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第二章 电势能与电势差 第四节：电容器 电容
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1．电容器 由两个彼此 又相隔 的导体组成。 2．平行板电容器 (1)结构：由两块 的平行金属板组成。 (2)带电特点：两板带 电荷，分布在两板相对的内侧。某一极板所带电荷量的 规定为电容器的带电荷量。 绝缘 很近 彼此绝缘 等量异种 绝对值 3．电容器的充放电过程 (1)充电：电容器的充电是指使电容器带电的过程，充电电流流向 ，充电后两极板带等量异种电荷。 (2)放电：电容器的放电是指使充电后的电容器失去电荷的过程，放电电流流向 。 正极板 负极板
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4．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 ，即C＝ 。 (2)单位：在国际单位制中是 ，符号是F, 1 F＝ ，还有微法(μF)、皮法(pF)等，1 F＝ μF＝ pF。 比值 法拉 1 C/V 106 1012
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[重点诠释] 1．电容器充电、放电过程的特点 (1)充电过程特点(如图2－4－1所示)： ①充电电流方向为从电源正极流向电容器。 ②电容器所带电荷量增加。 ③电容器两极板间电压升高。 ④电容器中电场强度增加。 ⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。 图2－4－1 [特别提醒] 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)放电过程特点(如图2－4－2所示)：
![[重点诠释] 1．电容器充电、放电过程的特点. (1)充电过程特点(如图2－4－1所示)： ①充电电流方向为从电源正极流向电容器。 ②电容器所带电荷量增加。 ③电容器两极板间电压升高。 ④电容器中电场强度增加。](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/5/%5B%E9%87%8D%E7%82%B9%E8%AF%A0%E9%87%8A%5D+1%EF%BC%8E%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%85%E7%94%B5%E3%80%81%E6%94%BE%E7%94%B5%E8%BF%87%E7%A8%8B%E7%9A%84%E7%89%B9%E7%82%B9.+%281%29%E5%85%85%E7%94%B5%E8%BF%87%E7%A8%8B%E7%89%B9%E7%82%B9%28%E5%A6%82%E5%9B%BE2%EF%BC%8D4%EF%BC%8D1%E6%89%80%E7%A4%BA%29%EF%BC%9A+%E2%91%A0%E5%85%85%E7%94%B5%E7%94%B5%E6%B5%81%E6%96%B9%E5%90%91%E4%B8%BA%E4%BB%8E%E7%94%B5%E6%BA%90%E6%AD%A3%E6%9E%81%E6%B5%81%E5%90%91%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E3%80%82+%E2%91%A1%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E6%89%80%E5%B8%A6%E7%94%B5%E8%8D%B7%E9%87%8F%E5%A2%9E%E5%8A%A0%E3%80%82+%E2%91%A2%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%A4%E6%9E%81%E6%9D%BF%E9%97%B4%E7%94%B5%E5%8E%8B%E5%8D%87%E9%AB%98%E3%80%82+%E2%91%A3%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%AD%E7%94%B5%E5%9C%BA%E5%BC%BA%E5%BA%A6%E5%A2%9E%E5%8A%A0%E3%80%82.jpg "⑤充电后，电容器从电源中获取的能量称为电场能。 图2－4－1. [特别提醒] 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)放电过程特点(如图2－4－2所示)：")
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①放电电流方向是从正极板流出。 ②电容器上电荷量减少。 ③电容器两极板间电压降低。 ④电容器中电场强度减弱。 ⑤电容器的电场能转化成其他形式的能。 [特别提醒] 放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。 图2－4－2
![①放电电流方向是从正极板流出。 ②电容器上电荷量减少。 ③电容器两极板间电压降低。 ④电容器中电场强度减弱。 ⑤电容器的电场能转化成其他形式的能。 [特别提醒] 放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和的过程，当放电结束时，电路中无电流。](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/6/%E2%91%A0%E6%94%BE%E7%94%B5%E7%94%B5%E6%B5%81%E6%96%B9%E5%90%91%E6%98%AF%E4%BB%8E%E6%AD%A3%E6%9E%81%E6%9D%BF%E6%B5%81%E5%87%BA%E3%80%82+%E2%91%A1%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%8A%E7%94%B5%E8%8D%B7%E9%87%8F%E5%87%8F%E5%B0%91%E3%80%82+%E2%91%A2%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%A4%E6%9E%81%E6%9D%BF%E9%97%B4%E7%94%B5%E5%8E%8B%E9%99%8D%E4%BD%8E%E3%80%82+%E2%91%A3%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%AD%E7%94%B5%E5%9C%BA%E5%BC%BA%E5%BA%A6%E5%87%8F%E5%BC%B1%E3%80%82+%E2%91%A4%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%9C%BA%E8%83%BD%E8%BD%AC%E5%8C%96%E6%88%90%E5%85%B6%E4%BB%96%E5%BD%A2%E5%BC%8F%E7%9A%84%E8%83%BD%E3%80%82+%5B%E7%89%B9%E5%88%AB%E6%8F%90%E9%86%92%5D+%E6%94%BE%E7%94%B5%E7%9A%84%E8%BF%87%E7%A8%8B%E5%AE%9E%E9%99%85%E4%B8%8A%E5%B0%B1%E6%98%AF%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E6%9E%81%E6%9D%BF%E6%AD%A3%E3%80%81%E8%B4%9F%E7%94%B5%E8%8D%B7%E4%B8%AD%E5%92%8C%E7%9A%84%E8%BF%87%E7%A8%8B%EF%BC%8C%E5%BD%93%E6%94%BE%E7%94%B5%E7%BB%93%E6%9D%9F%E6%97%B6%EF%BC%8C%E7%94%B5%E8%B7%AF%E4%B8%AD%E6%97%A0%E7%94%B5%E6%B5%81%E3%80%82.jpg "图2－4－2.")
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图2－4－3
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1．下列关于电容器充电和放电的说法中正确的是 ( )
A．电容器充电和放电时电流都由大变小 B．当电容器的电量最大时，电路中电流最大 C．当电容器两极板间的电压等于零时，电路中的电流最大 D．当电路中的电流最大的时候，电容器储存的电能最大
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解析：充电过程，电路中电流为零时，说明自由移动的电荷“全部”聚焦到了电容器上，电容器的两极板所带的电量最大，两极板间的电压最大，场强最大；电路中电流最大时，说明聚集到电容器的自由移动的电荷数为零，则电容器的两极板所带的电量为零，两极板间的电压为零，场强为零。放电过程，开始时两板间，含电荷量最大，电压最高，场强最大，电流也最大，最后两极板间电量为零时，电压为零电流也为零。所以电容器充电和放电时电流都由大变小，选项A正确，选项B、C错误；充电过程当电容器上电量最大时，电容器上储存的电能最大，电路中的电流为零，选项D错误。 答案：A
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1．分类 (1)按电介质分：空气电容器、 电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、 电容器等。 (2)按电容是否可变分： 电容器、 电容器等。 云母 电解 可变 固定 2．应用 (1)用于照相机的电子闪光灯：先由 储存能量，释放能量时发生放电，从而导致电子闪光灯管内的气体发出耀眼的白光。 (2)利用电容器测量水位：水位变化引起 变化，从而可测出水位变化。 (3)用于高能物理实验或工程中。 (4)驻极体话筒。 电容器 电容
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[重点诠释] 1．平行板电容器的特点 物理量 要点 电容 平行板电容器的电容，由平行板的正对面积S、间距d及介质决定 电压 电容器上的电压就是外接电源的电压 电量 电容器充电后所带电量Q＝CU，如果充电后跟电源断开，Q就留在电容器极板上 场强 平行板间的电场看成一个匀强电场，场强E＝U/d
![[重点诠释] 1．平行板电容器的特点. 物理量. 要点. 电容. 平行板电容器的电容，由平行板的正对面积S、间距d及介质决定. 电压. 电容器上的电压就是外接电源的电压. 电量. 电容器充电后所带电量Q＝CU，如果充电后跟电源断开，Q就留在电容器极板上.](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/12/%5B%E9%87%8D%E7%82%B9%E8%AF%A0%E9%87%8A%5D+1%EF%BC%8E%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E6%9D%BF%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E7%9A%84%E7%89%B9%E7%82%B9.+%E7%89%A9%E7%90%86%E9%87%8F.+%E8%A6%81%E7%82%B9.+%E7%94%B5%E5%AE%B9.+%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E6%9D%BF%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%AE%B9%EF%BC%8C%E7%94%B1%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E6%9D%BF%E7%9A%84%E6%AD%A3%E5%AF%B9%E9%9D%A2%E7%A7%AFS%E3%80%81%E9%97%B4%E8%B7%9Dd%E5%8F%8A%E4%BB%8B%E8%B4%A8%E5%86%B3%E5%AE%9A.+%E7%94%B5%E5%8E%8B.+%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%8A%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%8E%8B%E5%B0%B1%E6%98%AF%E5%A4%96%E6%8E%A5%E7%94%B5%E6%BA%90%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%8E%8B.+%E7%94%B5%E9%87%8F.+%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%85%E7%94%B5%E5%90%8E%E6%89%80%E5%B8%A6%E7%94%B5%E9%87%8FQ%EF%BC%9DCU%EF%BC%8C%E5%A6%82%E6%9E%9C%E5%85%85%E7%94%B5%E5%90%8E%E8%B7%9F%E7%94%B5%E6%BA%90%E6%96%AD%E5%BC%80%EF%BC%8CQ%E5%B0%B1%E7%95%99%E5%9C%A8%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E6%9E%81%E6%9D%BF%E4%B8%8A..jpg "场强. 平行板间的电场看成一个匀强电场，场强E＝U/d.")
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2．对于水平放置的平行板电容器，下列说法错误的是( )
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．在下极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．在下极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
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答案：A
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[例1] (2012·惠州高二检测)一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝30×10－6 C增加到Q2＝36×10－6 C时，两板间的电势差从U1＝10 V增加到U2，求：
(1)这个电容器的电容多大？ (2)U2为多少？ (3)如要使两极板电势差从10 V降为U2′＝6 V，则每板需减少多少电荷量？ [思路点拨] 根据电容的定义式求解即可。
![[例1] (2012·惠州高二检测)一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝30×10－6 C增加到Q2＝36×10－6 C时，两板间的电势差从U1＝10 V增加到U2，求：](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/18/%5B%E4%BE%8B1%5D+%282012%C2%B7%E6%83%A0%E5%B7%9E%E9%AB%98%E4%BA%8C%E6%A3%80%E6%B5%8B%29%E4%B8%80%E4%B8%AA%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E6%9D%BF%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%EF%BC%8C%E4%BD%BF%E5%AE%83%E6%AF%8F%E6%9D%BF%E7%94%B5%E8%8D%B7%E9%87%8F%E4%BB%8EQ1%EF%BC%9D30%C3%9710%EF%BC%8D6+C%E5%A2%9E%E5%8A%A0%E5%88%B0Q2%EF%BC%9D36%C3%9710%EF%BC%8D6+C%E6%97%B6%EF%BC%8C%E4%B8%A4%E6%9D%BF%E9%97%B4%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%8A%BF%E5%B7%AE%E4%BB%8EU1%EF%BC%9D10+V%E5%A2%9E%E5%8A%A0%E5%88%B0U2%EF%BC%8C%E6%B1%82%EF%BC%9A.jpg "(1)这个电容器的电容多大？ (2)U2为多少？ (3)如要使两极板电势差从10 V降为U2′＝6 V，则每板需减少多少电荷量？ [思路点拨] 根据电容的定义式求解即可。")
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[答案] (1)3 μF (2)12 V (3)1.2×10－5 C
![[答案] (1)3 μF (2)12 V (3)1.2×10－5 C](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/20/%5B%E7%AD%94%E6%A1%88%5D+%281%293+%CE%BCF+%282%2912+V+%283%291.2%C3%9710%EF%BC%8D5+C.jpg "[答案] (1)3 μF (2)12 V (3)1.2×10－5 C")
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电容器的电容既等于带电荷量Q与电势差的比，也可直接用变化量ΔQ和ΔU的比值计算。
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答案：150 μF 4.5×10－4 C
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[例2] 一平行板电容器充电后，把电源断开，在保持正对面积不变时，将两极板绝缘地拉开一些距离，这时 ( )
A．由于电容减小，两板间电场能减少 B．由于电荷量不变，两板间电场能不变 C．由于两板间电压变大，两板间电场强度增大 D．两板间电场能增大
![[例2] 一平行板电容器充电后，把电源断开，在保持正对面积不变时，将两极板绝缘地拉开一些距离，这时 ( )](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/24/%5B%E4%BE%8B2%5D+%E4%B8%80%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E6%9D%BF%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%85%E7%94%B5%E5%90%8E%EF%BC%8C%E6%8A%8A%E7%94%B5%E6%BA%90%E6%96%AD%E5%BC%80%EF%BC%8C%E5%9C%A8%E4%BF%9D%E6%8C%81%E6%AD%A3%E5%AF%B9%E9%9D%A2%E7%A7%AF%E4%B8%8D%E5%8F%98%E6%97%B6%EF%BC%8C%E5%B0%86%E4%B8%A4%E6%9E%81%E6%9D%BF%E7%BB%9D%E7%BC%98%E5%9C%B0%E6%8B%89%E5%BC%80%E4%B8%80%E4%BA%9B%E8%B7%9D%E7%A6%BB%EF%BC%8C%E8%BF%99%E6%97%B6+%28+%29.jpg "A．由于电容减小，两板间电场能减少. B．由于电荷量不变，两板间电场能不变. C．由于两板间电压变大，两板间电场强度增大. D．两板间电场能增大.")
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[答案] D
![[答案] D](http://slidesplayer.com/slide/16970632/97/images/25/%5B%E7%AD%94%E6%A1%88%5D+D.jpg "[答案] D")
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2．若电容器充电后开关始终闭合，下列有关说法中正确
的是 ( ) A．若两极板的正对面积减小，电容器所带的电荷量变大 B．若两极板的正对面积减小，两极板间的场强变大 C．若两极板间的距离减小，两极板间的场强变大 D．若两极板间插入电介质，两极板间的场强变大
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答案：C
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