高中物理电容器知识点与习题总结

高中物理电容器知识点

与习题总结

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

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 1 B. U 2=2U 1，E 2=4E 1 C. U 2=U 1，E 2=2E 1 D. U 2=2U 1，E 2=2E 1

4．（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

E

S R

R R M N

1．电容的定义

(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？