电容器的电容
2023年高考物理总复习：电容器的电容(含答案解析)
2023年高考物理总复习：电容器的电容一.选择题（共20小题）1.给带一定电荷量的电容器进行充电，所带电荷量增加。
下列说法正确的是（）A.电容变小B.电容不变C.电容变大D.电荷量与两极板间电压比变大2.某电容器的外壳上标有“1.5nF 9V”的字样。
该参数表明（）A.该电容器只有在电压为9V时电容才为1.5pFB.当两端电压为4.5V时，该电容器的电容为0.75卩FC.该电容器正常工作时所带电荷最不超过1.5X10 6CD.给该电容器充电时，电压每升高IV,单个极板的电荷量增加】.5X10 6C3.关于电场强度、电容和电势差，下列说法正确的是（）A.由公式E=f可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力 F成正比，与q成反比B.由公式E=将可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比C.由公式C=另可知，电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大D.由公式U=Ed可知，在匀强电场中，两点间的电势差与这两点间的距离成正比4.电容器是非常重要的电学元件，通过充电使一电容器的带电量变为原来的2倍，则该电容器的（）A.电容变为原来的2倍B.电压变为原来的2倍C.耐压变为原来的4倍D.场强变为原来的4倍5.下列说法正确的是（）A.电容器不带电时电容为零B.电容器的电容大小和加在电容器两端的电压有关C.电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量D.电容器中加入电介质，电容不变6. 下血是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）A. 根据电场强度定义式E = f 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成 反比B. 根据真空中点电荷电场强度公式E = k%可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所 带的电荷量有关C. 根据电势差定义式。
相=争可知，带电荷量为1C 的正电荷，从A 点移动到B 点 克服电场力做功为1 J ，则U AB =1VD. 根据电容定义式C = %可知，电容器的电容与其所帯电荷量成正比，与两极板间的电 压成反比7. 物理量的决定式能掲示该物理量的大小受什么因素的影响，以下公式不属于决定式的是A. 平行板电容器的电容。
电容的名词解释
电容的名词解释电容是电学领域中一个重要的物理概念，用于描述电荷存储的能力。
它是电容器的特性之一，电容器是由两个电介质之间夹着一层导电物质而构成的电子元件。
一、电容的定义及单位电容是指一个电容器在给定电压下所能存储的电荷量。
它的定义可以用以下公式表示：C = Q/V，其中C表示电容，Q表示电荷量，V表示电压。
电容的单位是法拉（F），命名取自英国科学家迈克尔·法拉第的名字。
1法拉等于1库仑/伏特。
二、电容的作用及用途1. 存储和释放电能：电容器能够存储电荷，当电容器充电时，电荷被储存在电容器的极板上；当电容器放电时，被存储的电荷会从极板上释放出来，并产生电流。
这使得电容器在电源管理、能量回收和蓄电池等方面有着广泛的应用。
2. 平滑电压：电容器能够吸收电路中的电流变化，从而平滑电压波动。
在电子设备中，电容器常被用于稳定直流电源，避免因交流噪声或其他因素带来的电力波动。
3. 跨越直流：电容器对于直流信号具有低阻抗，能够充当一个开路器件，在电路中起到隔直的作用。
这在滤波电路中经常被用到，例如电源隔离、信号去脆化等。
4. 耦合和解耦：电容器可以作为耦合器件，将两个电路间的交流信号耦合，实现信号传递。
同时，它还可以作为解耦器件，阻止高频噪声信号传播到电路中，从而提高电路的稳定性和抗干扰能力。
三、电容的种类及特点1. 电介质型电容器：电介质型电容器是利用电介质在两个极板间形成电场，储存电荷的一种电容器。
常见的电介质包括电解质、陶瓷、聚酯膜以及金属化聚酯薄膜等。
每种电介质都有其特定的介电常数，从而影响着电容的大小。
2. 电容值和容差：电容的大小和精度被称为电容值和容差。
电容值指的是电容器可以存储的电荷量，容差则表示电容器的电容值与标称值之间的差异范围。
电容值通常用皮法（pF）、纳法（nF）或微法（μF）来表示，容差则用百分比（%）表示。
3. 极板材料：电容器的极板材料通常采用铝箔或铜箔，其中铝箔广泛应用于电解电容器。
《电容器的电容》优秀教案
第8节电容器的电容教学设计一、教学目标1．知识与技能⏹了解电容器的作用及其构造⏹感知电容器充、放电现象⏹探究电容器带电量与电压之间的关系，深刻理解电容器电容的概念⏹研究并理解平行板电容器的电容与哪此因素有关2．过程与方法⏹比值定义法是物理学中经常采用的方法，培养学生掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。
⏹合理猜测→实验验证，掌握控制变量法在多因素相关实验中的使用,培养学生的迁移类推能力、动手实验能力。
⏹培养利用现代计算机技术获取、加工、分析科学实验数据的基本科学素养。
3．情感、态度与价值观⏹借助已有的知识与方法，类比迁移到解决不熟悉问题，培养学生形成自我学习能力。
⏹树立正确对待实验数据的科学态度，大胆假设，小心求证。
通过了解超级电容器、电容触摸屏的应用，感受到科学技术是第一生产力，科技改变生活的价值体验。
二、教学重点、难点重点：了解电容器的结构和工作方式，理解电容的定义。
难点：电容概念的理解。
三、设计思想教学的真谛是“沟通”，要使学生真正理解和掌握物理知识，并内化为自身能力，最好的方法是：让学生主动参与到教学活动中来，通过师生活动、生生活动等方式，让学生在感受与体验中学习，比教师单纯传授知识更有效，思维训练也更加深刻。
学生不仅得到知识，还得到包括解决问题的科学方法、态度，独立思考的良好习惯等。
电容器是后面学习交流电路、LC振荡、无线电知识的基础，了解电容器的结构和工作方式，理解电容的概念及定义方法是这堂课的基本目标，在本节课中，体现“从生活走向物理”的新课程理念，自制的电容器把电容器比较理论的知识很形象地展现给学生，由浅入深，学生在头脑中很容易就会留下深刻的印象。
教学重点是让学生参与教学活动，通过学生实验激发学生学习兴趣，了解电容器充、放电过程。
通过学生实验理性分析电容器两极板电压和所带的的电荷量的关系来探讨电容这个物理量，用定量实验的方法来定义电容C 及平行板电容器的电容C与正对面积S、板间距离d的关系，让学生在学习过程感受到物理量的探究过程，猜想---实验设计---数据采集---数据处理---总结实验结果。
《电容器的电容》PPT课件(第1课时)
[观察探究]
核心要点 对电容器电容的理解
按如图所示电路连接好器材，使开关S先后接触a、b，观察电流表指针的偏转情 况。试结合上述现象讨论： (1)当S先后接a和接b时，观察到电流表指针的偏转情况是怎样的？ (2)电容器的工作过程是怎样的？工作过程中能量是如何转化的？
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(3)电容器带的电荷量Q与两极板间的电压U有什么关系？反映了电容器怎样的特 性？怎样描述？ 答案 (1)当S接a时，电流表指针发生偏转；当S接b时，电流表指针反向偏转。 (2)①充电过程和放电过程。②充电过程中其他形式的能转化为电能，放电过程 中电能转化为其他形式的能。
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解析 电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A 正确；电容器 A 的电容比 B 的大， 只能说明电容器 A 容纳电荷的本领比 B 强，与是否带电无关，B 错误；电压为 10 V， 电荷量为 2×10－5 C 时，电容 C＝UQ＝2×10－6 F，D 错误。 答案 AC
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[例2] 有一充电的平行板电容器，两板间电压为U＝2 V，现使它的电荷量增加ΔQ ＝5×10－6 C，于是电容器两板间的电压升高为6 V。求： (1)电容器的电容是多大？ (2)电容器原来所带的电荷量是多少？ (3)若放掉全部电荷，电容器的电容是多大？
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[试题案例] [例1] (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B.电容器 A 的电容比 B 的大，说明 A 的带电荷量比 B 多 C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量 D.由公式 C＝UQ知，若电容器两极间电压为 10 V，极板带电荷量为 2×10－5 C，则 电容器电容大小为 5×105 F
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(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＝4επrkSd∝εdrS可知 C 随 d、S、εr 的变化而变化。 由 U＝QC＝4πεkrSdQ∝εdrS可知，当 Q 不变时，U 也随 d、S、εr 的变化而变化。 由 E＝Ud ＝CQd＝4πεrkSQ∝ε1rS可知，E 随 S、εr 的变化而变化，而与 d 无关。
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
高中物理课件-1-8电容器的电容
C Q Q U U
1F=1C/V
4、击穿电压和额定电压：
加在电容器两极板上的电压不能超过某一个 限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个 电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大
电压，称为额定电压。
额定电压比 击穿电压低
外壳上标的电压 是额定电压
1.两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_________ 。
8.平行板电容器的电容为C，带电量为Q，板间 距离为d，今在两板的中点d/2处放一电荷q，则它 所受电场力的大小为 （ ）
2Qq A. k d 2
4Qq B. k d 2
C.
Cd
2Qq
D.
Cd
课堂练习：
电容器的带电荷
把一个平行板电容器接在电池上： 量Q保持不变。
（1）切断电容器与电源相连，使两极板间的距离减小，
5.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电 容的因素，如图所示. 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，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，由θ不变
13．两块平行金属板A、B彼此平行放置，板间距离为d， 两板分别带有等量异种电荷，且A板带正电，两板中间有 一带负电的油滴P，当两板水平放置时，油滴恰好平衡， 若把两板倾斜60°，把油滴从P静止释放，油滴可以打在 金属板上，问： （1）油滴将打在哪块金属板上？ （2）油滴打在金属板上的速率是多少？
（2）电容器的放电（电容器与导线相连）
使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程。 电场能→其他形式能 放电电流：正→负
电容的计算方法
电容的计算方法电容计算是电路分析和设计中的重要内容，它用于确定电容器存储电荷所需的能量。
电容器的容量大小由其本体和结构所决定，而计算电容的方法有几种不同的途径。
本文将介绍三种常见的电容计算方法：几何法、频率法和电路法。
一、几何法几何法是最简单和直观的计算电容方法之一，它基于电容器的几何特性来确定电容大小。
对于平行板电容器，可以使用以下公式计算电容值：C = ε₀×εᵣ×A/d其中，C表示电容，ε₀是真空中的介电常数（约为8.85×10⁻¹²F/m），εᵣ为介质的相对介电常数，A表示电容器平板的面积，d表示平板间的距离。
对于球形电容器或圆筒形电容器，可以使用以下公式计算电容值：C = 4πε₀×εᵣ×(a×b)/(b-a)其中，C表示电容，ε₀是真空中的介电常数，εᵣ为介质的相对介电常数，a和b分别表示电容器的内外表面半径。
二、频率法频率法是一种基于电容器在交流电路中的表现来计算电容的方法。
在交流电路中，电容器的阻抗为1/(jωC)，其中j为虚数单位，ω为角频率。
根据电容器的阻抗，可以使用以下公式计算电容值：C = 1/(ω×|Z|)其中，C表示电容，ω为角频率，|Z|表示电容器的阻抗的幅值。
三、电路法电路法是一种将电容器作为一部分电路元件进行计算的方法。
在电路中，电容器的电容值由其所连接的元件和电路拓扑结构来决定。
通过分析电路的特性和采用相关的电路定理，例如基尔霍夫法则和戴维南定理，可以计算电容值。
需要注意的是，电容的计算方法可以根据具体的电容器类型和应用环境来选择合适的方法。
在实际应用中，可能需要综合运用几个方法来计算电容值，以确保计算结果的准确性和可靠性。
综上所述，电容的计算方法包括几何法、频率法和电路法。
不同的方法适用于不同的电容器类型和电路环境。
在进行电容计算时，需要根据具体情况选择合适的方法，并结合实际应用进行综合分析和计算，以得出准确的电容值。
电容的主要参数
电容的主要参数包括以下几个：
电容值（容量）：电容的电容值表示其存储电荷的能力，用单位法拉（Farad，简写为F）来表示。
电容值越大，电容器可以存储的电荷量越多。
工作电压（额定电压）：电容器可以安全工作的最大电压称为工作电压，以伏特（Volt，简写为V）为单位表示。
超过工作电压，电容器可能会损坏或产生故障。
精度（容差）：电容器的实际容量与标称容量之间的差异称为容差。
容差以百分比（%）表示，表示实际容量可以偏离标称容量的程度。
例如，一个10μF电容器，容差为±10%，则实际容量可能在9μF至11μF之间。
介电材料：电容器中的两个电极之间通常填充一种绝缘材料，称为介质或介电材料。
不同的介质具有不同的介电常数，影响着电容器的电容值和其他特性。
ESR（等效串联电阻）：电容器的等效串联电阻是指电容器对交流信号的阻抗，用欧姆（Ohm，简写为Ω）表示。
较低的ESR值表示电容器对交流信号的响应更好。
ESL（等效串联电感）：电容器的等效串联电感是指电容器对高频信号的感应电感，同样以欧姆（Ω）为单位。
较低的ESL值表示电容器在高频应用中的性能更好。
这些参数将根据具体的电容器类型和应用而有所差异。
常见的电容器类型包括电解电容器、陶瓷电容器、塑料电容器、铝电解电容器等。
电容器的电容
充电：
电 电容 源器 能两量板→分电别场接能在电 放池 异电两 种：端 电，荷两的板过带程上 。等量 电充源了能电量的→电电容场器能的两板用导 线相连，使两板上正、负电 荷中和的过程。
电场能→其他形式能
说明：
1.在充、放电过程 中有电流产生；
2.电容器所带电荷 量：每个极板所带 电荷量的绝对值。
1．充电过程 电路如图所示。 特点：
U
E=
=
4kQ
d S
d增大，则U也增大。
当d增大时，E保持不变。
五、平行板电容器充电后的两类典型情况：
1、两类情况
⑴ 、电容器始终连接在电源上，两极 间的电压U保持不变。
⑵ 、电容器充电后，切断与电源的连 接，电容器的带电荷量Q保持不变。
2、分析思路
（1）
U 不 变 时
开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流传入计算机,图
像上显示出放电电流随时间变化的I-t曲线。以下说法正确的是
（已知电流I=
） ( BCD )
A.电解电容器用氧化膜做电介质,由于氧化膜很薄,所以 电容较小 B.随着放电过程的进行,该电容器两极板间电压逐渐减小 C.由传感器所记录的该放电电流图像可以估算出该过程 中电容器的放电电荷量 D.通过本实验可以估算出该电容器的电容值
3、单位：法拉（简称法），符号: F 1μF = 10-6F，1 pF =10-12F。
4. 物理意义：表征电容器容纳（储存）电 荷本领的物理量。
实验探究
四、平行板电容器的电容
保持两极板的Ｑ不变
公式： C Q U
1、电容与两板正对面积S的关系：
静电计 S U C
S U C
CS
2、电容与板间距离d的关系： CQ U
《电容器的电容》PPT课件(第2课时)
3.04×10
6
－3
F≈5.07×10－4 F＝507 μF。
答案 3.04×10－3 507
18
目录
CONTENTS
19
电容器的电容
一、电容器
目录
CONTENTS
20
一、电容器
定义：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体组成一个电容器。
目录
电容器的极板
CONTENTS
电介质
电容器的极板
21
二、常用电容器
=
ℎ
五、电容
1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容
器的电容。
目录
CONTENTS
=
容纳电荷的本领
与水桶截面积类比
33
＋Q
＋＋＋＋＋＋＋＋
－Q
－－－－－－－－
五、电容
2.电容的单位：
法拉，简称法，符号F。 1F=1C/V
当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电
U
Q
器容纳电荷本领的大小即电容器的电容 C＝U。
11
[探究归纳]
电容器的工作基础
(1)充电：使电容器的极板上带上电荷的过程称为充电，充电后两极板带等量异
种电荷，充电过程，带电荷量 Q逐渐增大，板间电压U增大，板间电场强度E增
大。
(2)放电：使充电后的电容器不带电荷的过程叫作放电，放电过程，带电荷量Q
2. 可变电容器：通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容。
目录
三、电容器使用时应注意的问题 击穿电压、额定电压、电解电容器的极性
CONTENTS
四、电容器充放电
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教学目标：
（1） 知道电容器的概念，认识常见的电容器，通过实验感知电容器的充放电现象。
（2） 理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，学会应用定义式进行简
单的计算。
（3） 通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，
知道改变平行板电容器的电容大小的方法。
教材分析：
电容器是一种重要的电学元件，有着广泛的应用。学生已经学习了研究电容器需要
涉及的电势差、电场强度、电荷量等物理量，所以，本节教学的核心是应用静电场的有关知
识研究电容器。如何培养学生应用所学知识解决新问题的能力，在这里应该有所体现。
重点难点：
电容的概念是本节的重点，也是难点。电容又是一个用比值定义的物理量，引出这
一比值的关键，是要让学生知道电容器所带的电荷量与两极板间的电势差成正比，其比值反
应电容器本身的性质。
影响平行板电容器电容大小的因素是本节教学内容的有一难点，做好教科书中的演示
实验室突破该难点的好办法。
板书设计：
第八节 电容器的电容
一、 电容器
（1） 结构：由两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——构成最简单的
平行板电容器
（2） 作用：储存电能或者说储存电荷量
二、 电容器的充放电过程
三、电容
（1） 定义式：（电容器本身的性质）
（2） 意义：
（3） 单位：
四、 平行板电容器
决定式
五、可变电容器
教学过程：
（1）新课引入：课件展示生活中电容器广泛应用的图片, 导入课题。
（2）新课教学
（一）电容器: 储存电荷的装置
顾名思义, 水容器是一种储水装置, 电容器则是一种用来储存电荷的装置。
它由两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——构成最简单的电容器——平行
板电容器。两金属板称为电容器的两极板, 中间绝缘物质称为电介质。
问题: 是否电容都得长的如此规则?
展示电容器实物,为了节省空间，我们并不是把他们做成规则的平行板电容器，而是将
两个互相靠近而又绝缘的导体卷成我们需要的形状。
问题: 相邻两个同学能否构成电容器?
总结：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器,。
问题：电容器都是用来储存电荷的,那电容器到底具体是如何工作的?
（二）电容器的充放电过程
（1）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。在电路中
会有一个短暂的充电电流。下面我给大家演示一下，同学们注意观察是否有电流通过，
电流的方向。
黑板画图分析，断开开关，电荷就储存起来。
能量变化情况：充电过程是电源电能转化为电容器电场能的过程。
（2）放电：如果将两个带等量异种电荷的两个极板对接，正负电荷中和，极板上的电
荷消失，此时，电路中会有短暂的放电电流。同样演示，同样注意观察是否有电流通
过，电流方向又是如何。
能量变化情况：放电过程是电容器电场能转化为其他形式能量的过程。
（3）需要注意：
A、电容器所带的电荷量为一个极板所带电荷量的绝对值, 用Q 表示。
B、保持与外电路断开时, 电容器所带的电荷量不变。
C、电容器的整个生命过程就是一个不停充放电工作的过程, 要知道什么是电容器就得
首先明确电容器的充放电过程。
D、电路图符号
（三）电容
既然电容器是储存电荷的装置, 不同的电容器容纳电荷的能力相同还是不同？如果不
同我们怎样区分？所以为了描述电容器容纳电荷的本领, 定义了电容这个物理量。
类比水容器来理解电容：Ｓ＝Ｖ／ｈ————Ｃ＝Ｑ／Ｕ
（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。
（２） 定义式C=Q/U Q 指每一个极板带电量绝对值, U 表示电容器两板的电势差
（ 电压.）
（３） 理解：电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1V 时, 所需要的电荷量。
电容器的电容与Q、U 无关, 由电容器本身的结构决定。
（４） 意义: 电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。
（５） 单位:国际单位制: 法拉.. .. .. 法(F)。。。。常用单位: 微法( ..F ) ; 皮法( pF )
1F = 106 .., F = 101 2pF
（四）平行板电容器的电容
我们刚刚知道电容是由电容器本身的结构决定。那到底是由自身哪些因素决定
的呢?可能与那些因素有关？
展示实验：帮学生记录实验现象（控制变量法）
明确：（1）电容器充完电断开电后, 电容器所带的电荷量和电压, 哪个不变?
（2）静电计的偏转角度代表什么？
记录表格：
科学家经过无数实验, 加理论推导后得出了平行板电容器电容的具体决定式
为:
课堂练习：同学们课下把可变电容器看看，了解一下怎么变化就可以了。