1、1.4 电容器 学习目标定位 1.了解电容器的结构和功能,知道影响电容大小的因素 .2.知道电容的单位 和物理意义,理解电容器的充电和放电过程 一、电容器 1作用:电容器是储存电荷的装置 2平行板电容器的组成:在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质电介质 二、电容 1电容: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,还有微法(F) 和皮法(pF) 3电容的决定因素: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,电容的大小还跟极板间电介质的性质有关. 一、电容器 问
2、题设计 我们知道容器是用来盛液体的,而电容器是一种重要的电学元件,它和容器有何区别呢? 答案 容器储存物质容积单位(m3、L、mL) 电容器储存电荷电容单位(F、F、pF) 要点提炼 1电容器 电容器是储存电荷的装置两块互相靠近又彼此绝缘的导体就是一个电容器 2平行板电容器 (1)定义:在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质电介质,就形成一个最简单 的电容器,叫做平行板电容器 (2)构造Error! 3电容器的充、放电 (1)把电容器的两个极板分别与电池组的正、负极相连( 如图 1 所示),则两个极板上就分别 带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电充电完毕,电容器两个极板分别带有等量异种 电
3、荷 (2)如果充电后的电容器的两极板用导线接通( 如图 2 所示),两极板上的电荷将相互中和, 电容器就不再带电,此过程叫做放电 图 1 图 2 4电容器的带电荷量:电容器一个极板上所带电荷量的绝对值叫做电容器的带电荷量 延伸思考 电容器充电或放电的过程是否有电荷通过电容器呢? 答案 没有 二、电容器的电容 问题设计 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,说明了电容器容纳电荷的本 领有什么不同呢? 答案 电容器的电容有大有小 要点提炼 对电容器电容的理解 1物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,数值上等于使两极板间的电 势差为 1 V 时电容器所容纳的电荷量,容纳
4、的电荷量越多,表示电容越大 2决定平行板电容器的电容大小的物理量及其之间的关系 (1)物理量:极板的正对面积;极板间的距离;电介质的性质 (2)关系:两极板的正对面积越大,极板间距离越小,电容越大极板间的电介质的性质也 会影响电容的大小 3单位:法拉,符号为 F.1 F1 C/V106F(微法)1012pF(皮法) 一、电容器的理解 例 1 电容器是将电能暂时存储的一种电学元件,电容器的电容越大,所接电压越高,其 上存储的电能就越大,下列措施可以增大电容器存储电能能力的是( ) A电压保持不变,插入电介质 B电压保持不变,减小正对面积 C电压保持不变,增大极板间的距离 D以上措施都不行 解析
5、电容器存储电能能力与电容的大小有关,电容越大,储电能力越强当电压保持不 变时,插入电介质、增大正对面积和减小板间距离都可以增大电容A 对 答案 A 二、对电容的理解 例 2 如图 3 所示,是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容 器两极板间距离的过程中( ) 图 3 A电容器电容变大 B电容器电容变小 C电容器放电 D电容器充电 解析 电容器极板间距离越大,电容越小,故 A 错,B 正确;电容减小,电容器容纳电荷 的本领减小,电容器的带电荷量减小,故电容要放电,C 正确,D 错误 答案 BC 例 3 如图 4 所示,S 闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后减小两极板间距
6、离的过程中, 对电阻 R 来说,有无电流通过,如果有,方向怎样? 图 4 解析 S 接通的瞬间,尽管电流无法通过电容器,但电容器充电,故 R 上有从 A 到 B 的电 流待充电完毕后,由于 U 不变,减小两极板间距离 d,C 变大,QCU 也变大,故电容 器充电,R 上有从 A 到 B 的电流 答案 闭合瞬间有从 A 到 B 的电流,充电稳定后减小两极板间距离的过程中有从 A 到 B 的电流. 1(对电容器的理解)下列说法中正确的是( ) A电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电时才称电容器 B电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量 C固定电容器两极板间的电压可以无限增大 D电容器的电容跟极
7、板所带电荷量成正比,跟极板间电压成反比 答案 B 2(对电容器的理解)下列关于电容器的叙述中正确的是( ) A电容器只有带电时才有电容 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单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 答案 BCD 解析 电容器的电容是由电容器本身决定的,与是否带电无关,则 A 错,B 正确电容器 充电时,将其他形式的能转化为电能储存起来;反之,放电过程是将它储存的电能转化为 其他形式的能,故 D 正确由电容器的性质知 C 正确综上所述答案为 B、C 、D. 3(对电容的理解)要使平行板电容器的电容增大,可以( ) A增大电容器的带电量 B增大电容器两极板间的距离 C增大电容器两极板的正对面积 D减小电容器两极板间的距离 答案 CD 4(电容的单位)有关电容的单位及换算正确的是( ) A电容的单位是库仑 B电容的国际单位是法拉 C1 法106 微法 D法拉是个很小的单位 答案 B