2020版高中物理第一章电场电流第4讲电容器学案新人教版选修1-1

第4讲电容器

[目标定位] 1.了解电容器的功能，电容器如何工作，知道常见的电容器有哪些.

2.了解不同的电容器电容量不同，知道决定电容器电容的因素.

一、电容器

1.电容器：是储存电荷的装置.莱顿瓶是最早出现的电容器.

2.平行板电容器：在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质.两个金属板是电容器的两个极板.

3.充电：把电容器两极板分别与电池正、负极相连，使电容器两极板分别带上等量异种电荷. 想一想有的同学认为两个彼此绝缘的导体都是一个电容器，你认为这种说法对吗？为什么？

答案不对.必须是两个绝缘又互相靠近的导体才是一个电容器.

二、电容器的电容

1.电容的大小：在一定的电压下，不同电容器的极板上储存的电荷有多有少，也就是电容器的电容有大有小.

2.电容器极板的正对面积越大，极板间的距离越近，电容器的电容就越大.极板间电介质的性质也会影响电容器的电容量.

3.国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F.实际常用的单位是微法(μF)和皮法(pF)，它们的关系是1 μF＝10－6__F，1 pF＝10－12__F.

想一想是不是只有充了电的电容器才有电容，没有充电的电容器就没有电容？

答案不是.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，电容决定于电容器的本身结构，与电容器是否充电，充电多少无关.

一、对电容器的理解

1.电容器的带电荷量：电容器任意一个极板所带电荷量的绝对值.

2.充电：把电容器两极板分别与电池正、负极相连，使电容器两极板分别带有等量异种电荷.充电过程中电路中有瞬时电流；充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间的

电压与充电电压相等.

图1－4－1

3.放电：充电结束后的电容器与用电器相连，电容器两个极板的电荷量瞬时减少为零. 放电过程中电路中有瞬时电流，放电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板所带电荷量为零.

图1－4－2

4. 常见的几种电容器及符号

图1－4－3

例1下列一组电容器是可变电容器的是( )

答案 D

解析A、B、C项中的电容器均是固定电容器，D项中的电容器是可变电容器.

针对训练1 2015年4月16日，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久将成为二三线城市的主要公交用车.这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器”.如图1－4－4所示，这种电容器安全性高，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大(达到9 500 F)，能够在10 s内完成充电.下列说法正确的是( )

图1－4－4

A.该“超级电容器”能储存电荷

B.该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大

C.该“超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能

D.充电时电源的正极应接“超级电容器”的负极

答案 A

解析电容器能储存电荷，A正确；电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领，由电容器本身决定，与电压无关，B错；电容器放电过程把电能转化为其他形式的能，C错误；电容器充电时，电源的正极接电容器的正极，D错误.

二、对电容器的电容的理解

电容器极板的正对面积越大，极板间的距离越近，电容器的电容就越大.极板间电介质的性质也会影响电容器的电容量.

例2如图1－4－5所示，一平行板电容器与一电源连接，电源两端的电压保持不变，若使电容器两板间的距离变小，则( )

图1－4－5

A.电容器的电容比原来减小

B.电容器两板间的电压比原来减小

C.电容器所带的电荷量比原来增加

D.所带的电荷量比原来减少

答案 C

解析电容器极板间的距离越近，电容器的电容就越大，选项A错误；充电结束后，电容器两极板间的电压与电源电压相等，选项B错误；在电压不变的情况下，电容增大，则电容器所带电荷量增加，选项C正确，D错误.

针对训练2 下列哪些方法可以改变电容器的电容( )

A.改变电容器两极上的电荷量

B.改变电容器两极板间的电压

C.改变电容器两极板的正对面积

D.改变电容器两极板间的距离

答案CD

解析电容是表示电容器储存电荷能力的物理量，与电容器两极间的电压以及它所带的电荷量无关，与电容器两极板的正对面积、两极板间的距离以及极板间电介质的性质有关.故A、B错误，C、D正确.

对电容器的理解

1.关于电容器，以下说法中正确的是( )

A.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和

B.电容器的电容跟它所容纳的电荷的电荷量无关，但跟两极板间的电压有关

C.可变平行板电容器的动片旋进(两极板正对面积减小)，它的电容就增大；旋出，它的电容就减小

D.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关答案 D

解析电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，故A错误；电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电荷量无关，故B错误；减小平行板电容器的正对面积，其电容将减小，故C错误；任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关，故D正确.

2.一个电容器的规格是“10 μF，50 V”，则( )

A.这个电容器加上50 V电压时，电容才是10 μF

B.这个电容器的最大电容为10 μF，带电荷量较少时，电容小于10 μF

C.这个电容器所加电压不能低于50 V

D.这个电容器的电容总等于10 μF

答案 D

解析电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，与电容器两端是否加电压，以及加多