电荷量，电荷量越多，表示电容器的电容越大．4．单位在国际单位制中是法拉(F)．1 F＝1 C/V，1 F＝106μF＝1012 pF.5．击穿电压与额定电压(1)击穿电压：加在电容器两极板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．这个极限电压叫作击穿电压．(2)额定电压：电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低．三、常用电容器1．平行板电容器(1)电容的决定因素减小平行板电容器两极板的正对面积、增大两极板之间的距离都能减小平行板电容器的电容；而在两极板之间插入电介质，却能增大平行板电容器的电容．(2)电容的决定式C＝εr S4πkd，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量．2．常用电容器分类(1)按电介质分：空气电容器、聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等．(2)按电容是否可变分：可变电容器、固定电容器．思维辨析(1)电容器的带电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和．()(2)电容大的电容器带电荷量一定多．()(3)电容器两极板间的电压越高，电容就越大．()(4)电容器不带电荷时，电容为零．()(5)将平行板电容器错开，使正对面积减小，电容将减小．()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√深度思考(1)如图所示，柱形水容器中的水量V与水深H的比值表示的是水容器的哪个量？同一个水容器，比值VH是常量还是变量？不同的水容器，比值VH是否相同？比值VH越大，容器容纳水的本领是越大还是越小？(2)将电容器与柱形水容器进行类比，则电荷量Q 、电势差U 、电容C 分别类比于水容器的哪个量？提示：(1)V H 是水容器的底面积，是一个常量，不同的水容器V H 不同，比值VH 越大，容纳水的本领越大．(2)类比于水容器的容积、高度差和底面积．对电容器的电容的理解【核心深化】1．C ＝Q U 与C ＝εr S4πkd 的比较公式内容C ＝QUC ＝εr S 4πkd公式特点定义式决定式意义对某电容器Q ∝U ，但QU＝C 不变，反映电容器容纳电荷的本领平行板电容器，C ∝εr ，C ∝S ，C∝1d ，反映了影响电容大小的因素联系电容器容纳电荷的本领由QU 来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr 、S 、d 等因素)来决定2.对Q －U 图像的理解如图所示，对固定的电容器，Q －U 图像是一条过原点的直线，直线的斜率表示电容大小，因而电容器的电容也可以表示为C ＝ΔQΔU.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？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？ [解析] 电容器两极板间电势差的变化量为 ΔU ＝⎝⎛⎭⎫1－13U ＝23×3 V ＝2 V 由C ＝ΔQ ΔU ，得C ＝3×10－42 F ＝1.5×10－4 F ＝150 μF电容器原来的电荷量为Q ，则 Q ＝CU ＝1.5×10－4×3 C ＝4.5×10－4 C电容器的电容是由本身性质决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150 μF.[答案] 150 μF 4.5×10－4 C 150 μF(多选)下列关于电容的说法正确的是( )A ．电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量B ．电容器A 的电容比B 的大，说明A 的带电荷量比B 多C ．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量D ．由公式C ＝Q U 知，若电容器两极间电压为10 V ，极板带电荷量为2×10－5 C ，则电容器电容大小为5×105 F解析：选AC ．电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A 正确；电容器A 的电容比B 的大，只能说明电容器A 容纳电荷的本领比B 强，与是否带电无关，B 错误；由C ＝QU 可知，C 正确；电压为10 V ，电荷量为2×10－5 C 时，电容C ＝QU＝2×10－6 F ，D 错误．实验：观察电容器的充、放电现象1．实验原理 (1)电容器的充电过程如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电．正、负极板带等量的正、负电荷．电荷在移动的过程中形成电流．在充电开始时电流比较大，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0.(2)电容器的放电过程如图所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和．在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小，最后减小到零．2．实验器材：6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡．3．实验步骤(1)按图连接好电路．(2)把单刀双掷开关S接1，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中．(3)将单刀双掷开关S接2，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中．(4)记录好实验结果，关闭电源．4．实验记录和分析实验项目实验现象电容器充电灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭电流表1电流表1的读数由大到小最后为零电压表电压表的读数由小到大最后为6 V电容器放电灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭电流表2 电流表2的读数由大到小最后为零电压表电压表的读数由大到小最后为零5.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计． (2)要选择大容量的电容器． (3)实验要在干燥的环境中进行．(4)在做放电实验时，可在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表．(2020·安徽黄山期中)在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图甲．一位同学使用的电源电压为8.0 V ，测得放电的I －t 图像如图乙所示．(1)若按“四舍五入”法，根据“I －t 图线与两坐标轴包围面积”，试计算电容器全部放电过程的释放电荷量为______；(2)根据以上数据估算电容器的电容值为________．[解析] (1)根据四舍五入的原则，图线与坐标轴所围成的面积约为42到44个小格，每个小格表示的电荷量为0.08×10－3C ，故电容器释放的电荷量为3.36×10－3C 到3.52×10－3C ．(2)由C ＝QU得，电容为0.42×10－3F 到0.44×10－3 F.[答案] (1)3.36×10－3C 到3.52×10－3C (2)0.42×10－3F 到0.44×10－3F(2020·江苏如皋期末)“观察电容器的充、放电现象”的实验电路图如图所示，接通开关S ，对电路中的电容器充电．充电后，该电容器______(选填“上”或“下”)极板带正电荷．若电容器的两个极板分别带上了电荷量均为Q 的等量异种电荷，此时电容器所带的电荷量为______．解析：图中电容器充电过程，充完电后电容器上极板与电源的正极相连，则电容器上极板带正电；电容器电荷量是单极板所带电荷量的绝对值，故电荷量为Q .答案：上 Q电容器的动态分析问题问题导引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： (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 ＝QU，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 ＝QU，分析电容C 的变化．(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 ＝QU，分析电容C 的变化．[要点提示] (1)实验结论：S 减小，电势差U 增大，电容C 减小． (2)实验结论：d 增大，电势差U 增大，电容C 减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U 减小，电容C 增大．【核心深化】1．电容器电荷量不变和电压不变两类动态问题的分析思路(1)确定不变量．电容器与电源相连时，电压不变；电容器先充电，后与电源断开时，所带电荷量不变．(2)用决定式C ＝εr S4πkd分析平行板电容器的电容的变化． (3)用定义式C ＝QU 分析电容器所带电荷量或两极板间电势差的变化．(4)用E ＝Ud 分析电容器间电场强度的变化．2．两类动态问题的分析过程(1)第一类动态变化：两极板间电压U 恒定不变(2)第二类动态变化：电容器所带电荷量Q 恒定不变关键能力1 两极板间电压U 不变的情况(2020·湖南邵阳检测)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器．其中A 、B 为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上．当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是( )A ．A 、B 平行板电容器的电容减小 B ．A 、B 两板间的电场强度增大C ．A 、B 两板上的电荷量变小D ．有电流从b 向a 流过灵敏电流计[解析] 产品厚度增大时，εr 变大电容器的电容C ＝εr S4πkd 增大，A 错误；两板间电压不变，电场强度E ＝Ud 保持不变，B 错误；根据Q ＝CU ，电容器将充电，负电荷从a 向b 流过灵敏电流计，即有电流从b 向a 流过灵敏电流计，C 错误，D 正确．[答案] D关键能力2 电容器的电荷量Q 不变的情况(2020·甘肃靖远期末)如图所示，已充电的平行板电容器两极板正对，极板A与静电计相连，极板B 接地．若将极板B 稍向上移，则( )A ．电容器的电容变大B ．电容器所带的电荷量变大C ．两极板间电场的电场强度不变D ．静电计指针偏转的角度变大[解析] 若极板B 稍向上移，两极板正对面积减小，由电容的决定式C ＝εr S4πkd ，得知电容变小，A 错误；没有充、放电的回路，所以电容器所带电荷量不变，故B 错误；由E ＝Ud ＝Q Cd ＝Q εr S 4πkd .d ＝4πkQ εr S 知，两极板间的电场强度增大，C 错误；由C ＝Q U分析可以知道，极板间的电势差变大，则静电计指针偏角变大，D 正确．[答案] D【针对训练】1．(2020·浙江衢州检测)如图所示，高一学生在学考报名时进行了指纹采集．电容式指纹识别的原理是手指与传感器表面接触时，皮肤表面会和传感器上许许多多相同面积的小极板一一匹配成电容不同的平行板电容器，从而识别出指纹的纹路．下列说法正确的是()A．极板与指纹嵴(凸的部分)构成的电容器电容大B．极板与指纹沟(凹的部分)构成的电容器电容大C．若充电电压变大，所有电容器电容增大D．若充电电压变大，所有电容器电容减小解析：选A．极板与指纹嵴(凸的部分)之间的距离较小，根据C＝εr S4πkd可知，构成的电容器电容大，A正确，B错误；电容器的电容与充电电压无关，C、D错误．2．(2018·高考北京卷)研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示．下列说法正确的是()A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C ．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D ．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大解析：选A ．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a 板接触，则a 板带电，由静电感应，在b 板上感应出与a 板电性相反的电荷，A 正确；实验中，只将电容器b 板向上平移，正对面积S 变小，由C ＝εr S 4πkd ，可知电容C 变小，由C ＝Q U可知，Q 不变，U 变大，因此静电计指针的张角变大，B 错误；实验中，只将极板间插入有机玻璃板，相对介电常数εr 变大，由C ＝εr S 4πkd ，可知电容C 变大，由C ＝Q U可知，Q 不变，U 变小，静电计指针的张角变小，C 错误；实验中，只增加极板带电荷量，电容C 不变，由C ＝Q U，可知静电计指针的张角变大，D 错误．常用电容器1．铝电解电容器用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成，薄的化氧化膜作介质的电容器．因为氧化膜有单向导电性质，所以电解电容器具有极性．容量大，能耐受大的脉动电流，容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用，不宜使用在25kHz 以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波．2．钽电解电容器用烧结的钽块作正极，电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差．3．薄膜电容器结构与纸质电容器相似，但用聚酯、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质频率特性好，介电损耗小不能做成大的容量，耐热能力差．4．瓷介电容器穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝．引线电感极小，频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用不能做成大的容量，受振动会引起容量变化，特别适于高频电路．5．纸质电容器一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008～0.012 mm 的电容器纸隔开重叠卷绕而成．制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量，一般在低频电路内，通常不能在高于3～4 MHz 的频率上运用．油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路．6．微调电容器电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值. 瓷介微调电容器的Q 值高，体积也小，通常可分为圆管式及圆片式两种．云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式，结构简单，但稳定性较差．线绕瓷介微调电容器是拆铜丝(外电极)来变动电容量的，故容量只能变小，不适合在需反复调试的场合使用．7．陶瓷电容器用高介电常数的电容器陶瓷(钛酸钡一氧化钛)挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成．它又分高频瓷介和低频瓷介两种．具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器．低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合(包括高频在内)．这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿．高频瓷介电容器适用于高频电路．1．(电容器、电容)对电容C ＝Q U，以下说法正确的是( ) A ．电容器充电电荷量越多，电容增加越大B ．电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比C ．电容器的电容越大，所带电荷量就越多D ．对于确定的电容器，它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变答案：D2．(电容)要使平行板电容器的电容增大，下列方法可行的是( )A ．增大电容器的带电荷量B ．增大电容器两极间的电压C ．增大电容器两极板的正对面积D ．增大电容器两极板的距离解析：选C．电容器的电容与电荷量以及电容器两端的电压无关，A、B错误；根据电容器的决定式C＝εS知，增大正对面积，则电容增大，C正确；根据电容器的决定式C＝4πkdεS知，增大两极板间的距离，则电容减小，D错误．4πkd3.(电容器的动态分析)如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态．现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其他条件不变．下列说法中正确的是()A．液滴将向下运动B．液滴将向上运动C．电容器电容减小D．极板带电荷量将减小解析：选B．将极板A向下平移一小段距离，电容器极板间的电压保持不变，根据E ＝U分析得知，板间电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上运动，A错误，B正d得知电容C增大，而电容器的电压U 确．将极板A向下平移一小段距离时，根据C＝εr S4πkd不变，由Q＝CU知，极板带电荷量将增大，C、D错误．4．(电容器的充、放电)(2020·山东潍坊期中)“探究电容器充、放电”的实验装置示意图如图所示，已知灵敏电流计0刻度在表盘中央位置，经判断：当电流从左接线柱流入时指针左偏；电流从右接线柱流入时指针右偏．请根据所学知识回答下列问题：(1)电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，灵敏电流计指针会______偏(填“左”或“右”)．(2)将开关S扳到a，让电源给电容器充电结束后，保持开关位置不变，若将电容器中间插入一层有机玻璃板，则在插入过程中灵敏电流计指针______偏(填“左”或“右”)．解析：(1)当电流从左接线柱流入时指针左偏；电流从右接线柱流入时指针右偏. 电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，电流自左向右通过电流计，灵敏电流计指针会左偏．(2)将开关S扳到a，让电源给电容器充电结束后，保持开关位置不变，电容器极板间电压恒定，若将电容器中间插入一层有机玻璃板，电容增大，电荷量增大，电流自右向左通过电流计，灵敏电流计指针会右偏．答案：(1)左(2)右(建议用时：30分钟)【合格考练】1．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能容纳更多的电荷量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的大解析：选D．电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定．电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极板间的电势差每改变1 V所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，A、B错误；电容大小与电容器的体积无关，C错误；电容在数值上等于两极板间电压改变1 V时，电容器所带电荷的改变量，D正确．2．(多选)一个电容器的规格是“100 μF25 V”，对这两个数据的理解正确的是() A．这个电容器加上25 V电压时，电容才是100 μFB．这个电容器最大电容是100 μF，当带电荷量较小时，电容小于100 μFC．这个电容器所加电压不能高于25 VD．这个电容器所加电压可以低于25 V，但电容不变，总是100 μF解析：选CD．100 μF代表电容器的电容，与所带电荷量和所加电压无关，25 V是指电容器耐压值为25 V，当其两端电压超过25 V时，电容器将被击穿．3.如图所示的实验装置中，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，极板上的电荷量变小B．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大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解析：选D．当电容器A板上移时，两板正对面积减小，由C＝εr S4πkd知，电容器电容减小，此时有少量电荷转移到灵敏静电计上，极板上的电荷量事实上要发生变化，但由于静电计得到的电荷量远小于极板上的电荷量，因此可忽略不计．静电计指针张角将变大，表明A、B板间电压增大．4．(多选)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，实验中，电荷量不变，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：选AB．电容器上所带电荷量一定，由公式C＝εr S4πkd得，当d变大时，C变小．再由C＝QU得U变大；当A板上移时，正对面积S变小，C变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，故选A、B ．5．a 、b 两个电容器，a 的电容大于b 的电容( )A ．若它们的带电荷量相同，则a 的两极板的电势差小于b 的两极板的电势差B ．若它们两极板的电势差相等，则a 的带电荷量小于b 的带电荷量C ．a 的带电荷量总是大于b 的带电荷量D ．a 的两极板的电势差总是大于b 的两极板的电势差解析：选A ．由公式C ＝Q U知Q ＝CU .已知C a ＞C b ，若Q 相等，则U a ＜U b ，A 正确；若U 相等，则Q a ＞Q b ，B 错误；电容大的电容器，带电荷量不一定多，C 错误；电容器两板的电势差与带电荷量有关，D 错误．6.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 40 V 降低到36 V ，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5×10－2 FD ．该电容器的电荷量变化量为0.2 C解析：选B ．由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，为放电过程，A 错，B 对；C ＝Q U ＝0.240F ＝5×10－3 F ，C 错；ΔQ ＝C ΔU ＝5×10－3×4 C ＝0.02 C ，D 错．7.(多选)如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两板间有一个正试探电荷固定在P 点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是( )A ．静电计指针夹角变小B ．静电计指针夹角不变C ．正电荷在P 点的电势能减小D ．正电荷在P 点的电势能不变解析：选AC ．将负极板缓慢向右平移一小段距离，两板间的距离减小，根据电容的决定式C ＝εr S 4πkd 可知，电容C 增大，而电容器的电荷量Q 不变，则由C ＝Q U得，板间电压U 减小，因此静电计的指针夹角变小，A 正确，B 错误；根据板间电场强度E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S，可见E 不变；P 点到负极板距离减小，由公式U ＝Ed 得，P 点的电势降低，正电荷在P 点的电势能减小，C 正确，D 错误．8．(2020·广东广州检测)下面三个图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，请将正确的结论填在横线上，两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开，那么(1)若保持板间距离不变，正对面积变小，则两板电容C __________，板间电势差U __________．(填“减小”“增大”或“不变”)(2)若保持S 不变，d 变大，两板电容C __________，板间电场强度E __________．(填“减小”“增大”或“不变”)(3)若保持S 和d 都不变，插入介质板后，则板间电势差U __________，板间电场强度E __________．(填“减小”“增大”或“不变”)解析：(1)保持板间距离不变，两极板正对面积减小，根据电容的决定式C ＝εr S 4πkd得知，电容C 减小，而电容器的电荷量Q 不变，由电容的定义式C ＝Q U分析得到，板间电势差U 增大；(2)保持S 不变，板间距离d 增大，根据电容的决定式C ＝εr S 4πkd得知，电容C 减小，而电容器的电荷量Q 不变，根据E ＝U d 和Q ＝UC ，可以知道：E ＝4πkQ εr S，故E 和d 无关，故E 不变；(3)保持S和d都不变，插入介质板后，根据电容的决定式C＝εr S4πkd得知，电容C增大，而电容器的电荷量Q不变，由电容的定义式C＝QU分析得到，板间电势差U减小，由U＝Ed可以知道，E减小．答案：(1)减小增大(2)减小不变(3)减小减小【等级考练】9.(2020·江西临川一中质检)如图所示是测定液面高度h的电容式传感器示意图，E为电源，G为灵敏电流计，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h发生变化时观察到指针正向左偏转，则()A．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在增大B．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在增大C．导体芯A所带电荷量在增加，液体的深度h在减小D．导体芯A所带电荷量在减小，液体的深度h在减小解析：选D．电流计指针向左偏转，说明流过电流计G的电流由左→右，则导体芯A 所带电荷量在减小，由Q＝CU可知，导体芯A与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度h在减小，故D正确．10．(多选)(2020·北京昌平高二期末)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，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．电容器的电容减小。

电容器的基本原理和特性

电容器的基本原理和特性电容器是电子电路中常见的一种电子元件，其起到了存储电荷和电能的作用。

电容器的基本原理和特性对于理解和应用电子电路非常重要。

一、电容器的基本原理电容器是由两块导电板和介质组成的，其中介质可以是空气、塑料膜、陶瓷等。

当两块导电板上施加电压时，由于介质的存在，导致两块导电板上出现电荷的堆积。

这种堆积的电荷在正负极板之间形成电场，且电容器内部的电流是由电荷在导电板上的堆积和流动引起的。

二、电容器的特性之一：容量电容器的容量指的是电容器储存电荷的能力大小。

容量的单位是法拉（F）。

电容器的容量与两个因素有关：导电板的面积和电容器之间的介质的性质。

导电板的面积越大，电容器的容量越大；介质的相对介电常数越大，电容器的容量越大。

三、电容器的特性之二：电压电容器的电压指的是电容器两端的电压差。

当电容器两端的电压差增加时，电容器内的电流也会相应增加，直到达到一个稳定值。

如果电压过高，电容器可能会发生击穿，导致短路。

因此，在使用电容器时需要注意电压的选择。

四、电容器的特性之三：充放电特性电容器具有充放电的特性。

当电容器两端施加电压，电容器会开始充电，导致电荷堆积在导电板上。

充电速度取决于电容器的容量和电路中的电阻。

当电容器充电完毕后，如果断开电源，电容器会开始放电，将电荷释放回电路中。

放电速度也取决于电容器的容量和电路中的电阻。

五、电容器的应用电容器在电子电路中有广泛的应用。

其中之一是作为滤波器，用来滤除电路中的噪声。

电容器还可以用来储存电荷，如闪光灯电路中的电容器可以储存电能并在需要时释放出来。

在交流电路中，电容器可以作为电路的相移元件，用来改变电路的相位。

总结起来，电容器是一种重要的电子元件，具有储存电荷和电能的特性。

它的基本原理包括电荷堆积和电场形成。

其特性包括容量、电压和充放电特性。

电容器的应用广泛，常用于滤波、储能和相移等电子电路中。

对于电子电路的设计和应用来说，了解和掌握电容器的基本原理和特性具有重要意义。

电容的通俗理解

电容的通俗理解一、前言电容是电学中的基本元件之一，广泛应用于电子电路、通讯、计算机等领域。

对于初学者来说，理解电容的工作原理和特性可能有些困难。

本文将从通俗易懂的角度出发，为大家详细介绍电容的相关知识。

二、什么是电容?1.定义电容是指两个导体之间由于存在电荷而形成的能够存储电荷能量的装置。

简单来说，就是两块金属板之间夹着一层绝缘材料。

2.结构一个典型的电容器由两个导体板和它们之间的介质组成。

导体板可以是任何形状，通常是圆形或方形，并且由金属制成。

介质可以是空气、纸张、塑料或陶瓷等材料。

3.单位国际单位制中，电容单位为法拉（F），符号为C。

1法拉等于1库仑/伏（C/V）。

三、如何理解电容?1. 通过比喻理解我们可以把电容比喻成一个水桶，两个金属板就像水桶里面的两块木板一样，而介质就像水桶里面的水。

当水桶充满水时，水就相当于电容器中存储的电荷。

2. 通过公式理解电容的大小与两个金属板之间的距离、面积和介质的特性有关。

根据电容公式C=εA/d，其中C表示电容量，ε表示介质的介电常数，A表示两个金属板之间的面积，d表示两个金属板之间的距离。

从公式可以看出，当介质的介电常数越大、两个金属板之间的距离越小、面积越大时，电容量就会越大。

四、电容器的特性1. 充放电特性当一个电容器充满了正极和负极之后，它可以存储一定数量的电荷。

如果将一个已经充好电荷的电容器连接到一个低阻抗（即内阻很小）的回路中，它会迅速放出储存在其中的能量。

反之，如果将一个未充好电荷的电容器连接到一个高阻抗（即内阻很大）回路中，则会缓慢地放出能量。

2. 频率特性由于每个介质都有一定程度上的损耗，在高频率下会导致能量损失。

因此，电容器在高频率下的电容量会降低。

3. 电压特性电容器的电压特性指的是它能够承受的最大电压值。

如果超过了这个最大值，就会导致介质破裂或击穿，从而使电容器损坏。

五、应用场景1. 滤波器滤波器是一种可以去除信号中某些频率成分的装置。

电容的存储能量计算方法

电容的存储能量计算方法电容是电路中常见的元件之一，它具有存储能量的特性。

在学习电容的存储能量计算方法前，我们首先要了解电容的基本概念和特性。

一、电容的概念和特性电容是由两个导体板和它们之间的介质组成的。

当电容器上施加电压时，导体板上会积聚电荷，并在两板之间形成电场。

电容的存储能量与电场的强度和电容器的容量有关。

二、电容的存储能量计算公式电容的存储能量可以通过以下公式进行计算：E = 1/2 CV²其中，E表示电容的存储能量，C表示电容的容量，V表示电容器上施加的电压。

三、电容的容量单位电容的容量单位为法拉(Farad)，常用的小单位有微法(Farad)、纳法(Farad)和皮法(Farad)等。

四、通过示例理解为了更好地理解上述公式，我们可以通过一个实例进行计算。

假设有一个电容器，其容量为10微法(F)，电压为10伏特(V)。

那么，该电容器存储的能量可以通过公式计算如下：E = 1/2 × 10 × (10)² = 1/2 × 10 × 100 = 500微焦耳(mJ)通过以上计算，我们可以得知该电容器存储的能量为500微焦耳。

五、电容存储能量的影响因素电容的存储能量与电容器的容量和施加的电压有关。

容量越大，存储的能量越大；电压越高，存储的能量也越大。

因此，在设计电路时，我们可以通过调节电容的容量和施加的电压来满足需求。

六、电容的应用电容在电路中起到存储能量和滤波的作用。

在电子元件中，电容常用于电源滤波电路、信号耦合电路、定时电路等。

七、总结电容的存储能量计算方法是通过公式E = 1/2 CV²来计算的，其中C是电容的容量，V是电容器上施加的电压。

电容的容量越大，存储的能量越大；电压越高，存储的能量也越大。

电容在电子元件中具有重要的应用，可以用于电源滤波、信号耦合和定时等电路中。

通过学习电容的存储能量计算方法，我们可以更好地理解电容的特性和应用，为电路的设计和优化提供帮助。

电容与电容量的理解与应用

电容与电容量的理解与应用电容是电学领域中的重要概念，指的是导体上蓄积电荷的能力。

而电容量则是电容器储存电能的能力。

本文将深入探讨电容与电容量的定义、性质以及在电子设备中的应用。

一、电容的定义与性质电容是指存储电荷的能力，通常用C来表示，单位为法拉(F)。

它与导体的几何形状、介质的介电常数以及导体之间的距离有关。

一般而言，电容与导体之间的面积成正比，与介质的介电常数成反比，以及与导体之间的距离成反比。

电容的计算公式为C = ε0 × εr × A / d，其中ε0是真空中的介电常数，约等于8.85 × 10^-12 F/m。

εr为介质的相对介电常数，A为导体之间的面积，d为导体之间的距离。

电容的性质有两个重要方面。

首先，电容对电流的频率是敏感的。

随着频率的增加，电流通过电容的能力会下降。

这是因为随着频率的提高，电容的阻抗增加，导致电流减弱。

而在直流电路中，电容则可以阻止电流的通过，扮演着隔离电路的作用。

其次，电容可以储存电能。

当电容被充电时，电场在导体之间建立起来，形成电势差。

这时，电容器储存了电场的能量，可以在需要时释放出来。

这也是电容在许多电子设备中被广泛应用的原因之一。

二、电容量的定义与计算电容量是指电容器储存电荷的能力，通常用Q来表示，单位为库仑(C)。

它与电容以及导体上的电压之间有一定的关系。

电容量可以通过公式Q = C × V 计算得到，其中V为导体上的电压。

电容量的计算也可以通过实验方式来进行。

例如，可以通过将电容器连接到电源上充电，然后利用电流计记录充电时间和电流的关系。

通过测量电流的时间积分，可以获得电荷量，从而计算出电容量。

三、电容与电容量的应用电容与电容量在电子设备中有着广泛的应用。

以下将介绍几个常见的应用示例。

1. 滤波电路：电容可以用来平滑直流电压或去除交流信号中的高频成分。

在电源电路中，通过添加电容器，可以滤除电压中的噪声和纹波，使输出电压更加稳定。

电容电路与电流变化规律

电容电路与电流变化规律电容电路是电工领域中非常重要的一门学科，它对于电子器件和电路设计有着重要的影响。

了解电容电路的特性和电流变化规律，对于我们理解和应用电路起着至关重要的作用。

本文将从电容的基本概念和原理入手，探讨电容电路中电流的变化规律。

一、电容的基本概念和原理电容指的是一种用来储存电荷的元件，它由两个导体板之间夹着一个绝缘介质构成。

在电容器两个板上施加电压时，会在板之间产生电场，导致电荷的堆积。

这个堆积的电荷量与电容的大小成正比，通常用单位法拉(F)来表示。

电容器的电容量可以通过以下公式计算得到：C = Q / V其中，C代表电容量，Q代表储存的电荷量，V代表施加在电容器上的电压。

二、电容电路中电流的变化规律在电容电路中，电流的变化规律与电荷的积累和释放息息相关。

当我们将电容器连接到电源上时，电源开始给电容器充电，电流从电源进入电容器。

开始时，电流的大小是最大的，随着电容器内电荷的堆积，电流逐渐减小，直到达到平衡状态。

在电容器充电过程中，电流的变化可以用以下公式表示：i(t) = i0 * (1 - e^(-t / RC))其中，i(t)代表时间t时刻的电流大小，i0代表初始电流大小，R代表电路中的电阻，C代表电容器的电容量。

从上述公式可以看出，电流随时间的增加而逐渐趋于稳定。

这是因为电容器内的电荷不断积累，直到与电源电压相等，电流便停止增加。

而指数函数的存在导致电流增长速度越来越慢。

当电容器接通电源后，电容器内的电荷随着时间而变化，这一过程可以用以下公式表示：Q(t) = CV * (1 - e^(-t / RC))其中，Q(t)代表时间t时刻电容器内的电荷量。

从上式可以看出，电荷的变化速度越来越慢，直到达到平衡状态。

这是因为初始时电容器内没有电荷，随着时间的推移，电压差逐渐增大，导致电荷的增加速度逐渐减小。

总结起来，电容电路中电流的变化规律可以概括为：初始时电流最大，随着时间的推移，电流逐渐减小，最终趋于稳定。