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第一章第四节

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第四节　电容器

第一章　电场　电流

学习目标

1.了解电容器的结构和功能，常见的电容器有哪些．(重点)

2．了解不同的电容器电容量不同，知道哪些因素影响电容的大小．(难点)

3．知道电容的单位．

一、电容器

1．最早出现的电容器是莱顿瓶，电容器是_______电荷的装置．

2．平行板电容器：在两个正对的平行金属板中间夹一层_____物质，就组成一个最简单的电容器．两个金属板是电容器的两个________，中间所夹的物质叫做_________实际上，任何两个____________又_________的导体，都可以看成是一个电容器．

储存

绝缘

极板

电介质．

彼此绝缘

互相靠近

3．充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与电池组的负极相连，就能使两个极板分别带上_____的异种电荷，这个过程叫做电容器的充电．充电使电容器储存了______

4．放电：使充电后的电容器______电荷的过程．

等量

电荷．

失去

想一想

1．电容器是储存电荷的装置，在充放电过程中，电容器储存的电荷如何变化？

提示：充电过程中，电容器储存的电荷量增加，放电过程中储存的电荷量减少．

二、电容器的电容

1．影响因素：电容器极板的正对面积越______，极板间的距离越_____，电容器的电容就越大，极板间_________的性质也会影响电容器的电容量．

2．单位：____ (F)，还有微法(μF)和皮法(pF)．它们的关系是：

1 F＝______ μF＝_________pF.

大

近

电介质

法

106

1012

想一想

2．当电容器储存的电荷量为零时，电容器的电容是否为零？

提示：不是．电容器的电容的影响因素是电容器的正对面积、极板间距离和电介质，与电荷量的多少无关．　

要点一　电容器的充放电过程

1．充电过程

(如图所示)：将电容器接入电路或接在电源两端使电容器带电的过程．

当电容器充电结束后，电容器两极板间电压与充电电压相等．

2．放电过程

(如图所示)：用导体或电阻接在带电的电容器两端，使电容器上的电荷中和的过程．

特别提醒：(1)无论是充电过程还是放电过程都是很短暂的．

(2)当充放电结束时，充、放电的电流消失，此时连接电容器的电路处于短路状态．

如图所示的电路中，当开关S先后接1、2时，分析灵敏电流计G的指针是否发生偏转．若不偏转，为什么？若偏转，分别说明流过电流计G的电流方向．

【思路点拨】　解答本题的关键是先判断接通开关后是充电还是放电，然后根据充、放电判断电流方向．

【解析】　当开关S接1时，电容器两极板分别接在电池两端，电池给电容器充电，使电容器上极板带上正电，下极板带上负电，电路中有从a流向b的电流，电流计G指针发生偏转．当开关S接2时，充了电的电容器的两极板被导线相连，使两极板上正、负电荷发生中和，电路中有从b流向a的电流，电流计G的指针发生偏转．但两次电流计指针偏转的方向不同．

【答案】　见解析

要点二　对电容概念的理解

1．电容是表示电容器容纳(储存)电荷本领大小的物理量，在电压相同的情况下，电容器极板上储存的电荷量越多，表示电容器的电容越大．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值．

2．决定电容器电容大小的物理量

电容器极板的正对面积越大、极板间距离越小，电容器的电容就越大．极板间电介质的性质也会影响电容器的电容．

特别提醒：(1)电容器的电容取决于电容器本身的性质，与电容器所带的电荷量Q及两极板间电压U无关．

(2) 加在电容器上的电压不能超过某一限度，超过这个限度电介质将被击穿，两极板间不再绝缘，电容器损坏．

(2013·杭州会考模拟)下列关于电容的说法中正确的是(　　)

A．一只电容器带电荷量越大，电容越大

B．如果一个电容器没有电压，就没有电荷量，也就没有其电容

C．在其他条件不变的基础上，正对面积越大，电容越小

D．对于可变电容器而言，在其他条件不变的基础上，正对面积越大，电容越大

【思路点拨】　根据影响平行板电容器电容的因素判断．

【解析】　电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小是由电容器自身决定，取决于两导体的形状、相对位置及两导体间的电介质这三个因素．所以A、B错误；对于可变电容器，动片旋入越多，正对面积越大，电容也就越大．故C错误，选D正确．

【答案】　D

跟踪训练

关于电容器的电容下列说法正确的是(　　)

A．电容器的电容越大，则电容器所带电荷量就越多

B．电容器两极板间电压越大，电容越大

C．电容器电容与电荷量成正比，与电压成反比

D．不能得出以上结论

解析：选D.本题极易错选A、B、C，主要原因是没有认识到电容器电容是由电容器本身决定的，与所带电量、两极板间的电压无关．所以不能说C与Q成正比，或说C与U成反比，选项A、B、C错误，D正确．

电容器的应用

【范例】　

据预测，21世纪智能机器人将进入家庭．各种各样的传感器是智能机器人的核心部分，传感器是一种将感受到的物理量(如光、热、力、声等)转化为便于测量的物理量(一般是电学量)的转化装置．如图是一种测量压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生压力，发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计、直流电源串联，接成闭合电路，那么(　　)

①当F向上压膜片电极时，电容减小

②当F向上压膜片电极时，电容增大

③若电流计有示数，则压力F发生变化

④若电流计有示数，则压力F不发生变化

A．①③　　　　　　　　　 B．②③

C．①④ D．②④

【审题指导】　解答本题的关键是判断影响电容的各因素如何变化，从而确定电容的变化．

【解析】　影响电容器的因素有：正对面积、极板间的距离、极板间电介质的性质．正对面积越大、极板间距离越小，电容器的电容就越大．本题中是通过改变极板间的距离来改变电容的．当F向上压膜片电极时，膜片距离变小，则电容变大；①错误，②正确；

本题中电容器始终与电源相接，电容器的电压不变．而当电容器上电压不变时，与之相连的电流计有示数，说明电容器正在充放电，则电容器的电荷量发生变化，说明电容器的电容发生变化，而电容发生变化是由于压力F发生变化引起极板间的距离变化．③正确，④错误．

【答案】　B

【名师归纳】　解答电容传感器类问题关键是找出相当于电容器的两个极板，即形成电容器的部分.找出条件变化引起电容器的哪个因素改变，才不至于判断错误.

本部分内容讲解结束

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