高中物理电容和电容器的概念及计算

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第一章8 电容器的电容 —人教版高中物理选修3-1讲义

第一章8 电容器的电容  —人教版高中物理选修3-1讲义

8电容器的电容题型一、对电容器、电容的理解1.电容器:储存电荷和电能的装置.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.电容(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.(2)公式C=QU,其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.(3)单位:法拉,符号是F,1 F=1 C/V,1 F=106μF=1012 pF.3.说明(1)电容是表示电容器储存电荷特性的物理量,只决定于电容器本身,而与Q、U无关;(2)C=QU是电容的定义式,对任何电容器都适用;(3)C=QU=ΔQΔU,电容器的电容在数值上等于两极板上每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量.4.平行板电容器(1)构成:由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成.(2)电容的决定因素:电容由电容器本身的构造决定,与Q、U无关.由公式C=εr S4πkd知,影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr、电容器两极板的正对面积S和两极板间的距离d.(3)表达式C=εr S4πkd,εr为相对介电常数,真空时εr=1.其他电介质时εr>1.5.C=QU与C=εr S4πkd的比较C=QU是电容的定义式,对某一电容器来说,Q∝U但C=QU不变,反映电容器容纳电荷本领的大小;C=εr S4πkd是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.提醒:C=QU适用于所有电容器;C=εr S4πkd仅适用于平行板电容器.1一个已充电的电容器,若使它的电量减少3×10-4 C,则其电压减少为原来的1 3,则()A.电容器原来的带电量为9×10-4 CB.电容器原来的带电量为4.5×10-4 CC.电容器原来的电压为1 VD.电容器的电容变为原来的1 32一个电容器带电荷量为Q时,两极板间电压为U,若使其带电荷量增加4.0×10-7 C时,它两极板间的电势差增加20 V,则它的电容为()A.1.0×10-8 FB.2.0×10-8 FC.4.0×10-8 FD.8.0×10-8 F3如图所示,为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是()A.是充电过程B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10-2 FD.该电容器的电荷量变化量为0.2 C4有一充电的电容器,两板间的电压为3 V,所带电荷量为4.5×10-4 C,此电容器的电容是多少?将电容器的电压降为2 V,电容器的电容是多少?所带电荷量是多少?题型二、平行板电容器的电容及动态分析1.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 4πkd2.平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器始终连接在电源两端:电势差U 不变.由C =εr S 4πkd ∝εr S d 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由Q =UC =U ·εr S 4πkd ,可知,当U 不变时,Q 也随d 、S 、εr 的变化而变化.由E =U d ∝1d 可知,当U 不变时,E 随d 的变化而变化.(2)平行板电容器充电后,切断与电源的连接:电荷量Q 保持不变.由C =εr S 4πkd ∝εr S d 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由U =Q C =4πkdQ εr S ∝d εrS 可知,当Q 不变时,U 也随d 、S 、εr 的变化而变化. 由E =U d =Q Cd =4πkQ εr S ∝1εrS 可知,E 随S 、εr 的变化而变化,而与d 无关. 1 (多选)如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U ,现使B 板带正电,实验中,电荷量不变,则下列判断正确的是( )A.增大两极板之间的距离,静电计指针张角变大B.将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C.若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变大D.若将A 板拿走,则静电计指针张角变为零2 如图所示是一个由电池、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路,开关S 闭合.一带电液滴悬浮在两板间P 点不动,下列说法正确的是( )A.带电液滴可能带正电B.增大两极板间距离的过程中,电阻R中有从a到b的电流,电容器中负电荷从B 运动到AC.断开S,减小两极板正对面积的过程中,液滴将加速下降D.断开S,减小两极板距离的过程中,液滴静止不动3(多选)如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一定角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是()A.使A、B两板靠近一些B.使A、B两板正对面积减小一些C.断开S后,使A板向左平移一些D.断开S后,使A、B正对面积减小一些4如图所示,将平行板电容器接在电池组两极间,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则()A.电容器带电荷量不变B.电源中将有电流从正极流出C.尘埃仍静止D.电流计中将有电流,电流方向为b→a5如图所示,平行板电容器两极板A、B与电池两极相连,一带正电小球悬挂在电容器内部.闭合开关S,充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ,则()A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变题型三、图像问题与综合计算1如图为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离d变化时,电容C便发生变化,通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况.在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是()2如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3 m,g取10 m/s2,求:(1)该电容器所带电荷量.(2)若板间有一带电微粒,其质量m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则该微粒带电荷量为多少?带何种电荷?3如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上,两极板间距为3 cm,电容器带电荷量为6×10-8 C,A极板接地.求:(1)平行板电容器的电容;(2)平行板电容器两板之间的电场强度;(3)距B板2 cm的M点处的电势.8电容器的电容题型一、对电容器、电容的理解1答案 B解析由C=ΔQΔU得ΔQ=C(U-13U)=23CU=23QQ=32ΔQ=4.5×10-4C,故B正确.因电容器的电容不知,所以无法得出电容器原来的电压,C错.电容是由电容器本身决定,跟电压和电荷量的变化无关,所以电容器的电容不变,D错误.2答案 B解析C=ΔQΔU=4.0×10-720F=2.0×10-8 F.故选B.3答案 B解析由Q=CU知,U降低,Q减小,故为放电过程,A错,B对;由C=QU=0.240F=5×10-3 F,可知C错;ΔQ=CΔU=5×10-3×4 C=0.02 C,D错.4答案 1.5×10-4 F 1.5×10-4 F3×10-4 C解析C=QU=4.5×10-43F=1.5×10-4 F.电容器电压降为2 V时,电容不变,仍为1.5×10-4 F.此时所带电荷量为Q′=CU′=1.5×10-4×2 C=3×10-4 C.题型二、平行板电容器的电容及动态分析1答案AB解析电容器上所带电荷量一定,由公式C=εr S4πkd得,当d变大时,C变小.再由C=QU得U变大;当A板上移时,正对面积S变小,C变小,U变大;当插入玻璃板时,C变大,U变小;当将A板拿走时,相当于使d变得更大,C更小,故U应更大,故选A、B.2答案 D解析带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态,电场力方向向上,电场方向向下,故液滴带负电,A选项错误.由C=εr S4πkd和Q=CU可知,两极板间距离增大的过程中,C变小,所以Q变小,因此电容器放电,放电电流的方向从a到b,负电荷由B板经电源和电阻R流向A板,选项B错误.断开S,由C=εr S4πkd、Q=CU和U=Ed知E=4kπQεr S,Q不变,S减小,所以E增大,电场力大于重力,液滴将加速上升,C选项错误.由E=4kπQεr S知,Q不变,d减小,E不变,液滴静止不动,D选项正确.3答案CD解析静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高.当合上S后,A、B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压不变,静电计指针张角不变;当断开S后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A、B两板间的电容变小,而电容器所带的电荷量不变,由C=QU可知,板间电压U增大,从而静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C、D.4答案 C解析电容器与电池组连接,其电压不变,带电尘埃静止,静电力与重力平衡,qE =mg,两极板错开时电场强度不变,故C正确;因电容减小,由Q=CU,知电荷量Q 减小,电容器放电,电流方向为a→b,A、B、D错误.5答案AD解析保持开关S闭合,电容器两端间的电势差不变,带正电的A板向B板靠近,极板间距离减小,电场强度E增大,小球所受的电场力变大,θ增大,故A正确,B错误;断开开关S,电容器所带的电荷量不变,C=εr S4πkd,E=Ud=QCd=4πkQεr S,知d变化,E不变,电场力不变,θ不变.故C错误,D正确.题型三、图像问题与综合计算1答案 A解析由平行板电容器电容的决定式C=εr S4πkd可知,电容C与两极板之间距离d成反比,在第一象限,反比例函数图象是双曲线的一支,选项A正确.2答案(1)3.6×10-9 C (2)2.0×10-6 C负电荷解析(1)由公式C=QU得Q=CU=3.0×10-10×12 C=3.6×10-9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止,则带电微粒带负电,并且有qE=mg,而E=Ud,解得q=mgdU=2.0×10-3×10×1.20×10-312C=2.0×10-6 C.3答案(1)1×10-9 F(2)2×103 V/m,方向竖直向下(3)-20 V解析(1)平行板电容器的电容C=QU=6×10-860F=1×10-9 F.(2)两板之间为匀强电场,则E=Ud=603×10-2V/m=2×103 V/m,方向竖直向下.(3)M点距A板间距离为d AM=d-d BM=1 cm A与M间电势差U AM=Ed AM=20 V又U AM=φA-φM,φA=0,可得φM=-20 V.。

高中物理备课参考 电容器的电容

高中物理备课参考 电容器的电容

示.A、B 两板中心开孔,在 A 板的开孔上搁有一金属容器 P,与 A 板接触良好,其内盛有 导电液体.A 板通过闭合的电键 S 与电动势为 U0的电池的正极相连,B 板与电池的负极相 连并接地.容器 P 内的液体在底部小孔 O 处形成质量为 m,带电量为 q 的液滴后自由下落, 穿过 B 板的开孔 O'落在 D 板上,其电荷被 D 板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成 相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中.
(4)D 板最终电势等于 A 板电荷全部到达 D 板时 D 板的电势.由于 h=d,B、D 间电 容量也是 C0,故 D 板最终电势 U 至多为 U0.
因为当 D 板电势为 U 时, A 板电势 UA=U0-U,到达 D 板液滴的动能为 Ek=mg(h+d)+qU0-qU>mg(h+d)qU
式中 qm=aC0U0,是 q 的最大值,即第一个液滴的电量.因
(1)第 1 个液滴到达 D 板时的速度为多少? (2)D 板最终可达到多高的电势? (3)设液滴的电量是 A 板所带电量的 a 倍(a=0.02),A 板与 B 板构成的电容器的电 容为 C0=5×10-12F,U0=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算 D 板最终的电势值.(g=10m/ s2) (4)如果电键 S 不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其 他条件与(3)相同.在这种情况下,D 板最终可达到电势值为多少?说明理由. 【解析】 液滴落下后,由电场力和重力共同对它做功,由此可算出它到达 D 板的速 度.液滴落下后,D 板上出现正电荷,在 DB 间形成一个方向向上的场强,将阻碍以后继续 下落的液滴,使 D 板的带电量有一限度,其电势也有一个最大值. 【答案】(1)设第一个液滴到达 D 板的速度为 v1,对液滴从离开小孔 O 到 D 板的全过 程由功能关系

高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳

高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳

高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳电容器的电容这一内容在高中物理选修3-1课本中出现,有哪些知识点需要记住的呢?下面是小编给大家带来的高中物理选修3-1电容器的电容知识点,希望对你有帮助。

高中物理选修3-1电容器的电容知识点一、电容器1. 电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。

两个导体称为电容器的两极。

2. 电容器的带电量:电容器一个极板所带电量的绝对值。

3. 电容器的充电、放电.操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。

这个过程叫做充电。

现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。

充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。

操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。

充电带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能二、电容1. 定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值,叫做电容器的电容C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。

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。

常用单位有微法(F),皮法(pF) 1F = 10-6F,1 pF =10-12F2. 平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S 成正比,跟极板间的距离d成反比。

是电介质的介电常数,k是静电力常量;空气的介电常数最小。

3. 电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源,带电量不变。

第9节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点:1. 带电粒子受力特点。

2. 结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质。

电容的概念及计算方法

电容的概念及计算方法

电容的概念及计算方法电容是物理学中的一个基本概念,用于描述电路中储存电荷能力的物理量。

它在电子学和电路设计中起着重要的作用。

本文将介绍电容的概念以及常用的计算方法。

一、电容的概念电容是指电路中储存电荷的能力,它是由两个带电体之间的绝缘介质隔开的电容器组成。

电容器的两个电极分别带有正负电荷,在外加电压的作用下,电荷会在电容器中积累。

电容的单位为法拉(F)。

二、电容的计算方法1. 平板电容器的电容计算平板电容器是一种简单的电容器,由两块平行的金属板构成,之间由绝缘材料隔开。

设电容器的板间距为d,绝缘介质的介电常数为κ,则平板电容器的电容C可以通过以下公式计算:C = κε0(S/d)其中,S为平板电容器的电极面积,ε0为真空中的电容率,其值约为8.85×10^-12 F/m。

2. 圆柱形电容器的电容计算圆柱形电容器由一对同轴的金属圆柱体构成,之间用绝缘材料隔开。

设内圆柱体的半径为a,外圆柱体的半径为b,长度为l,则圆柱形电容器的电容C可以通过以下公式计算:C = 2πκε0l/ln(b/a)3. 球形电容器的电容计算球形电容器由导体球和绝缘球壳构成。

设导体球的半径为a,绝缘球壳的内半径为b,外半径为c,则球形电容器的电容C可以通过以下公式计算:C = 4πκε0abc/(bc-ac)4. 多个电容器的串并联计算在实际电路中,常常会遇到多个电容器的串联和并联情况。

串联电容器的总电容可以通过以下公式计算:1/C总 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...并联电容器的总电容可以通过以下公式计算:C总 = C1 + C2 + C3 + ...三、总结电容是电路中储存电荷能力的物理量,常用单位为法拉。

电容的计算方法根据不同类型的电容器而有所差异,如平板电容器、圆柱形电容器和球形电容器。

对于多个电容器的串并联情况,可以使用相应的公式进行计算。

了解电容的概念及计算方法对于电子学和电路设计非常重要,能够帮助我们更好地理解和应用电容器在电路中的作用。

高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算

高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算

高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算电容和电容器是高中物理中的重要概念,也是考试中常见的题型。

掌握电容和电容器的概念及计算方法,对于理解电磁现象和解题非常有帮助。

本文将针对电容和电容器进行详细的解析和说明,帮助读者掌握相关知识和解题技巧。

一、电容的概念及计算方法1. 电容的概念电容是指导体上储存电荷的能力。

当导体上带有电荷时,会在导体周围形成电场,而电容则是衡量导体上储存电荷的能力。

电容的单位是法拉(F)。

2. 电容的计算方法电容的计算公式为:C = Q/V,其中C表示电容,Q表示电荷量,V表示电压。

例如,假设一个导体上带有电荷量为2C,而电压为3V,那么根据电容的计算公式,可以得到电容为2C/3V=0.67F。

二、电容器的概念及计算方法1. 电容器的概念电容器是用来储存电荷的装置,由两块金属板和介质组成。

金属板上的电荷量与电压成正比,而比例系数就是电容。

电容器的单位是法拉(F)。

2. 电容器的计算方法电容器的计算公式为:C = ε₀A/d,其中C表示电容,ε₀表示真空中的介电常数(8.85×10⁻¹²F/m),A表示金属板的面积,d表示金属板之间的距离。

例如,假设一个电容器的金属板面积为0.1m²,金属板之间的距离为0.01m,那么根据电容器的计算公式,可以得到电容为(8.85×10⁻¹²F/m)×0.1m²/0.01m=8.85×10⁻¹⁰F。

三、电容和电容器的应用举例及考点分析1. 平行板电容器平行板电容器是一种常见的电容器,由两块平行的金属板和介质组成。

当电容器上施加电压时,金属板上会储存电荷。

平行板电容器的电容与金属板的面积和板间距离有关。

考点分析:在解题时,需要注意根据电容器的计算公式,合理运用相关参数进行计算。

同时,还需要理解电容和电压之间的关系,以及电容器的储存电荷的能力。

高考物理电容知识点

高考物理电容知识点

高考物理电容知识点【引言】电容作为高考物理考试中重要的知识点,是涉及电路与电池的连接、容量的测量和充电过程等方面的基础概念。

在备考过程中,熟练掌握电容的定义、计算公式以及与其他电路元件的关系是非常重要的。

本文将全面介绍高考物理电容的相关知识点,帮助同学们系统地掌握和应用。

1. 电容的定义电容是电路中存储电荷的能力,用符号C表示,单位是法拉(F)。

通俗地说,电容就像一个储存电荷的容器,可以存储电能。

电容的大小取决于两个因素:电容器的板与板之间的距离以及板的面积。

公式表达为:C = ε0 × εr × S / d,其中C为电容量,ε0为真空介电常数,εr为介电常数,S为电容板的面积,d为电容器板与板之间的间距。

2. 电容的串并联电容器的串联是指将多个电容器的正极和负极依次连接在一起,这样组成的电路中,电容器的总电容量等于各个电容器电容量的倒数之和的倒数。

数学表达式为:1/C总 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...。

但容易发现,电容的串联并不能简单地将电容相加,而是受到倒数运算的影响。

电容器的并联则是指将多个电容器的正端和负端连接在一起,形成一个并联的电路。

在并联的情况下,电容器的总容量等于各个电容器容量的总和。

数学表达式简单明了:C总 = C1 + C2 + C3 + ...3. 电容的充电和放电在电容器的两个板上加上电源后,电荷会从电源的正极流向一个电容板,而另一个电容板上的电荷则流向电源的负极,使得电容器储存了电荷和电能。

这个过程称为电容器的充电。

充电的过程中,电荷的流动会导致电容器两板之间的电压逐渐升高,直到电荷无法继续流动为止。

当电容器的两个板断开电源连接,接入一个关闭的开关时,电容器内部的电荷会通过开关流向外部电路,进而放电。

放电过程中,电容器的电荷和电压会逐渐减小,直到没有剩余电荷为止。

4. 电容在电路中的应用(1) 电容在滤波电路中的应用:滤波电路主要用于滤除交流电信号中的噪声,保持直流电信号的稳定性。

物理学概念知识:电容的种类和电容的公式

物理学概念知识:电容的种类和电容的公式

物理学概念知识:电容的种类和电容的公式一、电容的种类电容是电学中一个重要的概念,通俗来讲,电容就是蓄电器,用来存储或释放电荷。

电容器是储存电量、分离电压和滤波的器件,广泛应用于电源、电气设备、通讯电子等领域。

电容器根据其结构、材料和用途不同,可以分为以下几类:1.电解电容:是一种极常见的电容器,常见于电子设备中,具有高电容值、小体积等特点。

其结构为两个金属片之间隔一层带电的电解质,具有极高的电容值和较低的损耗,但是一旦过电压,就会损坏和漏液。

2.薄膜电容:是一种极薄的电容器,常用于高频应用中,尤其是无线电通信领域中。

其结构为两个金属电极之间被覆盖上一层极薄的电介质膜,具有较小的壳体尺寸、较大的电容值和较少的噪声。

3.金属氧化物电容:是一种经典的电容器,其结构为两个铝箔之间被覆盖上一层氧化铝介质,因此又称为铝电容,具有较高的电容值、较小的温度系数及较高的稳定性,尤其是在功率电子领域中得到广泛应用。

4.变压器电容:是一种将电能转化为磁能和回转为电能的器件,其结构包括主磁路(主线圈)、辅磁路(副线圈)和磁介质,辅磁路和磁介质构成了一个带电的电容器,用于电源开关供应电压瞬时变化时的储存和释放。

5.高压电容:是一种用于高电压、高能量储存和放电的电容器,其构造和材料需要考虑到高电压下的电介质击穿、材料的机械刚度、尺寸、电极的涌流电磁场效应等。

二、电容的公式电容是介于两个电极之间储存的电荷量,单位为法拉,公式为:C = Q/U其中,C表示电容,单位为法拉(F),Q表示电荷量,单位为库仑(C),U表示电容器所带电压,单位为伏特(V)。

根据电容公式,可以推导出以下与电容有关的常见公式:1.电容器储存的电荷量:Q = C x U2.电容器所带的电荷量:Q = I x t其中,I表示电流,单位为安培(A),t表示时间,单位为秒(s)。

3.电容器的电压:U = Q/C4.两个电容器并联时,总电容的计算公式:C = C1 + C2 + C3 + ...5.两个电容器串联时,总电容的计算公式:1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...电容器在电路理论和应用中有极其重要的地位,对于理解电路原理、设计电子产品、改善电气设备性能等方面有着不可替代的作用。

高中人教版物理选修2-1电容器教案含同步练习(含答案)

高中人教版物理选修2-1电容器教案含同步练习(含答案)

电容器教案含同步练习(含答案)学习目标1.知道什么是电容器以及常用的电容器有那些2.知道电场能的概念,电容电荷放电时器充电和放电时能量的转化3.理解电容器电容的概念以及其定义C=Q/U,并能用来进行有关的计算4.知道平行板电容器的电容与哪些因素有关,有什么关系5.知道公式C=εS /4πkd及其含义学习重点:电容概念的理解学习方法:类比法、探究法、讨论法新课教学(一)电容器【放幻灯片】使学生仔细观察,是否认识这些电学元件?找出电容器的共同点,下一定义【学生总结,教师评析,出示板书】电容器:任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体,组成一个电容器【思考】1:相邻两同学是否构成电容器?(构成,中间空气绝缘,人是导体且靠很近)【思考】2:两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?(构成2: 金属板导电是导体,这种电容器叫平行板电容器,其中的绝缘物质称之为电介质)前面提到的平行板电容器就是一种最简单的电容器。

下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识【演示电容器的充放电】【出示板书】充电:电容器两板分别接在电池两端,两板带上等量异种电荷的过程放电:充了电的电容器的两板用导线相连,使两板上正、负电荷中和的过程【指出】充放电过程分别有短暂的充电电流,放电电流【问题讨论】1:充放电的短暂电流说明什么问题?【问题讨论】2:有电流就有电流做功,会消耗能量,伴随着能量的转化,在充放电过程中能量如何转化?阅读课本认识电场能(极板带电——电场——电场能)【学生分析得】1.充放电的短暂电流说明这两个过程进行得很快。

2.充电:电源能量电场能放电:电场能其他形式能【指出,出示板书】电容器所带电荷量:每一极板所带电荷量的绝对值(二)电容【过渡】电容器是容纳电荷得容器。

一个电容器容纳电荷得本领如何描述呢?【类比】电容器——电容——储存电荷容器——————储存物质(如水杯存水)【引申思考】水杯存水的本领大小由什么决定,电容器储存电荷的本领的决定因素呢?【类比探究】类比于柱形水容器水——容器的体积。

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高中物理电容和电容器的概念及计算
电容和电容器是高中物理中重要的概念,也是电学中的基础知识之一。

理解电
容和电容器的概念,以及掌握其计算方法,对于高中学生来说至关重要。

本文将从电容的定义、电容器的种类和计算公式等方面进行详细介绍,帮助读者全面理解和掌握这一知识点。

一、电容的概念
电容是指物体在给定电压下储存电荷的能力,是电荷量与电压之比。

通常用C
表示,单位是法拉(F)。

电容的计算公式为:
C = Q / V
其中,C是电容(单位:法拉),Q是电荷量(单位:库仑),V是电压(单位:伏特)。

举例来说,如果一个电容器的电荷量为2库仑,电压为4伏特,那么它的电容为:
C = 2C / 4V = 0.5法拉
这个例子说明了电容的计算方法,即将电荷量除以电压即可得到电容的数值。

二、电容器的种类
电容器是用来储存电荷的装置,常见的电容器有两种:电容器和电解质电容器。

1. 电容器
电容器是由两个导体板之间夹有绝缘介质(如空气、塑料等)的装置。

根据导
体板之间的结构不同,电容器可以分为平行板电容器和球形电容器等。

平行板电容器是最常见的一种电容器。

它由两块平行的金属导板组成,两板之间夹有绝缘介质,如空气或塑料。

平行板电容器的电容可以根据公式进行计算。

2. 电解质电容器
电解质电容器是由两个金属电极浸泡在电解质溶液中构成的。

电解质电容器常见的有铝电解电容器和电解质电容器。

电解质电容器的电容可以根据电解质的性质和电极的面积等进行计算。

三、电容的计算方法
在实际计算中,根据具体情况和题目要求,可以采用不同的计算方法。

1. 平行板电容器的计算
对于平行板电容器,可以使用以下公式进行计算:
C = ε * A / d
其中,C是电容,ε是介质的介电常数,A是电容器的有效面积,d是两板之间的距离。

例如,一个平行板电容器的介电常数为4,有效面积为0.1平方米,两板之间的距离为0.01米,那么它的电容为:
C = 4 * 0.1平方米 / 0.01米 = 40法拉
2. 电解质电容器的计算
对于电解质电容器,可以根据电解质的性质和电极的面积等进行计算。

例如,一个铝电解电容器的电解质溶液中的电解质浓度为0.01mol/L,电极的面积为0.05平方米,那么它的电容可以通过以下公式计算:
C = ε * A / d
其中,C是电容,ε是电解质的电导率,A是电极的面积,d是电极之间的距离。

四、举一反三
理解电容和电容器的概念,以及掌握其计算方法,可以帮助我们解决各种与电
容相关的问题。

例如,在电路中,如果给定了电容和电压,我们可以通过电容的计算公式计算
出电荷量。

反之,如果给定了电容和电荷量,我们可以通过电容的计算公式计算出电压。

此外,在电容器的选择和应用中,我们也需要根据具体情况和需求来计算电容
器的参数。

例如,在设计一个平行板电容器时,我们可以通过计算得到所需的介质厚度和面积,以满足特定的电容要求。

总结:
本文从电容的概念、电容器的种类和计算方法等方面进行了详细介绍。

电容和
电容器是电学中的基础知识,理解和掌握这一知识点对于高中学生来说至关重要。

通过学习电容的概念和计算方法,我们可以解决各种与电容相关的问题,并应用于电路设计和电容器选择等实际问题中。

希望本文能够帮助读者更好地理解和应用电容和电容器的知识。

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