第十四讲 电容器的电容-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程（人教版2019）（原卷版）

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【暑假辅导班】2021 年新高二物理暑假精品课程（人教版 2019）
第十四讲 电容器的电容
【基础知识 梳理 】
知识点一、电容器
1．电容器：由两个相互靠近又彼此绝缘的导体组成。
2．电容器的组成：两个彼此绝缘又相距较近的导体，组成一个电容器，两导体分别是电容器的两极。
3．平行板电容器：由两个相互靠近又彼此绝缘的平行金属板组成。
知识点二、电容器的充电和放电
1．充电过程：电路如图所示。
特点：(1)有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。
(2)电容器所带电荷量增加。(3)电容器两极板间电压升高。(4)电容器两极板间电场强度增加。
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。
2．放电过程：电路如图所示。
特点：(1)有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小。
(2)电容器所带电荷量减少。(3)电容器两极板间电压降低。(4)电容器两极板间电场强度减弱。
当电容器放电结束后，电路中无电流。电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。
3．电容器充、放电过程中能量的变化
① 充电过程：电源的能量不断储存在电容器中。
② 放电过程：电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。
知识点三、电容
1．定义：电容器所带的电荷量 Q与电容器两极板之间的电势差 U之比。
2．定义式：C＝QU。 3．物理意义：表征电容器储存电荷本领的特性。
4．单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉(F)，另外还有微法(μF)和皮法(pF)，1 μF＝10－6 F,1 pF＝10－
12 F。
5．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。
知识点四、平行板电容器
1．电荷量和场强
(1)两极板电荷量数量相同，带电性质相反．电容器所带的电荷量是指一个极板带电荷量的绝对值．
(2)平行板电容器的电容与极板距离 d，正对面积 S，电介质的相对介电常数 εr间的关系 C＝εrS4πkd.当两极
板间是真空时，C＝S4πkd，式中 k为静电力常量。
(3)平行板电容器内部是匀强电场，E＝Ud. (4)电容器所带电荷量 Q＝CU.
2．动态变化的两种基本情况
(1)电容器两板电势差 U保持不变(与电源连接)．
(2)电容器的带电荷量 Q保持不变(与电源断开)．
(3)结论：在带电荷量不变的条件下，改变板间距离，场强不变．在 U不变条件下，改变正对面积，场强不
变．
3．平行板电容器两极板之间电场强度的两个公式
(1)已知平行板电容器两极板间的距离 d和两极板之间的电压 U，可用下式计算两极板间的电场强度 E＝
Ud∝1d，即电压不变时 E与d成反比．
(2)由C＝QU 和C＝εrS4πkd 求出 U，再代入 E＝Ud，可得平行板电容器 两极板间的电场强度为 E＝
4πkQεrS∝ ，即 Q不变时，E与S成反比．
(3)可以用平行板电容器极板上电荷密度(电场线密度)是否变化来判断极板间电场强度 E的变化．
知识点五、关于平行板电容器的两类典型问题
(1)平行板电容器连接在电源两端时，电容器的 d、S、εr发生变化，将引起电容器的 C、Q、U、E怎样变
化？
由于电容器始终接在电源上，因此两板间电
势差 U保持不变．“ ”表示增大，“
”表示减小．
(2) 平行板电容器充电后，切断与电源的连 接，电容器的 d、εr、S变
化，将引起 C、Q、U、
E怎样变化？(Q 保持不变)
知识点六、常用电容器
1．固定电容器
(1)定义：电容固定不变的电容器 (2)分类：聚苯乙烯电容器和电解电容器。
2．可变电容器：由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片，可以转动的一组铝片叫作动片。转动动
片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变。
3．静电计
静电计的工作原理是：当静电计的金属杆与金属外壳间有电势差时(金属针与外壳构成一个电容器)，由于
静电斥力的作用，指针偏转，电势差越大，指针的偏角也越大，指针偏转的角度与刻度盘上的电势差刻度
相对应，因此，静电计可以测电压。
【 模型 考点剖析】
一、电容器　电容
1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转
化为其他形式的能．
2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流．
3．C＝是电容的定义式，由此也可得出：C＝.
4．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量 Q以及电势差 U均无关．
二、平行板电容器
1．C＝与 C＝的比较
(1)C＝是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U 但C＝不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；
(2)C＝是平行板电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝，反映了影响电容大小的因素．
2．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＝、E＝和 C＝
3．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＝∝，
E＝∝.
(2)充电后断开 S，电荷量 Q恒定，
U＝＝∝，
E＝＝∝.
【真题 分项 演练】
1．（2017·海南高考真题）如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小
球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受
的电场力大小 F和绳子的拉力大小 T，下列判断正确的是
A．F逐渐减小，T逐渐减小
B．F逐渐增大，T逐渐减小
C．F逐渐减小，T逐渐增大
D．F逐渐增大，T逐渐增大
2．（2009·福建高考真题）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
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