高中物理电容器与电容 2人教版选修3-1.docVIP

电容器与 课前预备 一、小小信息窗 静电电压和能量 人在地毯上行走或从椅子上起立时，人体静电电压可高达1万多伏；脱下衣服的静电电压可高达数万伏；液体静电和粉体静电均可高达数万伏；而橡胶和塑料薄膜行业的静电可高达10多万伏．产生这样高压的静电，花费的能量却极为有限．微小的能量为什么能产生这样高的电压呢？原来，两导体之间的电容、电压与其上电量之间保持U=Q／C的关系．以平板电容器为例，电容大小为C=εS／d．如果介电常数ε、极板面积S保持不变，则电容C与极间距离d成反比．两物体紧密接触时，其间距离为25×10-8厘米，其接触电位差很小；当两物体迅速离开至0.1厘米时，由于距离增大为原来的40万倍，电容则减小为原来的40万分之一．如果分离前后物体上的电量保持不变，电压将升高为原来的40万倍．即使接触电位差只有0.01伏，分离至0.1厘米时的电压也可达4千伏．因此，数万伏静电电压是不足为奇的． 正因为静电电压在很大程度上取决于电容，以致同一带电体的电压随着位置的变化而变化．例如，传动皮带的静电产生于它与皮带轮的接触-分离处，但在刚离开皮带轮时，电压并不高；而运转到两皮带轮中间时，由于距离拉大，电容大大减小，电压则大大升高．静电安全装置设计和安装、静电测量等工作中，都不可忘却电容对静电的影响． 1.电容器 两个彼此绝缘，而又互相靠近的导体，就组成一个电容器. 作用：电容器有容纳电荷的本领。电容器有二个极。电容器带的电量：一个极板的电量。 平行板电容器:二个平行正对的金属板组成的电容器. 2.电容：表示电容器容纳电荷的本领。电容器带电量越多，其电压就越大，电容器的带电量和电压的比值是一常数,（C= ΔQ/ΔU）,Ｑ为电容器任一板上所带电量的绝对值，Ｕ为电容器两板间的电势差. 单位：法拉（F）　1F = 1C/v ，平行板电容器C= 注意：C=Q/U是电容的定义式，电容C等于Q与U的比值，不能理解为电容C与Q成正比，与U成反比。一个电容器电容的大小是由电容器本身的因素决定的，与电容器是否带电及带电多少无关。 3.两类典型问题的讨论 (1)平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的d、S、ε变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化? 这类问题由于电容器始终连接在电池上，因此两板间的电压保持不变，可根据下列几式讨论C、Q、E的变化情况. ，, (2)平行板电容器充电后，切断与电池的连接，电容器的d、S、ε变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化? 这类问题由于电容器充电后，切断与电池的连接，使电容器的带电量保持不变，可根据下列几式讨论C、U、E的变化情况. ， 课堂同步 1.根据电容器的电容的定义式C=Q/U，可知 （ ） A.电容器带电的电量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比 B.电容器不带电时，其电容为零 C.电容器两极之间的电压U越高，它的电容C就越小，C与U成反比 D.电容器的电容大小与电容器的带电情况无关 2. 下列关于平行板电容器的电容，说法正确的是 （ ） A.跟两极板的正对面积S有关,S越大,C越大 B.跟两极板的间距d有关,d越大，C越大 C.跟两极板上所加电压U有关,U越大,C越大 D.跟两极板上所带电量Q有关,Q越大,C越大 3.如图1-52所示，描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的有 （ ） 4.平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电结束后，电容器的电压为U，电量为Q，电容为C，极板间的场强为E.现将两极板间距离减小，则引起的变化是 （ ） A.Q变大 B.C变大 C.E变小 D.U变小 5.平行板电容器充电后断开电源，然后将两极板间的距离逐渐增大，则在此过程中 （ ） A.电容逐渐增大 B.极板间场强逐渐增大 C.极板间电压保持不变 D.极板上电量保持不变 6.如图1-53所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法是( ） Ａ.使两极板靠近 Ｂ.减小正对面积 Ｃ.插入电介质 Ｄ.用手碰一下负极板 7．关于电解电容器，下列说法中正确的是 （ ） A．电解电容器只能接在直流电路中 B．电解电容器使用时正负极不能接反 C．电解电容器也能接在交流电路中 D．由于电解电容器两板间距离较大，所以其电容一般较大 8．一个平行板电容器，使它每板电量从Q1=3.0×10-6C增加到Q2=3.6×10-6C时，两板间的电势差从U1