影响平行板电容器电容的因素知识点
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。
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。
例析平行板电容器的两类问题
例析平行板电容器的两类问题例析平行板电容器的两类问题重庆市(408300) 张雄平行板电容器的分析是高考物理的重要内容。
主要有两大类:一类是由于平行板电容器自身因素(如正对面积、两板间距离、两板间的介质等)变化而引起的电容、电势差U 、电量Q 和场强E 等物理量的变化;另一类是由于平行板电容器外部因素(如电路中滑片的滑动、电键的通断、电路的故障等)变化而引起电量Q 、电压U 和场强E 等物理量的变化。
一、自身因素引起的变化——平行板电容器的动态分析1、动态分析时的两种情况㈠两板与直流电源始终相接,抓住两板间电压U 保持不变。
在此基础上进行的分析判断。
㈡电容器充电后再与电源断开,抓住电容器带电量Q 不变(忽略电容器对外放电)。
在此基础上进行的分析判断。
2、动态分析时的思路1、确定不变量:到底是电压不变还是电量不变2、用决定式C =3、用定义式C =εS εS ∝分析平行板电容器的电容变化情况。
4πkd d Q ∆Q =及变形式Q =CU 分析电容器带电量或两板间电压变化情况。
U ∆UU 4πkQ Q ∝4、由于平行板电容器两板间为匀强电场,用匀强电场的E =或E =分析电d εS εS容器极板间场强变化情况。
例1:平行板电容器接入电路中,接通电源稳定后,两板间的微粒恰能静止。
图1所示。
则A 、保持S 接通,只减小两板间的距离时,该微粒向上运动。
B 、保持S 接通,只插入一块电介质时,极板上电荷量增大。
C 、断开S ,只将A 板向右平移小段距离时,该微粒向上运动。
D 、断开S ,只将A 板向上平移小段距离时,该微粒向上运动。
答案:ABC解析:微粒平衡时,其电场力等于重力。
保持S 接通时两板间电压不变,只减小两板间的距离,由E =微粒受向上的电场力增大,微粒向上运动。
保持S 接通时两板间电压不变,只插入一块电介质,则电容增大,由Q =CU 得:两极板上的电荷量增大。
U 得:两板间场强变大,d 图1断开S 时电容器带电量不变,只将A 板右移小段距离,两板正对面积减小,电容减小,由Q =CU 的变形式U =Q U 可知:两板间电压变大,结合E =得:两板间场强变大,粒子受C d4πkQ Q ∝εS εS 电场力变大,粒子向上运动。
探究影响平行板电容器电容大小的因素强化训练(含答案)
探究影响平行板电容器电容大小的因素一、实验题1.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关.他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示.实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器B板位置不动.(1)实验中静电计用来测量_______________.(2)将A板向右平移,静电计指针张角_______;将A板竖直向下平移,则静电计指针张角______;在A、B板间插入电介质,则静电计指针张角_______.(填“变大”、“变小”或“不变”)(3)若将电容器水平放置,如图所示,有一带点液滴静止在电容器内部某处,现将电容器A板向下平移一小段距离,则液滴在该处的电势能___________(填“变大”、“变小”或“不变”),液滴____________(填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”)2.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连,使电容器带电后与电源断开.(1)影响平行板电容器电容的因素有________.A.两极板的正对面积B.两板间距离C.电介质的介电常数D.极板的材料(2)在实验室中完成这个实验的方法是________.A.类比法B.控制变量法C.假设法D.微小量放大法(3)上移左极板,可观察到静电计指针偏角________(选填“变大”“变小”或“不变”).3.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关.他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示.已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大.实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器B板位置不动.(1)将A板向左平移,静电计指针张角______;将A板竖直向上平移,则静电计指针张角______;在A、B板间插入电介质,则静电计指针张角_______.(2)实验中静电计不可以用电压表替代,原因是:________.4.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连,使电容器带电后与电源断开.(1)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是________.A.静电计可以用电流表替代B.静电计可以用电压表替代C.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况D.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况(2)下列做法可使静电计张角变小的有_________.A.将左极板缓慢左移B.将左极板缓慢上移C.在两极板间插入云母板(介电常数大于1)D.在两极板间插入较厚的金属板5.如图所示,给电容器充电后与电源断开,根据如下操作,请在题目中空格出填入正确的结果:(选填“变小”、“变大”或“不变”)(1)甲图将B板上移,静电计指针偏角将______ ,电容器的电容_______ ;(2)乙图将B板左移,静电计指针偏角将______ ,电容器的电容_______ ;(3)丙图将电介质插入两板之间,静电计指针偏角将________ .6.I.在如右图实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接,B极板接地.(1)若极板B稍向上移动一点,则将观察到静电计指针偏角______(填“变大”或“变小”),此实验说明平行板电容器的电容随______ 而增大;(2)若极板B稍向左移动一点,则将观察到静电计指针偏角______(填“变大”或“变小”),此实验说明平行板电容器的电容随______ 而增大.II.美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。
高考物理复习专题:平行板电容器的动态分析(公开课课件)
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
平行板电容器的动态分析
三、第一类:U不变
应用1 (2016·全国卷Ⅰ·14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质, 接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器 A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大 B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大 C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
√D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
应用2.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
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
√B.P点的电势将降低 C.带电油滴的电势能将减少
(5)决定因素:由电容器本身物理条件(大小、形状、相对位置及电介质)
决定,与电容器是否 带电 及 电压无关.
平行板电容器的决定因素:正对面积S、 两板间的距离d、相对介电常数
决定式:C_=___4_επ_rkS_d__.
(1)电容器的充电: 电源的电能转移成电容器的电场能
(3)理解额定电压和击穿电压
应用2 (多选)如图所示,A、B为两块平行带电金属板,A带负电,B带正
电且与大地相接,两板间P点处固定一负电荷,设此时两极板间的电势差
为U,P点场强大小为E,电势为φP,负电荷的电势能为Ep,现将A、B两
板水平错开一段距离(两板间距不变),下列说法正确的是
√A.U变大,E变大 √C.φP变小,Ep变大
2020年高考物理实验专项复习:《探究影响平行板电容器电容大小的因素》(解析版)
《探究影响平行板电容器电容大小的因素》一、实验题1.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关.他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示.已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大.实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器B板位置不动.(1)将A板向左平移,静电计指针张角______;将A板竖直向上平移,则静电计指针张角______;在A、B板间插入电介质,则静电计指针张角_______.(2)实验中静电计不可以用电压表替代,原因是:________.2.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连,使电容器带电后与电源断开.(1)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是________.A.静电计可以用电流表替代B.静电计可以用电压表替代C.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况D.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况(2)下列做法可使静电计张角变小的有_________.A.将左极板缓慢左移B.将左极板缓慢上移C.在两极板间插入云母板(介电常数大于1)D.在两极板间插入较厚的金属板3.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关.他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示.实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器B板位置不动.(1)实验中静电计用来测量_______________.(2)将A板向右平移,静电计指针张角_______;将A板竖直向下平移,则静电计指针张角______;在A、B板间插入电介质,则静电计指针张角_______.(填“变大”、“变小”或“不变”)(3)若将电容器水平放置,如图所示,有一带点液滴静止在电容器内部某处,现将电容器A板向下平移一小段距离,则液滴在该处的电势能___________(填“变大”、“变小”或“不变”),液滴____________(填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”)4.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连,使电容器带电后与电源断开.(1)影响平行板电容器电容的因素有________.A.两极板的正对面积B.两板间距离C.电介质的介电常数D.极板的材料(2)在实验室中完成这个实验的方法是________.A.类比法B.控制变量法C.假设法D.微小量放大法(3)上移左极板,可观察到静电计指针偏角________(选填“变大”“变小”或“不变”).5.如图所示,给电容器充电后与电源断开,根据如下操作,请在题目中空格出填入正确的结果:(选填“变小”、“变大”或“不变”)(1)甲图将B板上移,静电计指针偏角将______ ,电容器的电容_______ ;(2)乙图将B板左移,静电计指针偏角将______ ,电容器的电容_______ ;(3)丙图将电介质插入两板之间,静电计指针偏角将________ .6.I.在如右图实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接,B极板接地.(1)若极板B稍向上移动一点,则将观察到静电计指针偏角______(填“变大”或“变小”),此实验说明平行板电容器的电容随______ 而增大;(2)若极板B稍向左移动一点,则将观察到静电计指针偏角______(填“变大”或“变小”),此实验说明平行板电容器的电容随______ 而增大.II.美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。
平行板电容器的电容计算公式
平行板电容器的电容计算公式一、电容器的基本概念1.电容器:电容器是一种能够储存电荷的电子元件,通常由两块金属板(导体)组成,之间隔有一层绝缘材料(电介质)。
2.电容:电容是电容器容纳电荷的能力,单位为法拉(F)。
二、平行板电容器1.结构:平行板电容器由两块平行的金属板组成,中间隔有一层绝缘材料。
2.电容计算公式:平行板电容器的电容计算公式为:C = εS / (4πkd)C:电容(法拉,F)ε:电介质的相对电容率(无量纲)S:金属板的面积(平方米,m²)k:库仑常数,约为9 × 10^9 N·m²/C²(牛顿·米²/库仑²,N·m²/C²)d:金属板之间的距离(米,m)三、影响平行板电容器电容大小的因素1.电介质材料:电介质的相对电容率越大,电容器的电容越大。
2.金属板的面积:金属板的面积越大,电容器的电容越大。
3.金属板之间的距离:金属板之间的距离越小,电容器的电容越大。
4.电荷量:电容器所带的电荷量越多,电容器的电容越大。
但电容器的电容与所带的电荷量无关,电容器所能容纳的电荷量取决于其电容和电压。
四、电容器的应用1.滤波器:利用电容器的频率特性,实现信号的滤波功能。
2.耦合和去耦:在电子电路中,利用电容器实现信号的耦合和去耦功能。
3.充放电:电容器可以储存电能,实现电路的充放电功能。
4.能量存储:电容器可以储存能量,广泛应用于能源存储和转换领域。
平行板电容器的电容计算公式是描述电容器电容大小的重要公式,掌握该公式及其影响因素,有助于我们更好地理解和应用电容器。
习题及方法:1.习题:一个平行板电容器,其金属板面积为2平方米,电介质为空气(相对电容率约为1),板间距离为0.01米,求该电容器的电容。
C = εS / (4πkd)将已知数值代入公式:C = 1 × 2 / (4π × 9 × 10^9 × 0.01)C ≈ 8.31 × 10^-12 F答案:该电容器的电容约为8.31 × 10^-12法拉。
探究影响平行板电容器电容大小的因素
探究影响平行板电容器电容大小的因素实验目标:1.了解电容器的构造和常用电容器2.知道电容器在充电和放电过程是能量转化的过程3.了解电容器的电容4.经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程,知道决定平行板电容器电容大小的因素。
实验原理:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差。
把它的金属球跟一个导体连接,把它的金属外壳跟另一个导体连接或者同时同时接地,从指针的偏转角度就可以测出两个导体间的电势差。
实验中所用的是平行板电容器,两电容在数量级上差异,使得实验中平等板电容器上几乎集中了所有的电荷量,确保了电容器所带电量不变的实验前提。
另外,连接导线与导线之间,连接导线与大地之间的分布电容则更小,分析时完全可以不考虑。
因此当给平行板电容器充电以后,不管怎样移动电容器极板,电容器上所带电荷量Q都不变。
根据公式C=QU 得U=QC,当移动极板改变电容器结构时,电容改变引起静电计两极间的电势差U改变,这样通过指针的偏转就可以读出电势差,从而进一步分析电容C与极板间距离d,极板正对面积S,绝缘电介质的介电常数的关系。
实验器材:平行板电容器,静电计,电介质板、导线等实验过程:实验步骤:1.改变电极间距离d,观察电流计指针变化,研究电容C与极板间距d的关系。
增大d:看到U ,说明C 。
减小d:看到U ,说明C 。
2.增大S:看到U ,说明C 。
减少S:看到U ,说明C 。
2.上下移动电介质板,研究电容C与介电常数的关系。
拔出电介质板,介电常数减小:看到U ,说明C 。
插入电介质板,介电常数增大:看到U ,说明C 。
注意事项:1.实验中要注意控制变量。
2.注意静电计的金属外壳一定要与另一导体相连或者同时接地。
实验结论:1.平行板电容器大小与哪些因素有关?与这些因素有什么关系?2.由公式C=Q是否可以确定电容与电量成正比,与电压成反比?为什么?U实验拓展:1.平行板电容器的电容,在下述几种情况下,怎样变化?(1)两板正对面积减少一半;(2)两板间的距离缩短一半;(3)极板上的电量增加一倍;(4)加在两板间的电压降低一半;(5)把空气电容器浸在油里;(6)两板间的带电种类互换。
ppt4-平行板电容器的影响因素.
回顾先前知识:
任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以组成一个
电容器 。两块正对着的、互相平行、互相绝缘而又靠 。
近的金属板,是最简单的电容器,叫做 平行板电容器
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电容的大小由电容器本身决定,与哪些因素有关?
极板面积
电介质
相对介电常数
极板距离
ε艾普西隆 Epsilon
第
• 实验探究:影响平行板电容器电容的因素 方法:控制变量法
多媒体实验室
3 页
-
+ + + + + +
改变d 改变S
改变 电介质
说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测 量导体间的电势差,从指针的偏转角度就可以知道 两个导体间的电势差的大小。
第 4 页
探究平行板电容器的电容
已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,电容器极
板上的电荷量不变,当板间距离增大时,静电计指针的偏 角将 增大 ,板间电势差将 增大 ,电容器的电容将
究中,空气对电容的影响一般可以忽略。
CS 1 C d
介电常数 真空 =1 r
5 页
两极板psilon
rS C 4kd
静电力常量 两极板间距离
第 6 页
几种常用电介质的相对介电常数
电介质 空气 煤油 石蜡
2.0~2.1
陶瓷 玻璃 云母
6 4~11 6~8
水
81
r
1.0005 2
空气的相对介电常数与1十分接近,研
减小
,说明电容器的电容跟板间距离成 反比 , 增大 ,板间电势 增大 ,电容将 减小 ,说明电容器的电容
当正对面积减小时,静电计的偏角将 差将
高二物理电容器、电容、平行板电容器的电容知识精讲
高二物理电容器、电容、平行板电容器的电容知识精讲电容器、电容、平行板电容器的电容1. 电容器:任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都可看成一个电容器,可以存储电荷。
2. 电容C :(1)定义:C Q U Q U==∆∆ - (2)单位:F F F pF F 110110612μ==--(3)电容由电容器本身结构决定,与Q 、U 无关。
3. 平行板电容器电容:C S kd=επ4 平行板电容器的电容C 与电介质的介电常数ε和两块极板正对面积S 成正比,与两板间距d 成反比。
4. 关于单个电容器问题的思路:(1)首先通过分析确定不变的物理量,当电容与电源相连,U 不变,当电容器充电后与电源断开,Q 不变。
(2)由C ∝εS d判断电容变化。
(3)由C Q UQ U =判断或的变化。
(4)由E U d E Q SE =或∝判断变化。
ε (5)判断电场中某点电势、电势能变化。
5. 含容电路:(1)电容器不是电路组成部分,电流稳定时,电容器是断路,与电容器串接的电阻形同虚设,可看成导线。
(2)电容器的电压等于并联支路两端的电压。
(3)电容器电压U 变化时,带电量随之也发生变化,伴随着短暂的充、放电。
例1. 如图1所示,由平行板电容器和电源组成的电路,先合上开关S ,将一块玻璃板插入电容器极板间,这时电容器两块极板间的电势差为U 1,极板间场强的大小为E 1,然后断开开关S ,再将玻璃板从电容器极板间抽出,此时电容器两极板间的电势差变为U 2,极板间场强的大小变为E 2,试比较U U E E 1212和,和的大小。
图1分析:分析有关单个电容器问题的思路要点是:(1)首先通过分析确定不变的物理量,当电容器的两块极板与电源连接在一起时,两块极板间的电势差始终等于电源的电动势而保持不变;当电容器充电后与电源分离,电容器所带的电荷量则保持不变。
(2)根据平行板电容器电容的决定式分析电容的变化。
(3)根据电容器电容的定义式,分析电容器所带的电荷量或两块极板间电势差的变化。
高二物理知识点总结平行板电容器
高二物理知识点总结平行板电容器高二物理知识点总结——平行板电容器一、基础概念平行板电容器是由两块平行金属板和两块非导电材料组成的装置,中间填充了绝缘材料,用于储存电荷和电能。
在物理学中,平行板电容器是一个重要而常见的电学元件。
平行板电容器的性质和用途在电路、电子设备等领域中起到重要作用。
二、电容量电容量是指平行板电容器储存电荷的能力,用C表示,单位是法拉(F)。
1. 定义平行板电容器的电容量与电荷量的比值称为电容量,即:C = Q/U,其中Q表示电荷量,U表示电压。
2. 影响因素平行板电容器的电容量受到以下三个因素的影响:(1)板间距:板间距减小,电容量增大;(2)板面积:板面积增大,电容量增大;(3)介质介电常数:介质介电常数增大,电容量增大。
三、电场强度电场强度是指在电场中单位正电荷所受到的力的大小,用E表示,单位是牛顿/库仑。
1. 定义平行板电容器的电场强度是指两块平行板之间的电场强度,即E = U/d,其中U表示电压,d表示板间距。
2. 特性在平行板电容器的两个极板之间,电场强度是均匀的。
四、电压电压是指两个点或两个位置之间电势差的大小,用U表示,单位是伏特(V)。
1. 特性平行板电容器的电压等于两块平行板之间的电场强度乘以板间距,即U = Ed。
2. 充电和放电(1)充电:当平行板电容器连接到电源时,电荷从一块板移到另一块板,两板之间的电势差逐渐增大,直到与电源电压相等,平行板电容器达到充电状态。
(2)放电:当平行板电容器断开与电源的连接后,电荷从一块板移回到另一块板,两板之间的电势差逐渐减小,直到为零,平行板电容器放电完毕。
五、能量储存平行板电容器能够储存电能,当电容器充电时,电能被储存在电场中。
1. 能量计算平行板电容器的能量可以表示为:E = 1/2 CU^2,其中E表示能量,C表示电容量,U表示电压。
2. 能量释放平行板电容器的能量可以通过放电来释放,当电容器放电时,电能转化为其他形式的能量,如热能、光能等。
影响平行板电容器电容的因素知识点
四、影响平行板电容器电容的因素影响平行板电容器电容的因素主要考查的内容主标题:影响平行板电容器电容的因素 副标题:剖析考点规律,明确高考考查重点,为学生备考提供简洁有效的备考策略。
关键词:平行板电容器、电容难度:3重要程度:5内容:考点剖析:电容器在实际生产、生活中有广泛的应用,是出应用型题目的热点,复习时应注意。
电容器的电压、电荷量和电容的关系,是高考考查的知识点,应理解、弄懂。
电容器的电容C =Q /U =ΔQ /ΔU ,此式为定义式,适用于任何电容器。
平行板电容器的电容的决定式为C =4πSkd ε。
有关平行板电容器的Q 、E 、U 、C 的讨论要熟记两种情况:1.若两极保持与电源相连,则两极板间电压U 不变;2.若充电后断开电源,则带电量Q 不变。
典型例题例1.(2014秋•乐陵市校级期中)如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置,以下说法正确的是 ( )A .A 板与静电计的指针带的是异种电荷B .甲图中将B 板上移,静电计的指针偏角增大C .乙图中将B 板左移,静电计的指针偏角不变D .丙图中将电介质插入两板之间,静电计的指针偏角减小【解析】BD .A 板与静电计的指针带的是同种电荷,A 错误;将B 板向上平移,正对面积减小,根据电容的决定式C =4πS kd ε得知,电容C 减小,而电容器的电量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,则静电计指针张角增大,故B 正确;乙图中将B 板左移,板间距增大,根据电容的决定式C =4πSkd ε得知,电容C 减小,而电容器的电量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,则静电计指针张角增大,故C 错误;将电介质插入两板之间,根据电容的决定式C =4πS kd ε得知,电容C 增大,而电容器的电量Q 不变,由电容的定义式C =Q U分析得到,板间电势差U 减小,则静电计指针张角减小,D 正确。
高中物理必修三 新教材 学习笔记 第10章 4 第2课时 平行板电容器的电容
第2课时 平行板电容器的电容[学习目标] 1.了解影响平行板电容器电容大小的因素,并能进行有关的分析和计算(重点)。
2.掌握平行板电容器两类动态变化问题的分析方法(重难点)。
3.学会分析平行板电容器中的力学问题(重点)。
一、平行板电容器的电容1.在探究影响平行板电容器电容大小的因素的实验中静电计在实验中的作用是什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2.如图,实验中待测电容器所带的电荷量是否变化?实验中怎样知道电容器电容变大还是变小?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3.利用平行板电容器进行实验(1)如图所示,保持Q 和d 不变,减小两极板的正对面积S ,观察到静电计指针偏角增大,请依据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 ,观察到静电计指针偏角增大,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,观察到静电计指针偏角减小,分析电容C 的变化。
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。
平行板电容器的电容
电容器
电容器
题 答案
充电后,继续保持电容器与电源相连,电容器两板 间电势差U不变.如增大d,则C 将减小,再,Q减小, 依E=U/d,E将增大。
题 答案
题
答案
平行板电容器充电后,切断与电源的连接。
在这种情况下,如增大d,则C、 U、Q、E分别如
何改变 ?
题 答案 C变小、Q不变、U变大、E不变
平行板电容器充电后,与电池两极断开连接,当
两极板间的距离减小时( AD )
A.电容器的电容C变大 B.电容器极板的带电量Q变大 C.电容器两极间的电势差U变大 D.电容器两极板间的电场强度E不变
任何两导体之间都存在着 电容,如两根传输线之间,每 根传输线与大地之间,在电子 仪器中导线和仪器的金属外壳 之间都存在电容,通常称为分 布电容。
分布电XXX
做中学、做中教
平行板电容器的电容,与电介质的介
电常数成正比,与正对面积成正比,
与极板的距离成反比,即C = εs/d
S表示两板的正对面积 单位:m2
d表示两板间的距离
单位:m
ε是电介质的介电常数, 单位:F/m
题 答案
题 答案
平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电 源相连,在这种情况下,如增大两板间距d,则电容器电 容C、板间电势差U、电容器所带电量Q,板间场强E分别 如何改变?
平行板电容知识点总结
平行板电容知识点总结一、基本概念1. 电容的定义电容是导体之间存储电荷的能力。
它是导体上的电荷Q与导体上的电势差ΔV之比,即C=Q/ΔV。
电容的单位是法拉(F)。
2. 平行板电容的定义平行板电容是一种最简单的电容器,由两块平行的金属板组成,中间填充了绝缘材料或空气。
两块金属板上带有相同大小但异号的电荷,产生了电场,因此两块板之间就形成了电容。
3. 平行板电容的结构平行板电容器的结构简单,由两块平行金属板组成,中间填充了绝缘材料,如空气、蜂窝板等。
4. 平行板电容的符号在电路图中,平行板电容一般用两条平行的线代表,并标有其电容值的符号。
5. 平行板电容器的性能参数平行板电容器的性能参数主要包括电容值、极板面积、极板间距、介电常数等。
6. 平板板电容器的电场分布在平行板电容器中,两块金属板之间形成的电场是均匀的,它的电场强度大小与距离成正比。
二、电容的计算1. 平行板电容的计算公式平行板电容的电容值可以根据其结构和介电常数来计算。
假设平行板电容的极板面积为A,极板间距为d,介电常数为ε,则其电容值为C=εA/d。
2. 平行板电容的电场强度在平行板电容中,两块平行金属板之间的电场强度是均匀的,其大小可以根据电压和极板间距来计算,E=V/d。
3. 平行板电容的电荷平行板电容中的电荷可以根据电场强度和极板面积来计算,Q=εAE。
4. 平行板电容的能量平行板电容的能量可以通过电容值和电压来计算,W=1/2CV^2。
三、平行板电容的性能影响因素1. 极板面积平行板电容的电容值与极板面积成正比,极板面积越大,电容值越大。
2. 极板间距平行板电容的电容值与极板间距成反比,极板间距越小,电容值越大。
3. 介质常数填充在平行板电容中的介质常数对电容值也有影响,介质常数越大,电容值越大。
4. 温度温度的变化会导致介电常数的变化,从而影响平行板电容的性能。
四、平行板电容的应用1. 平行板电容在电子电路中的应用平行板电容是电子电路中常见的元件,用于储存电荷、滤波、耦合等作用。
最新人教版八年级上册物理知识总结平行板电容器的电容计算
最新人教版八年级上册物理知识总结平行板电容器的电容计算平行板电容器的电容计算物理是一门研究能量和物质的科学,电学是物理学中的一部分。
电容是电学中的一个重要概念,而平行板电容器是电容的一种形式。
在本文中,我们将探讨最新人教版八年级上册物理知识总结中关于平行板电容器的电容计算。
一、平行板电容器简介平行板电容器由两块平行的导体板组成,板之间通过绝缘材料隔开,形成一个容纳电荷的空间。
当电容器上施加电压时,正负电荷在板的两侧分布,这种分布使得电容器能够储存电能。
二、平行板电容器的电容公式平行板电容器的电容与板之间的距离、板的面积和绝缘材料的介电常数有关。
根据物理学原理,平行板电容器的电容可以用以下公式来计算:C = ε₀ * εᵣ * A / d其中,C表示电容,ε₀是真空的介电常数(ε₀ = 8.85x10⁻¹²F/m),εᵣ是绝缘材料的介电常数,A表示板的面积,d表示板之间的距离。
三、电容计算的示例以一个具体的电容计算为例:假设一个平行板电容器,两块平行板的面积为A = 0.1m²,板的距离为d = 0.02m,绝缘材料的介电常数为εᵣ = 2.5。
我们可以根据上述公式计算出电容值:C = 8.85x10⁻¹² * 2.5 * 0.1 / 0.02计算结果为 C = 0.22125 F,即该平行板电容器的电容为0.22125法拉。
四、电容的影响因素平行板电容器的电容取决于多个因素。
首先,板的面积越大,电容越大。
其次,板之间的距离越小,电容越大。
最后,绝缘材料的介电常数越大,电容越大。
可以通过调整这些因素来改变电容值,从而满足不同的应用需求。
五、平行板电容器的应用平行板电容器在实际应用中有着广泛的用途。
例如,它们被广泛应用于电子电路中的储能装置,如电容耦合器、调谐电路等。
此外,平行板电容器还可用于电力系统中的无功功率补偿和能量储存等方面。
六、总结平行板电容器是一种重要的电容形式,其电容计算可以通过公式C = ε₀ * εᵣ * A / d 来完成。
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四、影响平行板电容器电容的因素
影响平行板电容器电容的因素主要考查的内容
主标题:影响平行板电容器电容的因素副标题:剖析考点规律,明确高考考查重点,为学生备考提供简洁有效的备考策略。
关键词:平行板电容器、电容
难度:3
重要程度:5
内容:
考点剖析:
电容器在实际生产、生活中有广泛的应用,是出应用型题目的热点,复习时应注意。
电容器的电压、电荷量和电容的关系,是高考考查的知识点,应理解、弄懂。
电容器的电容C =Q /U =ΔQ /ΔU ,此式为定义式,适用于任何电容器。
平行板电容器的电容的决定式为C =4πS kd
ε。
有关平行板电容器的Q 、E 、U 、C 的讨论要熟记两种情况:1.若两极保持与电源相连,则两极板间电压U 不变;
2.若充电后断开电源,则带电量Q 不变。
典型例题
例1.(2014秋•乐陵市校级期中)如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验
装置,以下说法正确的是()
A.A 板与静电计的指针带的是异种电荷
B.甲图中将B 板上移,静电计的指针偏角增大
C.乙图中将B 板左移,静电计的指针偏角不变
D.丙图中将电介质插入两板之间,静电计的指针偏角减小
【解析】BD .A 板与静电计的指针带的是同种电荷,A 错误;将B 板向上平移,正对面积减小,根据电容的决定式C =4πS kd
ε得知,电容C 减小,而电容器的电量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,则静电计指针张角增大,故B 正确;乙图中将B 板左移,板间距增大,根据电容的决定式C =
4πS kd ε得知,电容C 减小,而电容器的电量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,则静电计指针张角增大,故C 错误;将电介质插入两板之间,根据电容的决定式C =
4πS kd ε得知,电容C 增大,而电容器的电量Q 不变,由电容的定义式C =Q U
分析得到,板间电势差U 减小,则静电计指针张角减小,D 正确。
例2.(2011秋•德城区校级期中)下列因素能影响平行板电容器的电容大小的是(
)A.两个极板间的电压B.一个极板带的电荷量C.两个极板间的距离D.两个极板的正对面积
【解析】CD.根据C =4πS kd
ε知,电容的大小与两极板的距离、正对面积有关,与两极板间的电压以及所带的电量无关。
故C、D 正确,A、B 错误。
例2.(2015•嘉峪关校级三模)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
【解析】C.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;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;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;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。
例3.(2015•重庆期末)如图所示,P 、Q 为平行板电容器,两极板竖直放置,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。
将该电容器与电源连接,闭合电键后,悬线与竖直方向夹角为α,则()
A.保持电键闭合,缩小P 、Q 两板间的距离,角度α会减小
B.保持电键闭合,加大P 、Q 两板间的距离,角度α会增大
C.将开关再断开,加大P 、Q 两板间的距离,角度α会增大
D.将开关再断开,缩小P 、Q 两板间的距离,角度α不变化
【解析】D.保持电键S 闭合时,电容器板间电压不变,缩小P 、Q 两板间的距离,由E =U d 分析得知,板间场强增大,小球所受电场力增大,则α增大。
相反,加大P 、Q 两板间的距离时,α会减小,故AB 错误;电键S 断开,电容器的带电量不变,根据公式C =知
Q U ,U =Ed 、C =4πS kd
ε知,则得E =4πkQ S ε,即电场强度与极板间距无关,故板间场强不变,小球所受电场力不变,则α不变,故C 错误,D 正确。
例4.(2015秋•吴兴区校级期中)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两极板间悬挂一带电小球,静止时悬线与竖直方向夹角为θ,再将正极板向右平移一小段距离,则悬线受到的张力将()
A.变大B.变小C.不变D.无法确定
【解析】C.根据电容的决定式C =
4πS kd
ε,电容的定义式C =Q U ,板间场强公式E =U d 得E =4πkQ S ε,电容器带电量Q 、极板面积S 保持不变,故d 增大时E 保持不变,则小球所受的电场力不变,θ不变,则悬线受到的张力不变。
例5.板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时,两极板间的电势差为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12
d ,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 1
C.U 2=U 1,E 2=2E 1D.U 2=2U 1,E 2=2E 1【解析】C.本题考查平行板电容器的相关知识。
根据题意可知,14π4πQ Q kdQ U S C S kd
εε===,114πU kQ E d S ε==;当电荷量变为2Q 和板间距变为12d 时,21224π2πQ Q kdQ U U S C S kd
εε====',2218π2/2U kQ E E d S
ε===,故C 正确。
例6.(2010北京卷)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)。
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,。