高一物理05电容器-讲义（教师版）.pdf

05电容器

知识结构

学习目标

1.掌握电容器基本原理以及场强等计算

2.熟练分析电容器动态分析问题

一、【必备知识】电容基本原理

1.知识讲解

1.电容器

两个彼此绝缘且又相距很近的导体，中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是电介质），就组

成了一个电容器。电容器可以容纳电荷。

充电结束后，电容器所在电路无电流，电容器两极板电压与充电电压相等；加在电容器上的电压不

能超过某一限度，否则电介质将被击穿。这个极限电压称为击穿电压。

2.电容

（1）物理意义：描述电容器容纳电荷的本领的物理量。

（2）定义：电容器（某一极板）所带的电荷量与电容器两极板间电压的比值。

（3）公式：。

（4）单位：法拉，符号是。常用单位有、，。

注意：电容由电容器本身的性质决定，与电容器所带电荷量、两板间电压无关。

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3.平行板电容器的电容（电介质相对介电常数；极板正对面积；静电力常量；两极板间

距）。

4.平行板电容器间的场强：对于平行板电容器的正对面积区域，常常认为是匀强电场。平行板电容器间

的场强：，其中——为电荷面密度。由此可见，平行板电容器

之间的的场强是由极板上的电荷面密度和介电常数共同决定的。

5．电容器动态分析

I两种基本情况：

（1）若电容器始终与电源连接，则两板间的电势差保持不变；

（2）若电容器充电后与电源断开，则两板所带电荷量保持不变。

II主要物理依据：

（1）平行板电容器的决定式

（2）电容定义式

（3）平行板电容器内部为匀强电场，所以场强

III具体分析方法：

根据电场的理论知识，场强E的大小是由电场线的疏密程度决定的。理论上可以证明，电场线的疏

密是由电场中该处的电荷密度决定的。故对于电容器的动态分析，我们可以考虑先从场强E的角度入手

分析，具体方法如下：

（1）若电容器始终与电源相连，则U不变，E唯一由d决定（）；

（2）若电容器充电后断开电源，则Q不变，E唯一由正对面积S决定。

①增大或减小d，E不变；

②减小正对面积S，E变大

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注意：以上分析都是在电介质不变的情况下得出的。

静电计：静电计主要有相互绝缘的两部分构造而成。除金属外壳外,中间的金属杆下端有一个可转动的

指针,指针转动的角度可由固定在外壳上的表盘读出。如图所示：

静电计工作原理：

当将静电计的金属球,金属外壳分别与被测电容的两极相连时,静电计就从被测电容上获得电荷达到

与被测电容的电压相同；

静电计相当于一个电容很小的电容器,但因静电计的电容很小,此过程中引起被测电容上的电荷量的

变化可忽略；

静电计所带的电荷量正比于被测电压：被测电压越高，静电计所带电荷量越多，静电计指针

与金属杆间的静电斥力就越大，指针偏角就越大。利用指针偏角与被测电压间的关系可测静电电压。

2.随堂巩固

1.下列关于电容器的说法中，正确的是（）

A.电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B.电容器不带电时，其电容为零

C.带电荷量相等的两个电容器，电容相等D.电容器的电容与电容器是否带电无关

【答案】D

【解析】略．

【标注】【知识点】电容的概念

2.有一充电的平行板电容器，两极板间电压为，现设法使它的电荷量减少，于是电容器

两极板间的电压降到原来的，此电容器的电容是，电容器原来所带的电荷量是

．

【答案】;

【解析】

减少带电量后，电压变为