高中物理电容和电容器知识例解
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高中物理电容和电容器知识例解
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。
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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?
【分析思路】 解决本题的关键在于明确电容器所涉及的不变量。不断开电键时,意味着电容器两板间的电压
U保持不变;断开电键后,意味着电容器所带电量是不变的。明确以上两点,即可再根据电容的定义式及平行板电容
器电容的决定因素来讨论本题。
【解题】 电键K不断开时,电容器两极板间电压U不变。
小。由于Q=CU,U不变,所以Q变小;平行板电客器内部电场为身强
②两板错开意味着正对面积S变小。由C∝S可知C变小,由Q=CU
3
电键K断开后,意味着电容器所带电量Q不变。
②两板错开时S变小,由C∝S可知,C变小,所以U变大,而
【例2】 如图1-51所示,两块水平放置的平行金属板M、N,相距为d,组成一个
电容为C的平行板电容器,M板接地,M板的正中央有一小孔B。从B孔正上方h处的A
点,由静止一滴一滴地滴下质量为m、电量为q的带电油滴,油滴穿过B孔后落到N板,
把全部电量传给N板,若不计空气阻力及板外电场:问:(1)第几滴油滴将在M、N板间作
匀速直线运动?(2)能达到N板的液滴不会超过多少滴?
【分析思路】 带电油滴将所带的电量传给N板,因静电感应使M板带上等量异种电荷,这就使电容器带电,M、
N板间存在匀强电场。当电场力等于重力时,油滴作匀速直线运动,此时油滴从A点落到N板时重力做的功等于克服
电场力做的功。油滴至N板速度为零,即为最后一滴落至N板的油滴,其余以后落下的油滴来达N板即反方向向上运
动。
【解题方法】 静电感应原理、平行板电容器两板间的电场为匀强电场、电容的定义式、受力平衡条件及动能
定理。
【解题】 (1)设第n滴油滴将在两板间作匀速直线运动。
所以,当第n滴油滴作匀速直线运动下落时,两板间的场强
由平衡条件可知,此时有
4
(2)设能到达N板的液滴不会超过n′滴,即第n′滴在两板间作匀减速直线运动,到达N板时的速度刚好为零。
由动能定理得
mg(h+d)-qU′=0
其中U′为第n′油滴运动时两板间的电压,则
由以上两式联立解得
【例3】 在静电复印机里,常用图1-52所示的电路来调节A、C两板间电场强度的大小,从而来控制复印件
的颜色深浅。在操作时,首先对金属平板A、B组成的平行板电容器充电。该电容器的B板接地,A、B间充有介电常
量为ε的电介质,充电后两板间的电势差为U。而后,断开该充电电源,将连接金属平板C和可调电源ε的开关K闭
合。这样,A、C两板间的电场强度将随可调电源ε的电压变化而得以调节。已知C板与A板很近,相互平行,且各板
面积相等。A、B板间距离为d1,A、C板间的距离为d2,A、C板间的空气介电常量取为1。试求:当电源ε的电压为
U0时,A、C两板间某点P处的电场强度。
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【分析思路】 首先对平行金属板A、B组成的电容器充电时,A板带上的电荷设为Q,则Q=C1U。开关K闭合
后等效电路如图1-53所示,由于金属板B和电源负极都接地,所以它们电势均为零。设此时金属板A、B间的电势差
为U1,金属板A、C间的电势差为U2,则由于电源电压为U0,所以有U1+U2=U0。可见,开关K闭合后,金属板A、B
间的电势差将变小,故金属板A、B上的电荷将发生变化。孤立导体A的电荷将重新分布,设其上表面带负电荷为-Q2,
下表面带正电荷为+Q1,则有Q1+(-Q2)=Q。于是金属板B上的电荷将由-Q减少为-Q1,金属板C的电荷为+Q2。下面的
任务就是用尽量多的已知量表示出Q2,则
B的电荷要减少,孤立导体A上的电荷尊重新分布,充电稳定后,孤立导体A处于静电平衡状态,是等势体,才
能列出U1+U2=U0的关系式。当然,熟练运用所学公式以及运算技巧也是解答该题的必要条件。
【解题方法】 处于静电平衡状态的导体的性质、电容的定义、匀
【解题】 K闭合后的等效电路如图1-53所示。设A、B板间的电容为C1,电势差为U1。A、C板间的电容为
C2,电势差为U2。金属板的面积为S,则
而各板表面上的电量分别为如图所示1-53的±Q1和±Q2,于是有
另外,A板两表面上电量的代数和应该等于K闭合前该板上所带的电量,设为Q,即
而Q又可以从K闭合前A、B板间的电势差求得:、
6
将式⑧代入式⑦,得
将式⑨与式⑥联立消去Q1,得
由于A、C两板间电场可近似认为匀强电场,所以P点的电场强度EP为
高中物理知识点电容器
高中物理知识点电容器高中物理知识点电容器在我们上学期间,大家都没少背知识点吧?知识点就是一些常考的内容,或者考试经常出题的地方。
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高中物理知识点电容器1一、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(μF),皮法(pF) 1μF = 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。
高中物理知识点电容器21.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的`距离(m)}9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)拓展相关:高中物理知识点电总结高中物理的确难,实用口诀能帮忙。
高中物理电容与电容器知识点与配套经典习题精讲精练
电容与电容器(一)1. 电容器——容纳电荷的容器(1)基本结构:由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成。
(2)带电特点:两板电荷等量异号,分布在两板相对的内侧。
(3)板间电场:板间形成匀强电场(不考虑边缘效应),场强大小E=U/d,方向始终垂直板面。
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。
充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。
由于正、负两极板间有电势差,所以电源需要克服电场力做功。
正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中,放电时,这部分能量又释放出来。
电容器所带电量:电容器的一个极板上所带电量的绝对值。
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(1)物理意义:表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量。
(2)定义:使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电量。
电容器两极板间的电势差增加1V所需的电量越多,电容器的电容越大;反之则越小。
定义式:式中C表示电容器的电容,表示两板间增加的电势差,表示当两板间电势差增加时电容器所增加的电量。
电容器的电容还可这样定义:表示电容器的带电量,U表示带电量为Q时两板间的电势差。
电容的单位是F,应用中还有和,1F=。
注意:电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量,完全由电容器本身属性决定,跟电容器是否带电,带电量多少以及两板电势差的大小无关。
(3)电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。
两极板的正对面积越大,极板间的距离越小,电介质的介电常数越大,电容器的电容就越大。
通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容量的改变的。
题型1、电容概念的理解问题:例1. 对一电容充电时电容器的电容C、带电量Q、电压U之间的图象如图所示,其中正确的是()答案:CD 变式1:对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是()A. 将两极板的间距加大,电容将增大B. 将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小C. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大D. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大答案:BCD变式2、21.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。
高二物理电容器、电容、平行板电容器的电容知识精讲
高二物理电容器、电容、平行板电容器的电容知识精讲电容器、电容、平行板电容器的电容1. 电容器:任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,都可看成一个电容器,可以存储电荷。
2. 电容C :(1)定义:C Q U Q U==∆∆ - (2)单位:F F F pF F 110110612μ==--(3)电容由电容器本身结构决定,与Q 、U 无关。
3. 平行板电容器电容:C S kd=επ4 平行板电容器的电容C 与电介质的介电常数ε和两块极板正对面积S 成正比,与两板间距d 成反比。
4. 关于单个电容器问题的思路:(1)首先通过分析确定不变的物理量,当电容与电源相连,U 不变,当电容器充电后与电源断开,Q 不变。
(2)由C ∝εS d判断电容变化。
(3)由C Q UQ U =判断或的变化。
(4)由E U d E Q SE =或∝判断变化。
ε (5)判断电场中某点电势、电势能变化。
5. 含容电路:(1)电容器不是电路组成部分,电流稳定时,电容器是断路,与电容器串接的电阻形同虚设,可看成导线。
(2)电容器的电压等于并联支路两端的电压。
(3)电容器电压U 变化时,带电量随之也发生变化,伴随着短暂的充、放电。
例1. 如图1所示,由平行板电容器和电源组成的电路,先合上开关S ,将一块玻璃板插入电容器极板间,这时电容器两块极板间的电势差为U 1,极板间场强的大小为E 1,然后断开开关S ,再将玻璃板从电容器极板间抽出,此时电容器两极板间的电势差变为U 2,极板间场强的大小变为E 2,试比较U U E E 1212和,和的大小。
图1分析:分析有关单个电容器问题的思路要点是:(1)首先通过分析确定不变的物理量,当电容器的两块极板与电源连接在一起时,两块极板间的电势差始终等于电源的电动势而保持不变;当电容器充电后与电源分离,电容器所带的电荷量则保持不变。
(2)根据平行板电容器电容的决定式分析电容的变化。
(3)根据电容器电容的定义式,分析电容器所带的电荷量或两块极板间电势差的变化。
高一物理《电容器的电容》知识点总结
高一物理《电容器的电容》知识点总结一、电容器1.基本构造: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.充电、放电:使电容器两个极板分别带上等量异种电荷,这个过程叫充电.使电容器两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.3.从能量的角度区分充电与放电:充电是从电源获得能量储存在电容器中,放电是把电容器中的能量转化为其他形式的能量.4.电容器的电荷量:其中一个极板所带电荷量的绝对值.二、电容1.定义:电容器所带电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比.2.定义式:C =Q U. 3.单位:电容的国际单位是法拉,符号为F ,常用的单位还有微法和皮法,1 F =106 μF =1012 pF .4.物理意义:电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,在数值上等于使两极板之间的电势差为1 V 时,电容器所带的电荷量.5.击穿电压与额定电压(1)击穿电压:电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压,若电压超过这一限度,电容器就会损坏.(2)额定电压:电容器外壳上标的工作电压,也是电容器正常工作所能承受的最大电压,额定电压比击穿电压低.三、平行板电容器的电容1.结构:由两个平行且彼此绝缘的金属板构成.2.电容的决定因素:电容C 与两极板间电介质的相对介电常数εr 成正比,跟极板的正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比.3.电容的决定式:C =εr S 4πkd ,εr为电介质的相对介电常数,k 为静电力常量.当两极板间是真空时,C =S 4πkd. 四、电容器深度理解1.静电计实质上也是一种验电器,把验电器的金属球与一个导体连接,金属外壳与另一个导体相连(或者金属外壳与另一个导体同时接地),从验电器指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小.2.C =Q U 与C =εr S 4πkd的比较 (1)C =Q U 是电容的定义式,对某一电容器来说,Q ∝U 但C =Q U不变,反映电容器容纳电荷本领的大小;(2)C =εr S 4πkd 是平行板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.3.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 4πkd4.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 =εr SU 4πkd ∝εr S d ,E =U d ∝1d. (2)充电后断开S ,电荷量Q 恒定,U =Q C =4πkdQ εr S ∝d εr S ,E =U d =4πkQ εr S ∝1εr S.。
人教版(2019)高一物理 必修第三册 第十章:10.4电容器的电容(共30张PPT)
2.哪个储水本领大? 如何反映其储水本领?
水量电荷量Q与电容器两极板
间的电势差成正比,比值Q/U 是一个常量。 不同的电容器,这个比值一般是不同的
.这个比值表征了电容器储存电荷的特性
---电容
二.电容
1、定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间的 电势差 U的比值,叫电容器的电容。符号C。
B -Q
电路符号: 或
5、电容器的充放电 (1)充电:使原本不带电的两板带上等量异
种电荷的过程
正极板
+Q
两有极短间暂 有的电压流
++++++++
E
--------
-Q
两板分别带等量异 种电荷,每个极板 带电量的绝对值叫 电容器的带电量
负极板
注意:
①电容器充电的过程中,在两极间的电压、两 板带等量异种电荷不断增大,直到两极电压等于 电源电压为止,该过程中电路中有短暂的充电 电流
2、两个电容器电量之比为2:1,电压之比为1:2, 则它们的电容之比为 4:1 。
3、某电容C=20PF,那么用国际单位表示,它的电 容为__2_×__1_0_-_11_F。
4、对于一个确定的电容器的电容正确的理解 是( )
A、电容与带电量成比 B、电容与电势差成反比 C、电容器带电量越大时,电容越大。
A、Q1>Q2 B、Q1=Q2
√C、Q1<Q2.
D、无法确定Q1与Q2的大小关系
研究平行板电容器 的电容和哪些因素有关
大量实验证明:
平行板电容器的电容C 跟介电常数r 成正比,跟 正对面积S 成正比,跟极板间的距离d 成反比.
公式表示为: C r s 4 kd
S 表示两板的正对面积,d 表示两板间的距离 r是电介质的介电常数,k是静电力常量
高中物理电容器知识点汇总
高中物理电容器知识点汇总
以下是高中物理电容器的知识点汇总:
1. 电容器的定义:电容器是一种能够存储电荷的装置,由两个导体极板和介质组成。
2. 电容的定义:电容是指电容器存储电荷的能力,用C表示,单位是法拉(F)。
3. 电容量的计算公式:电容量C等于电容器两极板电势差(电压)V与所存储电荷量Q的比值,即C=Q/V。
4. 电容与极板面积和间距的关系:电容与极板面积的成正比,与极板间距的成反比,即C∝A/d,其中A为极板面积,d为极板间距。
5. 并联电容器的等效电容:并联连接的电容器可以看成一个总电容,其电容等于各个电容器电容的和,即Ct=C1+C2+...+Cn。
6. 串联电容器的等效电容:串联连接的电容器可以看成一个总电容,其倒数等于各个电容器倒数的和的倒数,即1/Ct=1/C1+1/C2+...+1/Cn。
7. 初始充电电路:电容器通过电源充电时,电流从电源正极流向电容器的正极板,然后从电容器的负极板流向电源的负极。
8. 初始放电电路:电容器通过电阻放电时,电流从电容器的正极板流向电容器的负极板,并且电流的大小随时间逐渐减小。
9. 电容器的时间常数:电容器放电过程中的电流下降到初始值的63%所需的时间称为电容器的时间常数,记作τ=RC,其中R是电阻值,C是电容值。
10. 电容器的充电和放电曲线:电容器充电曲线呈指数增长,放电曲线呈指数衰减。
11. 电容器的应用:电容器广泛应用于电子电路中,如直流电源滤波、信号耦合、定时器等。
这些是高中物理电容器的知识点的主要内容,希望对你有帮助!。
高中物理电容器知识点汇总
高中物理电容器知识点汇总
以下是高中物理电容器的常见知识点汇总:
1. 电容器的定义:电容器是由两个导体之间隔一层绝缘介质组成的装置,用来储存电荷。
2. 电容器的符号:电容器的电路符号为两个平行的短线,中间有一个曲线,表示绝缘
介质。
3. 电容的定义:电容器的电容量指的是当电容器两极间电压增加1伏特时,所存储的
电荷量。
4. 电容的单位:国际单位是法拉(Farad),符号为F。
1法拉等于1库仑/伏特。
5. 电容器的电容量与几何尺寸有关:电容量与电容器的导体面积直径、导体间距离、
绝缘介质介电常数有关。
6. 球形电容器的电容量公式:球形电容器的电容量C = 4πε0(d/2)。
7. 平行板电容器的电容量公式:平行板电容器的电容量C = ε0(S/d)。
8. 串联电容器的电容量和电压公式:串联电容器的电容量为1/C = 1/C1 + 1/C2 +
1/C3 + ...,电压相同。
9. 并联电容器的电容量和电压公式:并联电容器的电容量为C = C1 + C2 + C3 + ...,电荷相同。
10. 电容器的充放电过程:电容器充电时,电流先大后小,电压先小后大;电容器放电时,电流先大后小,电压先大后小。
11. RC电路的特点:RC电路是由电阻R和电容C组成的串联电路。
RC电路有充电过程和放电过程,充电时间常数τ = R x C。
这些是高中物理电容器的一些基本知识点,希望能对你有所帮助!。
高中物理电容与电容器知识点与配套经典习题精讲精练
电容与电容器(一)1. 电容器——容纳电荷的容器(1)基本结构:由两块彼此绝缘互相靠近的导体组成。
(2)带电特点:两板电荷等量异号,分布在两板相对的内侧。
(3)板间电场:板间形成匀强电场(不考虑边缘效应),场强大小E=U/d,方向始终垂直板面。
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。
充电过程实质上是电源逐步把正电荷从电容器的负极板移到正极板的过程。
由于正、负两极板间有电势差,所以电源需要克服电场力做功。
正是电源所做的这部分功以电能的形式储存在电容器中,放电时,这部分能量又释放出来。
电容器所带电量:电容器的一个极板上所带电量的绝对值。
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(1)物理意义:表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量。
(2)定义:使电容器两极板间的电势差增加1V所需要增加的电量。
电容器两极板间的电势差增加1V所需的电量越多,电容器的电容越大;反之则越小。
定义式:式中C表示电容器的电容,表示两板间增加的电势差,表示当两板间电势差增加时电容器所增加的电量。
电容器的电容还可这样定义:表示电容器的带电量,U表示带电量为Q时两板间的电势差。
电容的单位是F,应用中还有和,1F=。
注意:电容器的电容是反映其容纳电荷本领的物理量,完全由电容器本身属性决定,跟电容器是否带电,带电量多少以及两板电势差的大小无关。
(3)电容大小的决定因素电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。
两极板的正对面积越大,极板间的距离越小,电介质的介电常数越大,电容器的电容就越大。
通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容量的改变的。
题型1、电容概念的理解问题:例1. 对一电容充电时电容器的电容C、带电量Q、电压U之间的图象如图所示,其中正确的是()答案:CD 变式1:对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是()A. 将两极板的间距加大,电容将增大B. 将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小C. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大D. 在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大答案:BCD变式2、21.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。
人教版高中物理选修31课件:电容器与电容
1、下列关于电容器的说法中,正确的是( )D
电路中将出现的情况是特( 点 )B
知识讲解
3.击穿电压、额定电压 a.击穿电压是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的介质将被击穿 b.额定电压是电容器长期工作时所承受的电压,它低于击穿电压,电容器在不高于额定 电压下工作都是安全可靠的,不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的.
A.导线上有电流通过,方向是a→b,c→d
用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素。
B.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大
A.N板向左平移,静电计指针偏角变大
A.有电流流动,方向从a顺时针流向b
A.两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小
A.两板的电荷量加倍,而距离变为原来的四倍
3.板间电场:板间形成匀强电场,场强大小为E=U/d,方向垂直板面
(1)电流的方向为逆时针方向,强度由大到小(2)极板所带电量增多(3)两极板间电压增高(4)两极板间电场强度增强(5)充电过程从电源获取能量转化为电场能
课后练习
2、有一正充电的平行板电容器,若使它的电荷量减少3×10-4C,其电压降为原来的三 分之一,则( )BC A.电容器原来的带电量可能是9×10-4C B.电容器原来的带电量为4.5×10-4C C.电容器原来的电压可能为1V D.电容器原来的电压可能为1×10-4V
例题讲解
例5 利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验装置如图所示,则下 面哪些叙述符合实验中观察到的结果( )AB A.N板向左平移,静电计指针偏角变大 B.N板向上平移,静电计指针偏角变大 C.保持N板不动,在M、N间插入一块绝缘介质板, 静电计指针偏角变大 D.保持N板不动,在M、N间插入一块金属板, 静电计指针偏角变大
高中物理竞赛第八阶段 第2讲 电容 电介质 电能(有答案)
电容的定义是:找到两块金属板(等势面),令其中一块带上 +Q ,一块带 -Q ,这时候两极板电势差为U ,电容 C = Q 。
如果只说某个物体的电容,一般把大地当作另一个极板。
这也就形成了我们 U 求电容的一般思路:给定电势求电荷;给定电荷求电势。
注意:讲电容的时候,我们总要求一个极板 上发出的电场线回到另一个极板,这也就保证了两个极板上电荷大小相等。
常见的几种电容例如平行板电容、球型电容、同心圆柱电容、同心球电容等是基本知识点,应当 熟练掌握。
【例1】 两块正方形的极板,边长为 L ,相对放置,间距为 d 构成电容器,d << L 。
各充电 ±Q 之后保 持绝缘。
求做如下操作之后两个极板之间的电势差。
a) 将极板沿着一条边错动小距离 ∆Lb) 将一个极板绕着一条边转动一个小角度θ ,并使得 θ L << dc) 一个小金属球,半径为 r << d ,质量为 m (重力可以忽略)。
开始位于一个极板负极内侧,由于静电感应作用,带上负电,然后受到电场力作用飞向正极板,发生非完全弹性碰撞并重新达到经典平衡。
经过时间 t 之后,求两极板之间的电势差。
两个极板间的被放上其他电荷,电荷的受力为 F = Eq 。
如果考虑极板自己的受力,则 F = Eq 。
2我们知道,在考虑一个电荷受力时,不能算自己的电场,所以在考虑某极板的受力时,只能算另一极 板产生的电场,刚好为两极板间电场的一半。
同时由高斯定理易得,无穷大板产生的电场为 E = 2π k σ 。
通过电流做功的定义,很容易得出,电容器储存能量的公式为:E = 1CU 2 = 1 Q2 2 C 还有另一种理解电容器储存能量的方式:电荷之间并不是直接相互作用,而是通过电场相互作用; 这样也就理所当然不存在电荷间相互作用能,作用能包含在空间的电场中。
在这样的观点中,我们可电容里的受力与能量电容电压电荷知识点睛高二物理竞赛第2讲电容、电介质、电能2以得到相互作用能在空间中分布的密度度:即能量由电场携带。
