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第一節(jié)　第1 課時　電容器與電容　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
(分值：100分)
溫馨提示：此系列題卡，非選擇題每空2分，分值不同題空另行標(biāo)注
選擇題1～9題，每小題9分，共81分。
對點(diǎn)題組練
題組一　識別電容器　電容器的充放電
1.下列關(guān)于電容器的敘述正確的是(　　)
任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)
電容器所帶的電量是指每個極板所帶電量的代數(shù)和
不是所有的絕緣物質(zhì)都能作為電介質(zhì)
電容器帶電時，兩個極板只有一個極板上有電荷
2.(多選)(2023·江蘇鹽城高二期中) 如圖所示，開關(guān)S由1改接2后，電容器(　　)
充電 放電
存儲電能減少 電量可能不變
題組二　電容器的電容
3.據(jù)報道，科學(xué)家發(fā)明了一種新型超級電容器，能讓手機(jī)幾分鐘內(nèi)充滿電。某同學(xué)假日登山途中，用該種電容器給手機(jī)電池充電，下列說法正確的是(　　)
該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器的電容變大
該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器存儲的電能變少
該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器所帶的電量可能不變
充電結(jié)束后，電容器不帶電，電容器的電容為零
4.(2023·北京豐臺區(qū)高二期中)a、b兩個電容器如圖甲所示，圖乙是它們的部分參數(shù)。由此可知，關(guān)于a、b兩個電容器，下列說法正確的是(　　)
a、b兩個電容器的電容之比為8∶1
a、b兩個電容器的電容之比為4∶5
b電容器正常工作時可容納的電量為0.1 C
a電容器正常工作時可容納的電量為1 C
5.如圖所示為某一電容器中所帶電量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40 V降低到36 V，對電容器來說正確的是(　　)
是充電過程
是放電過程
該電容器的電容為5×10－2 F
該電容器的電量變化量為0.2 C
6.(多選)某電容器的電容是30 μF，額定電壓為200 V，擊穿電壓為400 V，對于該電容器，下列說法中正確的是(　　)
為使該電容器兩極板間的電壓增加1 V，所需要增加的電量是3×10－5 C
當(dāng)電容器帶1 C的電量時，兩極板間的電壓為3×10－5 V
該電容器在額定電壓下能容納的電量為6×10－3 C
該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200 V
7.一個已充電的電容器，若使它的電量減少1.5×10－4 C，則其電壓減小為原來的，則(　　)
電容器原來的帶電量為9×10－4 C
電容器原來的帶電量為4.5×10－4 C
電容器原來的電壓為1 V
電容器的電容變?yōu)樵瓉淼?br/>題組三　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
8.(粵教版教材P38練習(xí)2改編)如圖是觀察電容器充、放電現(xiàn)象的電路。下列說法正確的是(　　)
將開關(guān)S從b改接到a時，觀察的是充電現(xiàn)象
將開關(guān)S從b改接到a后，電流計G的指針將一直偏轉(zhuǎn)
將開關(guān)S從a改接到b時，觀察的是充電現(xiàn)象
將開關(guān)S從a改接到b后，燈L的發(fā)光亮度不變
9.(多選)(2024·廣東珠海實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)王老師利用如圖電路研究電容器的充、放電問題，單刀雙擲開關(guān)S原來跟2相接，從t＝0開始，開關(guān)改接1，再將開關(guān)S撥向2位置，則流過電路中P點(diǎn)的電流大小隨時間變化的圖像及電容器兩極板間的電勢差UAB隨時間變化的圖像可能正確的是(　　)
A B C D
綜合提升練
10.(8分)如圖甲所示是觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。電源輸出電壓恒為8 V，S為單刀雙擲開關(guān)，G為靈敏電流計，C為電容器。
(1)當(dāng)開關(guān)S接________時(選填“1”或“2”)，對電容器充電。電容器放電，流經(jīng)G表的電流方向與充電時________(選填“相同”或“相反”)。
(2)將G表換成電流傳感器，使電容器充電直至充電電流逐漸減小到零，然后再放電，其放電電流隨時間變化圖像如圖乙所示，請計算0～0.4 s內(nèi)電容器放電的電量Q＝________ C。
(3)在電容器放電實(shí)驗(yàn)中，接不同的電阻放電，圖丙中放電電流的I－t圖像的a、b兩條曲線中，對應(yīng)電阻較大的一條是________(選填“a”或“b”)。
11.(11分)(2024·廣東汕頭期中)電容器是一種重要的電學(xué)元件，在電工、電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛。使用圖甲所示電路觀察電容器的充、放電過程。電路中的電流傳感器與計算機(jī)相連，可以顯示電路中電流隨時間的變化。圖甲中直流電源電壓E＝8 V，實(shí)驗(yàn)前電容器不帶電。先使S與“1”端相連給電容器充電，充電結(jié)束后，使S與“2”端相連，直至放電完畢。計算機(jī)記錄的電流隨時間變化的i－t曲線如圖乙所示。
(1)圖像陰影為i－t圖像與對應(yīng)時間軸所圍成的面積，它表示的物理意義是________(3分)。
(2)乙圖中陰影部分的面積S1________S2(4分)(選填“>”“<”或“＝”)。
(3)計算機(jī)測得S1＝1 203 mA·s，則該電容器的電容為________F(4分)(保留2位有效數(shù)字)。
第1課時　電容器與電容　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
1.A　[電容器是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的能力，A正確；電容器所帶電量指任一極板所帶電量的絕對值，B錯誤；任何絕緣的物質(zhì)都能作為電容器的電介質(zhì)，C錯誤；電容器帶電時，兩個極板帶等量異號電荷，D錯誤。]
2.BC　[開關(guān)S接1時，電源對電容器充電，開關(guān)S由1改接2后，電容器放電，存儲電能減少，極板電量減少，B、C正確，A、D錯誤。]
3.B　[電容是描述電容器容納電荷的本領(lǐng)大小的物理量，與電容器的電壓及電荷量無關(guān)，故A、D錯誤；當(dāng)該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器存儲的電量減小，電能變少，故B正確，C錯誤。]
4.C　[由題圖乙可知，a電容器的電容為C1＝1 000 μF，b電容器的電容為C2＝10 000 μF，所以a、b兩個電容器的電容之比為C1∶C2＝1 000∶10 000＝1∶10，故A、B錯誤；a電容器正常工作時最多能容納的電量為Q1＝C1U1＝1 000×10－6×80 C＝0.08 C，b電容器正常工作時最多能容納的電量為Q2＝C2U2＝10 000×10－6×10 C＝0.1 C，故C正確，D錯誤。]
5.B　[由Q＝CU知，U降低，則Q減小，故為放電過程，A錯誤，B正確；電容C＝＝ F＝5×10－3 F，C錯誤；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D錯誤。]
6.AC　[ΔQ＝C·ΔU＝30×10－6×1 C＝3×10－5 C，A正確；當(dāng)Q＝1 C時，U＝＝ V≈3.3×104 V，B錯誤；Q額＝CU額＝30×10－6×200 C＝6×10－3 C，C正確；擊穿電壓為400 V，表示電容器兩極板間能承受的最大電壓為400 V，D錯誤。]
7.B　[由題意知C＝＝，解得電容器原來的帶電量Q＝4.5×10－4 C，故B正確，A錯誤；因電容器的電容未知，所以無法求出電容器原來的電壓，C錯誤；電容器的電容由電容器本身決定，跟電壓和所帶電量的變化無關(guān)，所以電容器的電容不變，D錯誤。]
8.A　[將開關(guān)S從b改接到a時，電容器開始充電，充電電流從最大值逐漸減小到零，電流計G的指針從最大值逐漸回到零；將開關(guān)S從a改接到b時，電容器開始放電，放電電流從最大值逐漸減小到零，燈L的發(fā)光亮度逐漸變暗，故A正確。]
9.BD　[開關(guān)S接1時，電容器充電，充電完畢，電流為零，再將開關(guān)S撥向2位置，開始反向放電，且放電越來越緩慢，放電完畢后，電流為零，選項(xiàng)A錯誤，B正確；開關(guān)S接1時，電容器與電源直接相連，充電結(jié)束后，兩極板間電壓等于電源電壓，放電過程中，兩極板間的電壓逐漸減小，電壓變化越來越慢，極板的電性不變，選項(xiàng)C錯誤，D正確。]
10.(1)1　相反　(2)8×10－4　(3)b
解析　(1)當(dāng)開關(guān)S接1時，平行板電容器與電源相連，平行板電容器充電。電容器放電，流經(jīng)G表的電流方向與充電時相反。
(2)I－t圖像與橫軸圍成的面積表示電容器所帶電量，則0～0.4 s內(nèi)電容器放電的電量為Q＝10×0.2×10－3×0.4 C＝8×10－4 C。
(3)當(dāng)電阻越大時，電容器開始時的最大放電電流越小，放電所用的時間越長，則圖像對應(yīng)電阻較大的一條是b。
11.(1)電量　(2)＝　(3)0.15
解析　(1)i－t圖像與對應(yīng)時間軸所圍成的面積表示的物理意義是電量。
(2)S1表示電容器充電后所帶電量，S2表示電容器放出的電量，所以S1＝S2。
(3)該電容器的電容為C＝＝≈0.15 F。第2 課時　平行板電容器的電容
(分值：100分)
選擇題1～11題，每小題8分，共88分。
對點(diǎn)題組練
題組一　決定電容的因素
1.萊頓瓶是一種儲存靜電的裝置，為原始形式的電容器。萊頓瓶結(jié)構(gòu)很簡單，內(nèi)部裝食鹽水，瓶口插一金屬探針(忽略探針對鹽水液面的影響)做電極，有一只內(nèi)部裝有食鹽水的萊頓瓶，現(xiàn)要提高這只萊頓瓶儲存電荷的本領(lǐng)(　　)
往玻璃瓶中再加入一些食鹽水
從玻璃瓶中再取出一些食鹽水
把金屬探針向上拔出一些
把金屬探針向下插入一些
2.(2024·北師大附中高二期末)圖為研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)前電容器已經(jīng)充電，則下列描述符合事實(shí)的是(　　)
只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大
只將電容器a板左移，靜電計指針的張角變小
只將電容器a板向上平移，靜電計指針的張角變大
只人為增加極板帶的電量，靜電計指針的張角變大，表明電容減小
題組二　平行板電容器的動態(tài)分析
3.(多選)(2024·廣東深圳期末)生活中有很多種類的電子秤，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房電子秤及其電路簡圖。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。下列說法正確的是(　　)
稱重時膜片穩(wěn)定后，電流表G示數(shù)為零
上層膜片電極下移過程中電容器的電容減小
上層膜片電極下移過程中有b到a的電流
膜片穩(wěn)定后平行板上下極板均沒有電荷
4.如圖為某一機(jī)器人上的電容式位移傳感器工作時的簡化模型圖。當(dāng)被測物體在左右方向上發(fā)生位移時，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動，連接電容器的靜電計會顯示電容器兩端電壓的變化，進(jìn)而能測出電容的變化，最后就能探測到物體位移的變化。保持電容器帶電量不變，若靜電計上的指針偏角為θ，則被測物體(　　)
向右移動時，θ增加 向左移動時，θ增加
向右移動時，θ減少 向左移動時，θ不變
5.如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計，開關(guān)S閉合后，靜電計指針張開一定角度。下述做法可使靜電計指針張角增大的是(　　)
使A板向左平移以增大兩板間距離
在A、B兩板之間插入一塊陶瓷板
斷開S后，使B板向左平移以減小兩板間距離
斷開S后，使B板向上平移以減小兩板正對面積
6.(多選)(2024·廣東茂名期中)電子眼系統(tǒng)路面下埋設(shè)的感應(yīng)線可感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大，電壓越大，壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩個脈沖電流(如圖乙所示)。電子眼會拍照，即視為“闖紅燈”，則紅燈亮?xí)r(　　)
車輪停在感應(yīng)線上時，電阻R上有恒定電流
某車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電
某車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，通過電阻R上的電流大小不變
汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，仍會被電子眼拍照
7.(2024·福建廈門高二檢測)測定壓力變化的電容式傳感器如圖所示，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器。可動電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容。現(xiàn)將此電容式傳感器連接到如圖所示的電路中，則(　　)
當(dāng)待測壓力增大時，電容器的電容將增大
當(dāng)待測壓力增大時，電阻R中有從a流向b的電流
當(dāng)待測壓力增大時，電阻R中沒有電流
待電路穩(wěn)定后，電容器兩極板之間的電壓增大
8.(2024·廣東惠州期末)如圖所示，兩平行金屬板M、N水平正對放置并接到恒壓直流電源上，N板接地。P為兩板間的一點(diǎn)，電量為－q的小球恰好靜止在P點(diǎn)。下列判斷正確的是(　　)
僅將N板向上移動一小段距離，兩板所帶電量減小
僅將M板向上移動一小段距離，P點(diǎn)的電勢升高
僅將N板向下移動一小段距離，小球仍將保持靜止
僅將M板向右移動一小段距離，小球仍將保持靜止
綜合提升練
9.如圖所示為上海東方明珠電視塔利用避雷針“引雷”的情景。若將云層底面和建筑物頂部簡化為平行板電容器的兩個極板，已知兩板間距離為d，云層底面所帶的電量為Q，建筑物頂部與云層面積均為S。靜電力常量為k，空氣的相對介電常數(shù)為εr，由以上條件可知(　　)
云層的電勢比建筑物高
此電容器的電容約為
兩板間電勢差約為
兩板間電場強(qiáng)度大小約為
10.(2024·廣東肇慶期末)某同學(xué)設(shè)計了一個電容式風(fēng)力傳感器，如圖所示，將電容器與靜電計相連接，可動電極在風(fēng)力作用下向右移動，風(fēng)力越大，移動距離越大(兩電極始終不接觸)。若極板上電量保持不變，P點(diǎn)為極板間的一點(diǎn)，下列說法正確的是(　　)
風(fēng)力越大，電容器電容越小
風(fēng)力越大，極板間電場強(qiáng)度越大
風(fēng)力變大，P點(diǎn)的電勢仍保持不變
風(fēng)力越大，靜電計指針張角越小
11.(多選)(2024·廣東惠州一中期中)如圖所示，平行板電容器與電壓為E的直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電量很少，可忽略，開關(guān)閉合，穩(wěn)定時一帶電的油滴靜止于兩極板間的P點(diǎn)，下列說法正確的是(　　)
保持S閉合，將上極板右移一小段距離后，靜電計指針的張角變大
保持S閉合，將上極板下移一小段距離后，P點(diǎn)電勢升高
若斷開S，將上極板右移一小段距離后，帶電油滴向上運(yùn)動
若斷開S，將上極板下移一小段距離后，帶電油滴的電勢能不變
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.(12分)如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B水平放置且接在電壓為60 V的恒壓電源正、負(fù)極上，兩極板間距離為3 cm，電容器帶電量為6×10－8 C，A極板接地。求：
(1)(4分)平行板電容器的電容；
(2)(4分)平行板電容器兩極板之間的電場強(qiáng)度；
(3)(4分)距B板2 cm的M點(diǎn)處的電勢。
第2課時　平行板電容器的電容
1.A　[根據(jù)電容器電容的物理意義可知，要提升其儲存電荷的本領(lǐng)，即要增大電容器的電容C。往玻璃瓶中再加入一些食鹽水，相當(dāng)于增大了極板之間的正對面積，根據(jù)C＝可知，電容增大，萊頓瓶儲存電荷的本領(lǐng)獲得提高，故A正確；從玻璃瓶中取出一些食鹽水，相當(dāng)于減小了極板之間的正對面積，根據(jù)C＝可知，電容減小，萊頓瓶儲存電荷的本領(lǐng)被減弱，故B錯誤；把金屬探針向上拔出一些或向下插入一些的過程中，極板之間的正對面積S、極板間距d和介電常數(shù)?r均沒有發(fā)生變化，根據(jù)C＝可知，電容不變，則這只萊頓瓶儲存電荷的本領(lǐng)不變，故C、D錯誤。]
2.C　[根據(jù)C＝、C＝可得U＝，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，εr增大，則U變小，靜電計指針的張角變小，A錯誤；只將電容器a板左移，兩極板間的距離增大，即d增大，則U變大，靜電計指針的張角變大，B錯誤；只將電容器a板向上平移，正對面積變小，即S變小，則U變大，靜電計指針的張角變大，C正確；根據(jù)C＝可知，只人為增加極板帶的電量，則U變大，靜電計指針的張角變大，但電容器電容不變，D錯誤。]
3.AC　[稱重時膜片穩(wěn)定后，電容器不再充放電，電流表G示數(shù)為零，A正確；上層膜片電極下移，即兩個極板的距離減小，根據(jù)C＝知，電容器的電容增大，由于電容器一直和電源相連，電壓不變，根據(jù)C＝知，電容增大時，帶電量增大，所以有b到a的電流，C正確，B錯誤；膜片穩(wěn)定后，平行板與電源相連，有電壓，有電荷，D錯誤。]
4.A　[由C＝可知，當(dāng)被測物體帶動電介質(zhì)板向右移動時，導(dǎo)致兩極板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)減小，則電容減小，根據(jù)Q＝CU可知，電量不變，U增大，則θ變大，故A正確，C錯誤；由C＝可知，當(dāng)被測物體帶動電介質(zhì)板向左移動時，導(dǎo)致兩極板間電介質(zhì)的相對介電常數(shù)增大，則電容增大，根據(jù)Q＝CU可知，電量不變，U減小，則θ變小，故B、D錯誤。]
5.D　[開關(guān)S閉合，電容器兩端的電勢差不變，則靜電計指針的張角不變，故A、B不符合題意；斷開S，電容器所帶的電量不變，當(dāng)B板向左平移，兩板間距離減小，根據(jù)C＝可知，電容增大，根據(jù)U＝知，電勢差減小，則靜電計指針張角減小，故C不符合題意；斷開S，使B板向上平移，兩板正對面積減小，則電容減小，根據(jù)U＝知，電勢差增大，則靜電計指針張角增大，故D符合題意。]
6.BD　[車輪停在感應(yīng)線上后，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；由圖乙可知，當(dāng)車輪經(jīng)過感應(yīng)線時電流先增大后減小，然后反向增大再減小，說明電容器先充電后放電，故B正確，C錯誤；若汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍會拍照，故D正確。]
7.A　[當(dāng)壓力增大時，電容器兩極板間的距離減小，由電容的決定式C＝可知，電容器的電容增大，選項(xiàng)A正確；電容器直接與電源相連，因此電容器兩極板之間的電壓不變，選項(xiàng)D錯誤；當(dāng)待測壓力增大時，電容器的電容增大，由Q＝CU可知，電容器所帶的電量增加，電容器充電，因此電阻R中有從b流向a的電流，選項(xiàng)B、C錯誤。]
8.D　[僅將N板向上移動一小段距離，d減小，由C＝可知，C增大，由C＝可知，U不變，Q增大，A錯誤；僅將M板向上移動一小段距離，d增大，由E＝可知，U不變，E減小，UPN減小，N板電勢不變，P點(diǎn)的電勢降低，B錯誤；僅將N板向下移動一小段距離，d增大，由E＝可知，U不變，E減小，小球所受電場力減小，小球?qū)⑾蛳录铀龠\(yùn)動，C錯誤；僅將M板向右移動一小段距離，d不變，由E＝可知，U不變，E不變，小球所受電場力不變，小球仍將保持靜止，D正確。]
9.D　[云層帶負(fù)電，建筑物帶正電，故云層的電勢比建筑物低，A錯誤；根據(jù)電容器的決定式知電容器的電容約為C＝，B錯誤；根據(jù)Q＝CU可以估算出兩板間電勢差為U＝，C錯誤；根據(jù)U＝Ed可知云層底面與地面間的電場強(qiáng)度E＝，D正確。]
10.D　[根據(jù)題意可知，風(fēng)力越大，則d越小，由C＝可得，電容器電容越大，故A錯誤；由C＝，C＝，E＝，聯(lián)立可得E＝，根據(jù)題意可知，Q保持不變，風(fēng)力越大，則d越小，極板間電場強(qiáng)度不變，故B錯誤；由U＝Ed可知，由于E不變，可動極板與P點(diǎn)的距離減小，則可動極板與P點(diǎn)間電勢差減小，則P點(diǎn)電勢變化，故C錯誤；由C＝可知，由于Q保持不變，C越大，則U越小，靜電計指針張角越小，故D正確。]
11.BCD　[當(dāng)開關(guān)保持閉合時，兩極板間的電勢差保持不變，靜電計指針的張角不變，A錯誤；當(dāng)開關(guān)保持閉合時，兩極板間的電勢差保持不變，將上極板下移一小段距離后，根據(jù)E＝知，兩極板間場強(qiáng)增大，根據(jù)UP下極板＝EdP下極板＝φP－0知，P點(diǎn)與下極板間電勢差增大，P點(diǎn)電勢升高，B正確；當(dāng)開關(guān)斷開時，極板的電量保持不變，將上極板右移一小段距離后，根據(jù)C＝，電容減小，根據(jù)U＝，可知兩極板間的電勢差增大，根據(jù)E＝，兩極板間場強(qiáng)增大，帶電油滴受到的電場力增大，帶電油滴將向上運(yùn)動，C正確；當(dāng)開關(guān)斷開時，將上極板下移一小段距離，兩極板間的場強(qiáng)E＝＝＝＝不變，根據(jù)UP下極板＝EdP下極板＝φP－0知，P點(diǎn)與下極板間電勢差不變，P點(diǎn)電勢不變，則帶電油滴的電勢能不變，D正確。]
12.(1)1×10－9F　(2)2×103 V/m，方向豎直向下　(3)－20 V
解析　(1)平行板電容器的電容C＝＝ F＝1×10－9F。
(2)兩極板之間為勻強(qiáng)電場，則
E＝＝ V/m＝2×103 V/m，方向豎直向下。
(3)M點(diǎn)與A板間距離為dAM＝d－dBM＝1 cm＝0.01 m
A與M間電勢差UAM＝EdAM＝20 V
又UAM＝φA－φM，φA＝0，可得φM＝－20 V。第一節(jié)　電容器與電容
第1課時　電容器與電容　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.知道什么是電容器及電容器的主要構(gòu)造。 2.理解電容的概念及其定義式（重難點(diǎn)）。 3.知道電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路。
知識點(diǎn)一　識別電容器　電容器的充放電
1.識別電容器
（1）電容器的組成：兩個互相　　　　　　、彼此　　　　的導(dǎo)體，導(dǎo)體間可以填充　　　　。
（2）電容器的表示
在電路中，電容器用字母“　　　　”及電路符號“　　　　　　”表示。
（3）電容器的作用：儲存　　　　和電場能。
（4）常見電容器，如圖所示。
（5）電容器的應(yīng)用
日光燈啟輝器、電視機(jī)、照相機(jī)、電容式鍵盤、手機(jī)觸摸屏中都有電容器。
2.電容器的充放電
（1）充電、放電：使電容器的兩個極板帶上　　　　　　　的過程叫充電。使電容器兩極板上的電荷　　　　的過程叫放電。
（2）從能量的角度區(qū)分充電與放電：充電是從電源獲得的能量儲存在電容器中，放電是把電容器中的　　　　　轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。
（3）電容器的電量：其中　　　　極板所帶電量的絕對值。
【思考】
1.電容器充放電時，有電流通過了電容器嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.判斷正誤
（1）任何兩個相距很近又彼此絕緣的導(dǎo)體都可以看作電容器。（　　）
（2）電容器只能儲存同種電荷。（　　）
（3）任何絕緣的物質(zhì)都能作為電介質(zhì)。（　　）
（4）電容器帶電時，兩個極板只有一個板上有電荷。（　　）
例1 （2024·潮州市高二期中）在如圖所示的電路中，對平行板電容器進(jìn)行充、放電，下列說法正確的是（　　）
A.開關(guān)接1時，平行板電容器充電，且上極板帶正電
B.開關(guān)接1時，平行板電容器放電，且上極板帶負(fù)電
C.開關(guān)接2時，平行板電容器充電，且上極板帶正電
D.開關(guān)接2時，平行板電容器放電，且上極板帶負(fù)電
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
與電源正極相接的極板帶正電，與電源負(fù)極相接的極板帶負(fù)電，電容器帶電量增多，電容器充電，電容器帶電量減少，電容器放電，電容器兩極間是絕緣物質(zhì)，故含電容器的電路不適用歐姆定律。　　　　
知識點(diǎn)二　電容器的電容
（1）1752年，富蘭克林利用風(fēng)箏將“天電”引下來，收集到萊頓瓶中兩個正對的金屬板上。像萊頓瓶這種能把電荷儲存起來的電學(xué)元件稱為電容器，思考電容器為什么能儲存電荷？
（2）如圖所示，不同容器容納液體的本領(lǐng)不同。均注入單位長度的液體，體積大的代表容器容納液體的本領(lǐng)大。
同理，不同的電容器容納電荷的本領(lǐng)不同。電容器兩板間所加電壓越大，電容器容納的電荷越多。請思考如何比較電容器容納電荷的本領(lǐng)，如何用比值定義法定義這個物理量。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.電容
（1）定義：電容器所帶的　　　　與電容器兩極板間的　　　　之比。
（2）定義式：　　　　　。
（3）單位：電容的國際單位是　　　　，簡稱　　　　，符號是　　　　，常用的單位還有　　　　和　　　　，1 F＝　　　　μF＝　　　　 pF。
（4）物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。
（5）公式C＝表明，電容器的電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電壓為　　　時電容器所需的電量。
2.擊穿電壓和額定電壓
（1）擊穿電壓：電介質(zhì)不被擊穿時加在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，電容器就會損壞。
（2）額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的電壓是工作電壓（或稱額定電壓），也是電容器正常工作時所能承受的最大電壓。
（3）額定電壓比擊穿電壓　　　　。
【思考】
1.電容器的電容與所帶電量Q成正比，與電容器兩極板間電壓成反比嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.已帶電量為Q的電容器C兩端的電壓為多少？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 （多選）（2024·廣東東莞高二期末）全球首創(chuàng)超級電容儲存式現(xiàn)代電車在中國寧波基地下線，沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”，沒有尾氣排放，乘客上下車的時間內(nèi)，可對車進(jìn)行充電，充電30秒能行駛5公里以上，如圖為使用“3 V　12 000 F”石墨烯納米混合型超級電容器的電車，下列說法正確的是（　　）
A.該電容器充滿電時所帶電量為36 000 C
B.電容器充電的過程中，電量逐漸增加，電容也逐漸增加
C.電容器放電過程中，電量逐漸減少到0，電容不變
D.電容器放電過程中，電量逐漸減少到0，電壓不變
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練1 對于某一電容器，下列說法正確的是（　　）
A.電容器所帶的電量越多，電容越大
B.電容器兩極板間的電勢差越大，電容越大
C.電容器所帶的電量增加一倍，兩極板間的電勢差也增加一倍
D.電容器兩極板間的電勢差減小到原來的，它的電容也減小到原來的
例3 有一充電的平行板電容器，兩板間的電勢差為3 V，現(xiàn)使它的電量減少3×
10－4 C，于是電容器兩板間的電勢差降為原來的，則此電容器的電容是多大？電容器原來帶的電量是多少？若將電容器極板上的電量全部放掉，電容器的電容是多大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
如圖所示，在Q－U關(guān)系圖像中斜率代表電容器的電容，
電容C＝＝＝＝。　　　　
知識點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>（1）通過觀察，了解電容器在充電和放電的過程中，電路中電流的變化。
（2）判斷電容器在充電和放電的過程中，兩極板儲存電荷的變化。
（3）探究電容器所帶電量與兩極板間電壓的關(guān)系。
2.實(shí)驗(yàn)過程
如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)原理圖，其中R＝10 kΩ，電容器C標(biāo)有“50 μF”，耐壓為25 V，電源為1節(jié)干電池。實(shí)驗(yàn)時，將電流傳感器和電壓傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得到電容器充、放電過程中的U－t圖像和I－t圖像，如圖乙、丙所示。
甲
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
項(xiàng)目 充電過程 放電過程
電壓 電容器兩極板間電壓迅速　　　，隨后逐漸穩(wěn)定在某一數(shù)值。 電容器兩極板間電壓迅速　　　　，隨后逐漸減小為　　　　。
電流 充電電流由電源的正極流向電容器的正極板，同時，電流從電容器的負(fù)極板流向電源的負(fù)極，充電電流逐漸　　　　，最后為　　　　。 放電電流由電容器的正極板經(jīng)過電阻R流向電容器的負(fù)極板，放電電流逐漸　　　　，最后為0。
電量 電容器所帶電量　　　　 電容器所帶電量　　　　
電場 強(qiáng)度 電容器兩極板間電場強(qiáng)度　　　　 電容器兩極板間電場強(qiáng)度　　　　
能量 轉(zhuǎn)化 電容器從電源獲取的能量轉(zhuǎn)化為　　　　，不斷地儲存在電容器中 電容器的電場能轉(zhuǎn)化成電路中其他形式的能量
4.電容器所帶電量與兩極板間電壓的關(guān)系
在I－t圖像中，圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電容器所帶的　　　　。當(dāng)電源干電池改用2節(jié)、3節(jié)、4節(jié)、5節(jié)時，利用實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)可得極板的電量Q與所加電壓U的關(guān)系圖線如圖所示。根據(jù)圖線可知，一個電容器所帶的電量與電容器兩極板間的電壓成　　　　。
【思考】
一位同學(xué)用電流傳感器觀察電容器放電過程的變化情況得到的I－t圖像如圖所示，電源電壓是8 V。
怎樣根據(jù)I－t圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？試著算一算。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 （2024·廣東梅州期末）隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室開始普及。某同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)，電路如圖甲所示。
（1）先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個過程很快完成，充滿電的電容器下極板帶　　　　電。
（2）然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流、電壓信息傳入計算機(jī)，經(jīng)處理后得到電流隨時間變化的i－t圖線如圖乙所示，圖線與i軸及t軸所圍成的面積表示　　　　　　　　　　　　（選填“充滿電后電容器的電量”或“充滿電后電容器儲存的電能”）。
（3）若電源輸出電壓為6 V，電容器的電容為1 000 μF，則電容器充滿電后的電量為_________________________________________________________________。
充電電流與放電電流
（1）電容器兩極板間的電介質(zhì)使兩極板之間絕緣，所以充電結(jié)束后的電容器相當(dāng)于斷路。
（2）充電過程中，電荷定向移動，在兩極板上聚集，故電路中有充電電流，而且電流流向正極板。
（3）放電時，電容器極板上的電荷減少，有放電電流，且電流從正極板流出。　　　　訓(xùn)練2 （2024·廣東茂名市期末）由直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)，組裝成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。
（1）把開關(guān)S接1，此時給電容器充電，電容器的上極板帶上　　　　（選填“正”或“負(fù)”）電荷，在該過程中，可以看到電流表指針會偏轉(zhuǎn)，電壓表示數(shù)逐漸　　　　（選填“變大”“變小”或“不變”），當(dāng)電壓表示數(shù)穩(wěn)定時，極板上的電量穩(wěn)定，充電結(jié)束。
（2）把開關(guān)S接2，此時電容器放電。在放電過程中可以看到電壓表的示數(shù)逐漸減小，直至變?yōu)榱恪Ｔ谶@一過程中，極板間的電場強(qiáng)度　　　　（選填“變大”“變小”或“不變”），定值電阻R中有　　　　　　（選填“a經(jīng)R流向b”或“b經(jīng)R流向a”）方向的電流。
隨堂對點(diǎn)自測
1.（對電容的理解）根據(jù)電容器電容的定義式C＝，可知（　　）
A.電容器所帶的電量Q越多，它的電容C就越大，C與Q成正比
B.電容器不帶電時，其電容為零
C.電容器兩極之間的電壓U越高，它的電容C就越小，C與U成反比
D.電容器的電容大小與電容器的帶電情況無關(guān)
2.（對電容的理解）（多選）如圖所示的各圖描述的是對給定的電容器充電時其電量Q、電勢差U、電容C之間相互關(guān)系的圖像，其中正確的是（　　）
3.（電容器的電容）（2024·廣東東莞市期中）心臟除顫器是通過一個電容器放電時的脈沖電流作用于心臟，實(shí)施電擊治療，使患者心臟恢復(fù)正常跳動的儀器。如圖所示，心臟除顫器的電容器電容為12 μF，充電后電容器電壓為8.0 kV。如果電容器在3.0 ms時間內(nèi)完成放電，下列說法正確的是（　　）
A.放電之后，電容器的電容為零
B.該電容器的擊穿電壓為8.0 kV
C.放電之前，電容器存儲的電量為96 C
D.該次放電電流越來越小
4.（電容器的充放電）（2024·廣東佛山期末）某同學(xué)用圖甲所示的電路研究電容器的充、放電過程。實(shí)驗(yàn)中先使開關(guān)S與“1”端相連，待電源向電容器充電完畢后，再使開關(guān)S與“2”端相連，直至電容器放電完畢。與傳感器相連的計算機(jī)生成了電阻R（阻值為2 kΩ）兩端的電壓μ隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后記錄了“峰值”及曲線與時間軸所圍“面積”。由圖乙可知，充電電流與放電電流方向　　　　（選填“相同”或“相反”），該電容器的電容C＝　　　　　　 F（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。
第1課時　電容器與電容　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
知識點(diǎn)一
1.(1)靠近　絕緣　絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))　(2)C　┤├　(3)電荷
2.(1)等量異種電荷　中和　(2)電場能　(3)一個
[思考]
1.提示　沒有電流通過。
2.(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
例1 A　[開關(guān)接1時，電源給平行板電容器充電，充電電流從電源正極流出，上極板帶正電，A正確，B錯誤；開關(guān)接2時，平行板電容器通過導(dǎo)線放電，放電過程上極板帶正電，放電后兩極板都不帶電，C、D錯誤。]
知識點(diǎn)二
導(dǎo)學(xué)　提示　(1)導(dǎo)體間存在電場，電荷因受靜電力的作用而儲存在導(dǎo)體上。
(2)可在電容器兩板間均加單位電壓，容納電荷多的電容器容納電荷的本領(lǐng)大。可將電量與電壓的比值定義為電容，表征電容器容納電荷的本領(lǐng)。
知識梳理
1.(1)電量Q　電壓U　(2)C＝　(3)法拉　法　 F　微法　皮法　106　1012　(5)1 V　2.(3)低
[思考]
1.提示　不是。電容器的電容只與電容器本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與電容器所帶的電量Q及兩極板電壓U的大小無關(guān)。
2.提示　U＝。
例2 AC　[該電容器充滿電時所帶電量為Q＝CU＝36 000 C，故A正確；電容器的電容由本身結(jié)構(gòu)決定，與充放電無關(guān)，放電過程，電量減少，充電過程，電量增加，電容均不變，故C正確，B錯誤；由U＝知，放電過程中Q減小，C不變，因此電壓減小，故D錯誤。]
訓(xùn)練1 C　[電容器的電容由電容器本身決定，與所帶電量和兩極板間的電勢差無關(guān)，A、B、D錯誤；根據(jù)C＝知，對于某一電容器，它所帶的電量與兩極板間的電勢差成正比，所以電容器所帶的電量增加一倍，兩極板間的電勢差也增加一倍，C正確。]
例3 150 μF　4.5×10－4 C　150 μF
解析　電容器兩極板間的電勢差的變化量為ΔU＝(1－)U＝×3 V＝2 V，由C＝，得C＝ F＝1.5×10－4 F＝150 μF。設(shè)電容器原來所帶電量為Q，則Q＝CU＝1.5×10－4×3 C＝4.5×10－4 C。電容器的電容是由電容器本身決定的，與是否帶電無關(guān)，所以電容器放掉全部電荷后，電容仍然是150 μF。
知識點(diǎn)三
3.增大　減小　0　減小　0　減小　增加　減少　增大　減小　電場能　4.電量　正比
[思考] 提示　計算圖線與橫軸間的面積，約為40格，Q＝3.2×10－3 C。
注意：“面積”的計算：計算格子數(shù)，小于半格的舍去，大于半格的算一格。
例4 (1)負(fù)　(2)充滿電后電容器的電量　(3)6×10－3 C
解析　(1)根據(jù)電路連接方式可知，充滿電的電容器下極板帶負(fù)電。
(2)圖線與i軸及t軸所圍成的面積表示充滿電后電容器的電量。
(3)充滿電后電容器兩端電壓為6 V，則電容器充滿電后的電量Q＝CU＝6×10－3 C。
訓(xùn)練2 (1)正　變大　(2)變小　a經(jīng)R流向b
解析　(1)把開關(guān)S接1，此時給電容器充電，電容器的上極板帶上正電荷。在充電過程中，根據(jù)C＝可知隨著電量的增加，電壓表示數(shù)逐漸變大。
(2)在放電過程中，極板上電量減小，兩極板間電壓U減小，則極板間的電場強(qiáng)度變小。電容器放電過程中，電流從正極板流向負(fù)極板，定值電阻R中有a經(jīng)R流向b方向的電流。
隨堂對點(diǎn)自測
1.D　[電容器所帶的電量Q越多，兩極板之間的電壓U越大，但電容不變，故A錯誤；電容反映電容器本身的特性，電容器不帶電時，電容并不為零，故B錯誤；電容表征電容器容納電荷的本領(lǐng)大小，與電壓U無關(guān)，與電容器的帶電情況無關(guān)，給定的電容器電容C一定，故C錯誤，D正確。]
2.CD　[電容器的電容是由電容器本身決定的，與電容器所帶電量Q的大小和兩極板間的電勢差U的大小無關(guān)，不能認(rèn)為C與Q成正比，與U成反比，故選項(xiàng)D正確，A、B錯誤；對給定的電容器，其所帶電量與極板間的電勢差成正比，其比值即電容器的電容，故選項(xiàng)C正確。]
3.D　[電容器的電容與所帶電量無關(guān)，放電后電容器的電容不變，A錯誤；充電后電容器電壓為8.0 kV，擊穿電壓大于此值，B錯誤；電容器存儲的電量Q＝CU＝1.2×10－5×8×103 C＝0.096 C，C錯誤；放電過程，電容器的電量逐漸減小，兩極板間電壓減小，則放電電流越來越小，D正確。]
4.相反　1.6×10－2
解析　由圖乙可知，電阻兩端的電壓反向，故充電電流與放電電流方向相反；由圖乙可知，在充電過程中u－t圖像的面積為S＝193.8 V·s，可知充滿電時的電量Q＝＝ C＝0.096 9 C，該電容器的電容C＝≈1.6×10－2 F。(共55張PPT)
第1課時　電容器與電容　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
第二章　靜電場的應(yīng)用
第一節(jié)　電容器與電容
1.知道什么是電容器及電容器的主要構(gòu)造。 2.理解電容的概念及其定義式(重難點(diǎn))。 3.知道電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識點(diǎn)
01
隨堂對點(diǎn)自測
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識點(diǎn)
1
知識點(diǎn)二　電容器的電容
知識點(diǎn)一　識別電容器　電容器的充放電
知識點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
知識點(diǎn)一　識別電容器　電容器的充放電
1.識別電容器
(1)電容器的組成：兩個互相______、彼此______的導(dǎo)體，導(dǎo)體間可以填充________________________。
(2)電容器的表示
在電路中，電容器用字母“___”及電路符號“______”表示。
(3)電容器的作用：儲存______和電場能。
(4)常見電容器，如圖所示。
靠近
絕緣
絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))　
C
┤├
電荷
(5)電容器的應(yīng)用
日光燈啟輝器、電視機(jī)、照相機(jī)、電容式鍵盤、手機(jī)觸摸屏中都有電容器。
2.電容器的充放電
(1)充電、放電：使電容器的兩個極板帶上__________________的過程叫充電。使電容器兩極板上的電荷______的過程叫放電。
(2)從能量的角度區(qū)分充電與放電：充電是從電源獲得的能量儲存在電容器中，放電是把電容器中的_________轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。
(3)電容器的電量：其中______極板所帶電量的絕對值。
等量異種電荷
中和
電場能
一個
【思考】
1.電容器充放電時，有電流通過了電容器嗎？
提示　沒有電流通過。
2.判斷正誤
(1)任何兩個相距很近又彼此絕緣的導(dǎo)體都可以看作電容器。( )
(2)電容器只能儲存同種電荷。( )
(3)任何絕緣的物質(zhì)都能作為電介質(zhì)。( )
(4)電容器帶電時，兩個極板只有一個板上有電荷。( )
×
√
×
√
A
例1 (2024·潮州市高二期中)在如圖所示的電路中，對平行板電容器進(jìn)行充、放電，下列說法正確的是(　　)
A.開關(guān)接1時，平行板電容器充電，且上極板帶正電
B.開關(guān)接1時，平行板電容器放電，且上極板帶負(fù)電
C.開關(guān)接2時，平行板電容器充電，且上極板帶正電
D.開關(guān)接2時，平行板電容器放電，且上極板帶負(fù)電
解析　開關(guān)接1時，電源給平行板電容器充電，充電電流從電源正極流出，上極板帶正電，A正確，B錯誤；開關(guān)接2時，平行板電容器通過導(dǎo)線放電，放電過程上極板帶正電，放電后兩極板都不帶電，C、D錯誤。
與電源正極相接的極板帶正電，與電源負(fù)極相接的極板帶負(fù)電，電容器帶電量增多，電容器充電，電容器帶電量減少，電容器放電，電容器兩極間是絕緣物質(zhì)，故含電容器的電路不適用歐姆定律。　　　　
知識點(diǎn)二　電容器的電容
(1)1752年，富蘭克林利用風(fēng)箏將“天電”引下來，收集到萊頓瓶中兩個正對的金屬板上。像萊頓瓶這種能把電荷儲存起來的電學(xué)元件稱為電容器，思考電容器為什么能儲存電荷？
(2)如圖所示，不同容器容納液體的本領(lǐng)不同。均注入單位長度的液體，體積大的代表容器容納液體的本領(lǐng)大。
同理，不同的電容器容納電荷的本領(lǐng)不同。電容器兩板間所加電壓越大，電容器容納的電荷越多。請思考如何比較電容器容納電荷的本領(lǐng)，如何用比值定義法定義這個物理量。
提示　(1)導(dǎo)體間存在電場，電荷因受靜電力的作用而儲存在導(dǎo)體上。
(2)可在電容器兩板間均加單位電壓，容納電荷多的電容器容納電荷的本領(lǐng)大。可將電量與電壓的比值定義為電容，表征電容器容納電荷的本領(lǐng)。
1.電容
電量Q
(1)定義：電容器所帶的_________與電容器兩極板間的_________之比。
(2)定義式：_________。
(3)單位：電容的國際單位是______，簡稱___，符號是_____，常用的單位還有______和______，1 F＝_________μF＝____________ pF。
(4)物理意義：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。
電壓U
法拉
法
F
微法
皮法
106
1012
1 V
2.擊穿電壓和額定電壓
(1)擊穿電壓：電介質(zhì)不被擊穿時加在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，電容器就會損壞。
(2)額定電壓：電容器外殼上標(biāo)的電壓是工作電壓(或稱額定電壓)，也是電容器正常工作時所能承受的最大電壓。
(3)額定電壓比擊穿電壓___。
低
【思考】
1.電容器的電容與所帶電量Q成正比，與電容器兩極板間電壓成反比嗎？
提示　不是。電容器的電容只與電容器本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與電容器所帶的電量Q及兩極板電壓U的大小無關(guān)。
2.已帶電量為Q的電容器C兩端的電壓為多少？
AC
例2 (多選) (2024·廣東東莞高二期末)全球首創(chuàng)超級電容儲存式現(xiàn)代電車在中國寧波基地下線，沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”，沒有尾氣排放，乘客上下車的時間內(nèi)，可對車進(jìn)行充電，充電30秒能行駛5公里以上，如圖為使用“3 V　12 000 F”石墨烯納米混合型超級電容器的電車，下列說法正確的是(　　)
A.該電容器充滿電時所帶電量為36 000 C
B.電容器充電的過程中，電量逐漸增加，電容也逐漸增加
C.電容器放電過程中，電量逐漸減少到0，電容不變
D.電容器放電過程中，電量逐漸減少到0，電壓不變
C
訓(xùn)練1 對于某一電容器，下列說法正確的是(　　)
答案　150 μF　4.5×10－4 C　150 μF
知識點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>(1)通過觀察，了解電容器在充電和放電的過程中，電路中電流的變化。
(2)判斷電容器在充電和放電的過程中，兩極板儲存電荷的變化。
(3)探究電容器所帶電量與兩極板間電壓的關(guān)系。
2.實(shí)驗(yàn)過程
如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)原理圖，其中R＝10 kΩ，電容器C標(biāo)有“50 μF”，耐壓為25 V，電源為1節(jié)干電池。實(shí)驗(yàn)時，將電流傳感器和電壓傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得到電容器充、放電過程中的U－t圖像和I－t圖像，如圖乙、丙所示。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
項(xiàng)目 充電過程 放電過程
電壓 電容器兩極板間電壓迅速______，隨后逐漸穩(wěn)定在某一數(shù)值。 電容器兩極板間電壓迅速______，隨后逐漸減小為___。
電流 充電電流由電源的正極流向電容器的正極板，同時，電流從電容器的負(fù)極板流向電源的負(fù)極，充電電流逐漸______，最后為___。 放電電流由電容器的正極板經(jīng)過電阻R流向電容器的負(fù)極板，放電電流逐漸______，最后為0。
增大
減小
0
減小
0
減小
電量 電容器所帶電量______ 電容器所帶電量______
電場 強(qiáng)度 電容器兩極板間電場強(qiáng)度______ 電容器兩極板間電場強(qiáng)度______
能量 轉(zhuǎn)化 電容器從電源獲取的能量轉(zhuǎn)化為_________，不斷地儲存在電容器中 電容器的電場能轉(zhuǎn)化成電路中其他形式的能量
增加
減少
增大
減小
電場能
4.電容器所帶電量與兩極板間電壓的關(guān)系
在I－t圖像中，圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電容器所帶的______。當(dāng)電源干電池改用2節(jié)、3節(jié)、4節(jié)、5節(jié)時，利用實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)可得極板的電量Q與所加電壓U的關(guān)系圖線如圖所示。根據(jù)圖線可知，一個電容器所帶的電量與電容器兩極板間的電壓成______。
電量
正比
【思考】
一位同學(xué)用電流傳感器觀察電容器放電過程的變化情況得到的I－t圖像如圖所示，電源電壓是8 V。
怎樣根據(jù)I－t圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？試著算一算。
提示　計算圖線與橫軸間的面積，約為40格，Q＝3.2×10－3 C。
注意：“面積”的計算：計算格子數(shù)，小于半格的舍去，大于半格的算一格。
例4 (2024·廣東梅州期末)隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室開始普及。某同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)，電路如圖甲所示。
(1)先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個過程很快完成，充滿電的電容器下極板帶________電。
(2)然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流、電壓信息傳入計算機(jī)，經(jīng)處理后得到電流隨時間變化的i－t圖線如圖乙所示，圖線與i軸及t軸所圍成的面積表示________________________(選填“充滿電后電容器的電量”或“充滿電后電容器儲存的電能”)。
(3)若電源輸出電壓為6 V，電容器的電容為
1 000 μF，則電容器充滿電后的電量為_____________________________。
答案　(1)負(fù)　(2)充滿電后電容器的電量　(3)6×10－3 C
解析　(1)根據(jù)電路連接方式可知，
充滿電的電容器下極板帶負(fù)電。
(2)圖線與i軸及t軸所圍成的面積表示充滿電后電容器的電量。
(3)充滿電后電容器兩端電壓為6 V，
則電容器充滿電后的電量Q＝CU＝6×10－3 C。
充電電流與放電電流
(1)電容器兩極板間的電介質(zhì)使兩極板之間絕緣，所以充電結(jié)束后的電容器相當(dāng)于斷路。
(2)充電過程中，電荷定向移動，在兩極板上聚集，故電路中有充電電流，而且電流流向正極板。
(3)放電時，電容器極板上的電荷減少，有放電電流，且電流從正極板流出。　　　　
訓(xùn)練2 (2024·廣東茂名市期末)由直流電源、電阻、電容器、電流表、電壓表以及單刀雙擲開關(guān)，組裝成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。
(1)把開關(guān)S接1，此時給電容器充電，電容器的上極板帶上
________(選填“正”或“負(fù)”)電荷，在該過程中，可以
看到電流表指針會偏轉(zhuǎn)，電壓表示數(shù)逐漸________(選填
“變大”“變小”或“不變”)，當(dāng)電壓表示數(shù)穩(wěn)定時，極板上的電量穩(wěn)定，充電結(jié)束。
(2)把開關(guān)S接2，此時電容器放電。在放電過程中可以看到電壓表的示數(shù)逐漸減小，直至變?yōu)榱恪Ｔ谶@一過程中，極板間的電場強(qiáng)度________(選填“變大”“變小”或“不變”)，定值電阻R中有____________(選填“a經(jīng)R流向b”或“b經(jīng)R流向a”)方向的電流。
答案　(1)正　變大　(2)變小　a經(jīng)R流向b
(2)在放電過程中，極板上電量減小，兩極板間電壓U減小，則極板間的電場強(qiáng)度變小。電容器放電過程中，電流從正極板流向負(fù)極板，定值電阻R中有a經(jīng)R流向b方向的電流。
隨堂對點(diǎn)自測
2
D
A.電容器所帶的電量Q越多，它的電容C就越大，C與Q成正比
B.電容器不帶電時，其電容為零
C.電容器兩極之間的電壓U越高，它的電容C就越小，C與U成反比
D.電容器的電容大小與電容器的帶電情況無關(guān)
解析　電容器所帶的電量Q越多，兩極板之間的電壓U越大，但電容不變，故A錯誤；電容反映電容器本身的特性，電容器不帶電時，電容并不為零，故B錯誤；電容表征電容器容納電荷的本領(lǐng)大小，與電壓U無關(guān)，與電容器的帶電情況無關(guān)，給定的電容器電容C一定，故C錯誤，D正確。
CD
2.(對電容的理解)(多選)如圖所示的各圖描述的是對給定的電容器充電時其電量Q、電勢差U、電容C之間相互關(guān)系的圖像，其中正確的是(　　)
解析　電容器的電容是由電容器本身決定的，與電容器所帶電量Q的大小和兩極板間的電勢差U的大小無關(guān)，不能認(rèn)為C與Q成正比，與U成反比，故選項(xiàng)D正確，A、B錯誤；對給定的電容器，其所帶電量與極板間的電勢差成正比，其比值即電容器的電容，故選項(xiàng)C正確。
D
3.(電容器的電容) (2024·廣東東莞市期中)心臟除顫器是通過一個電容器放電時的脈沖電流作用于心臟，實(shí)施電擊治療，使患者心臟恢復(fù)正常跳動的儀器。如圖所示，心臟除顫器的電容器電容為12 μF，充電后電容器電壓為8.0 kV。如果電容器在3.0 ms時間內(nèi)完成放電，下列說法正確的是(　　)
A.放電之后，電容器的電容為零
B.該電容器的擊穿電壓為8.0 kV
C.放電之前，電容器存儲的電量為96 C
D.該次放電電流越來越小
解析　電容器的電容與所帶電量無關(guān)，放電后電容器的電容不變，A錯誤；充電后電容器電壓為8.0 kV，擊穿電壓大于此值，B錯誤；電容器存儲的電量Q＝CU＝1.2×10－5×8×103 C＝0.096 C，C錯誤；放電過程，電容器的電量逐漸減小，兩極板間電壓減小，則放電電流越來越小，D正確。
4.(電容器的充放電)(2024·廣東佛山期末)某同學(xué)用圖甲所示的電路研究電容器的充、放電過程。實(shí)驗(yàn)中先使開關(guān)S與“1”端相連，待電源向電容器充電完畢后，再使開關(guān)S與“2”端相連，直至電容器放電完畢。與傳感器相連的計算機(jī)生成了電阻R(阻值為2 kΩ)兩端的電壓μ隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后記錄了“峰值”及曲線與時間軸所圍“面積”。由圖乙可知，充電電流與放電電流方向________(選填“相同”或“相反”)，該電容器的電容C＝____________ F(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
答案　相反　1.6×10－2
課后鞏固訓(xùn)練
3
A
題組一　識別電容器　電容器的充放電
1.下列關(guān)于電容器的敘述正確的是(　　)
對點(diǎn)題組練
A.任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成了電容器，跟這兩個導(dǎo)體是否帶電無關(guān)
B.電容器所帶的電量是指每個極板所帶電量的代數(shù)和
C.不是所有的絕緣物質(zhì)都能作為電介質(zhì)
D.電容器帶電時，兩個極板只有一個極板上有電荷
解析　電容器是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的能力，A正確；電容器所帶電量指任一極板所帶電量的絕對值，B錯誤；任何絕緣的物質(zhì)都能作為電容器的電介質(zhì)，C錯誤；電容器帶電時，兩個極板帶等量異號電荷，D錯誤。
BC
2.(多選)(2023·江蘇鹽城高二期中)如圖所示，開關(guān)S由1改接2后，電容器(　　)
A.充電 B.放電
C.存儲電能減少 D.電量可能不變
解析　開關(guān)S接1時，電源對電容器充電，開關(guān)S由
1改接2后，電容器放電，存儲電能減少，極板電量
減少，B、C正確，A、D錯誤。
B
題組二　電容器的電容
3.據(jù)報道，科學(xué)家發(fā)明了一種新型超級電容器，能讓手機(jī)幾分鐘內(nèi)充滿電。某同學(xué)假日登山途中，用該種電容器給手機(jī)電池充電，下列說法正確的是(　　)
A.該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器的電容變大
B.該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器存儲的電能變少
C.該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器所帶的電量可能不變
D.充電結(jié)束后，電容器不帶電，電容器的電容為零
解析　電容是描述電容器容納電荷的本領(lǐng)大小的物理量，與電容器的電壓及電荷量無關(guān)，故A、D錯誤；當(dāng)該電容器給手機(jī)電池充電時，電容器存儲的電量減小，電能變少，故B正確，C錯誤。
C
4.(2023·北京豐臺區(qū)高二期中)a、b兩個電容器如圖甲所示，圖乙是它們的部分參數(shù)。由此可知，關(guān)于a、b兩個電容器，下列說法正確的是(　　)
A.a、b兩個電容器的電容之比為8∶1
B.a、b兩個電容器的電容之比為4∶5
C.b電容器正常工作時可容納的電量為0.1 C
D.a電容器正常工作時可容納的電量為1 C
解析　由題圖乙可知，a電容器的電容為C1＝1 000 μF，b電容器的電容為C2＝10 000 μF，所以a、b兩個電容器的電容之比為C1∶C2＝1 000∶10 000＝1∶10，故A、B錯誤；a電容器正常工作時最多能容納的電量為Q1＝C1U1＝1 000×10－6×80 C＝0.08 C，b電容器正常工作時最多能容納的電量為Q2＝C2U2＝10 000×10－6×10 C＝0.1 C，故C正確，D錯誤。
B
5.如圖所示為某一電容器中所帶電量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端的電壓從40 V降低到36 V，對電容器來說正確的是(　　)
A.是充電過程
B.是放電過程
C.該電容器的電容為5×10－2 F
D.該電容器的電量變化量為0.2 C
AC
6.(多選)某電容器的電容是30 μF，額定電壓為200 V，擊穿電壓為400 V，對于該電容器，下列說法中正確的是(　　)
A.為使該電容器兩極板間的電壓增加1 V，所需要增加的電量是3×10－5 C
B.當(dāng)電容器帶1 C的電量時，兩極板間的電壓為3×10－5 V
C.該電容器在額定電壓下能容納的電量為6×10－3 C
D.該電容器兩極板間能承受的最大電壓為200 V
B
A
題組三　實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象
8.(粵教版教材P38練習(xí)2改編)如圖是觀察電容器充、放電現(xiàn)象的電路。下列說法正確的是(　　)
A.將開關(guān)S從b改接到a時，觀察的是充電現(xiàn)象
B.將開關(guān)S從b改接到a后，電流計G的指針將一直偏轉(zhuǎn)
C.將開關(guān)S從a改接到b時，觀察的是充電現(xiàn)象
D.將開關(guān)S從a改接到b后，燈L的發(fā)光亮度不變
解析　將開關(guān)S從b改接到a時，電容器開始充電，充電電流從最大值逐漸減小到零，電流計G的指針從最大值逐漸回到零；將開關(guān)S從a改接到b時，電容器開始放電，放電電流從最大值逐漸減小到零，燈L的發(fā)光亮度逐漸變暗，故A正確。
BD
9.(多選)(2024·廣東珠海實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)王老師利用如圖電路研究電容器的充、放電問題，單刀雙擲開關(guān)S原來跟2相接，從t＝0開始，開關(guān)改接1，再將開關(guān)S撥向2位置，則流過電路中P點(diǎn)的電流大小隨時間變化的圖像及電容器兩極板間的電勢差UAB隨時間變化的圖像可能正確的是(　　)
解析　開關(guān)S接1時，電容器充電，充電完畢，電流為零，再將開關(guān)S撥向2位置，開始反向放電，且放電越來越緩慢，放電完畢后，電流為零，選項(xiàng)A錯誤，B正確；開關(guān)S接1時，電容器與電源直接相連，充電結(jié)束后，兩極板間電壓等于電源電壓，放電過程中，兩極板間的電壓逐漸減小，電壓變化越來越慢，極板的電性不變，選項(xiàng)C錯誤，D正確。
綜合提升練
10.如圖甲所示是觀察電容器的充、放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。電源輸出電壓恒為8 V，S為單刀雙擲開關(guān)，G為靈敏電流計，C為電容器。
(1)當(dāng)開關(guān)S接________時(選填“1”或“2”)，對電容器充電。電容器放電，流經(jīng)G表的電流方向與充電時________(選填“相同”或“相反”)。
(2)將G表換成電流傳感器，使電容器充電直至充電電流逐漸減小到零，然后再放電，其放電電流隨時間變化圖像如圖乙所示，請計算0～0.4 s內(nèi)電容器放電的電量Q＝________ C。
(3)在電容器放電實(shí)驗(yàn)中，接不同的電阻放電，圖丙中放電電流的I－t圖像的a、b兩條曲線中，對應(yīng)電阻較大的一條是________(選填“a”或“b”)。
答案　(1)1　相反　(2)8×10－4　(3)b
解析　(1)當(dāng)開關(guān)S接1時，平行板電容器
與電源相連，平行板電容器充電。電容器
放電，流經(jīng)G表的電流方向與充電時相反。
(2)I－t圖像與橫軸圍成的面積表示電容器所帶電量，則0～0.4 s內(nèi)電容器放電的電量為Q＝10×0.2×10－3×0.4 C＝8×10－4 C。
(3)當(dāng)電阻越大時，電容器開始時的最大放電電流越小，放電所用的時間越長，則圖像對應(yīng)電阻較大的一條是b。
11.(2024·廣東汕頭期中)電容器是一種重要的電學(xué)元件，在電工、電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛。使用圖甲所示電路觀察電容器的充、放電過程。電路中的電流傳感器與計算機(jī)相連，可以顯示電路中電流隨時間的變化。圖甲中直流電源電壓E＝8 V，實(shí)驗(yàn)前電容器不帶電。先使S與“1”端相連給電容器充電，充電結(jié)束后，使S與“2”端相連，直至放電完畢。計算機(jī)記錄的電流隨時間變化的i－t曲線如圖乙所示。
(1)圖像陰影為i－t圖像與對應(yīng)時間軸所圍成的面積，它表示的物理意義是________。
(2)乙圖中陰影部分的面積S1________S2(選填“>”“<”或“＝”)。
(3)計算機(jī)測得S1＝1 203 mA·s，則該電容器的電容為________F(保留2位有效數(shù)字)。
答案　(1)電量　(2)＝　(3)0.15
解析　(1)i－t圖像與對應(yīng)時間軸所圍成的面積表示的物理意義是電量。
(2)S1表示電容器充電后所帶電量，S2表示電容器放出的電量，所以S1＝S2。第2課時　平行板電容器的電容
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.了解影響平行板電容器電容大小的因素，并能進(jìn)行有關(guān)的分析和計算（重點(diǎn)）。2.掌握平行板電容器兩類動態(tài)變化問題的分析方法（重難點(diǎn)）。3.學(xué)會分析平行板電容器中的力學(xué)問題（重點(diǎn)）。
知識點(diǎn)一　決定電容的因素
1.在探究影響平行板電容器電容大小的因素的實(shí)驗(yàn)中，靜電計在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.如圖，實(shí)驗(yàn)中待測電容器所帶的電量是否變化？實(shí)驗(yàn)中怎樣知道電容器電容變大還是變小？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.利用平行板電容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（1）如圖甲所示，保持Q和S不變，增大兩極板間的距離d，觀察到靜電計指針偏角增大，請依據(jù)C＝，分析電容C的變化。
甲
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）如圖乙所示，保持Q和d不變，減小兩極板的正對面積S，觀察到靜電計指針偏角增大，請依據(jù)C＝，分析電容C的變化。
乙
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）如圖丙所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀察到靜電計指針偏角減小，分析電容C的變化。
丙
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.平行板電容器電容的決定因素：平行板電容器的電容C跟兩極板的正對面積S成　　　　　，與兩極板間的距離d成　　　　，并與兩極板間插入的電介質(zhì)有關(guān)。
2.平行板電容器電容的決定式：C＝，εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)，k為靜電力常量。當(dāng)兩極板間是真空時，εr＝　　　　，空氣的相對介電常數(shù)十分接近1。
3.靜電計
（1）靜電計是由驗(yàn)電器改裝而成的。驗(yàn)電器的作用是判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類和相對數(shù)量。靜電計能粗略測量兩導(dǎo)體間電勢差的大小。
（2）靜電計的金屬桿和金屬外殼間有電勢差時，指針偏角越大，電勢差越大。
【思考】
在平行金屬板間插入另一金屬板，其容納電荷的本領(lǐng)如何變化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 （2024·揭陽市高二月考）如圖是電容式鍵盤，每個鍵下面有一塊可上下移動的小金屬片。與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片。這樣兩塊金屬片就組成一個小平行板電容器。當(dāng)鍵被按下時，引起電容改變的因素是（　　）
A.兩塊金屬片間的電壓
B.兩塊金屬片上的電量
C.兩塊金屬片間的距離
D.兩塊金屬片的正對面積
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 （2024·中山市高二月考）關(guān)于平行板電容器的電容，下列說法正確的是（　　）
A.跟兩極板的正對面積S有關(guān)，S越大，C越小
B.跟兩極板的間距d有關(guān)，d越大，C越小
C.跟兩極板上所加電壓U有關(guān)，U越大，C越大
D.跟兩極板上所帶電量Q有關(guān)，Q越大，C越大
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.公式C＝和C＝的比較
C＝ C＝
特點(diǎn) 定義式 決定式
意義 對某電容器Q∝U，但＝C不變，反映電容器容納電荷的本領(lǐng) 反映了影響電容大小的因素
適用范圍 任何電容器 平行板電容器
2.電容器容納電荷的本領(lǐng)由來量度，由本身的結(jié)構(gòu)（如平行板電容器的εr、S、d等因素）來決定。　　　　
知識點(diǎn)二　平行板電容器的動態(tài)分析
1.兩類基本問題
（1）電容器始終與電池兩極相連，讓電容器的某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器兩極板間的電壓不變。
（2）電容器和電源連接后再斷開，電容器不充、放電而讓某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器所帶的電量不變。
2.平行板電容器動態(tài)問題的分析方法
抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式：
C＝、E＝和C＝
角度1　電容器兩極板間的電壓U不變
例3 （多選）如圖所示，一平行板電容器與電源E、電阻R和電流表相連接，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電，下列說法正確的是（　　）
A.保持S接通，使兩極板錯開一些（仍平行），則兩極板間的電場強(qiáng)度減小
B.保持S接通，減小兩極板間的距離，則電流表中有從左到右的電流流過
C.保持S接通，在兩極板間插入一塊金屬板，則兩極板間的電場強(qiáng)度增大
D.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)板，則電容器的電量減小
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
U不變的情形
由C＝→C∝，可知C隨d、S、εr的變化而變化
由Q＝CU＝U→Q∝，可知Q隨d、S、εr的變化而變化
由E＝→E∝，可知E隨d的變化而變化　　　　
角度2　電容器所帶的電量Q不變
例4 （多選）（2023·湖北武漢高二期末）在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，充電后的平行板（相互正對）電容器的A極板與靈敏靜電計的金屬球相接，極板B接地，若要使靜電計指針偏角變大，則下列做法正確的是（　　）
A.僅將極板B稍向上移動一點(diǎn)
B.僅將極板B稍向下移動一點(diǎn)
C.僅將極板B稍向右移動一點(diǎn)
D.僅在極板間插入有機(jī)玻璃板
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Q不變的情形
由C＝→C∝，可知C隨d、S、εr的變化而變化
由U＝＝→U∝，可知U隨d、S、εr的變化而變化
由E＝＝＝→E∝，可知E隨S、εr的變化而變化，但與d無關(guān)，不隨d的變化而變化　　　　
例5 （多選）（2024·揭陽市揭東二中高二期末）一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷（電量很小）固定在P點(diǎn)。如圖所示，用E表示兩極板間場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能，若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則（　　）
A.U變小，E不變 B.E變大，Ep不變
C.U變小，Ep不變 D.U不變，Ep不變
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.確定極板間某點(diǎn)的電勢：根據(jù)該點(diǎn)與接地極板間電勢差的變化情況確定該點(diǎn)電勢的變化情況。
2.確定電荷的電勢能：根據(jù)Ep＝qφ確定電荷電勢能的變化情況，要注意正負(fù)電荷電勢能的變化情況不同。　　　　
隨堂對點(diǎn)自測
1.（平行板電容器）（粵教版教材P38資料活頁改編）目前智能手機(jī)普遍采用了電容屏。電容觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的，當(dāng)手指觸摸電容觸摸屏?xí)r，手指和屏的夾層工作面形成一個電容器，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號。電流通過電容器分別從屏的四個角的電極中流出 ，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點(diǎn)的位置。對于觸摸屏，下列說法正確的是（　　）
A.使用絕緣筆，在電容屏上也能進(jìn)行觸控操作
B.手指與屏的接觸面積變大時，電容變小
C.電容觸摸屏需要壓力即能產(chǎn)生位置信號
D.手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容變大
2.（平行板電容器的動態(tài)分析）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，保持平行板電容器極板上的Q不變，極板A與靜電計外殼均接地，極板B與一個靈敏靜電計相接。將A極板向左移動，增大電容器兩極板間的距離時，電容器的電容C、兩極間的電壓U、電容器兩極板間的場強(qiáng)E的變化情況是（　　）
A.C不變，U不變，E變小 B.C變小，U不變，E不變
C.C變小，U變大，E不變 D.C變小，U變大，E變小
3.（平行板電容器的動態(tài)分析）（多選）如圖所示，豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細(xì)線將帶電小球q懸掛在極板間，閉合開關(guān)S后細(xì)線與豎直方向夾角為θ。則有（　　）
A.保持開關(guān)S閉合，將A板向右平移，θ不變
B.保持開關(guān)S閉合，將A板向左平移，θ變小
C.斷開開關(guān)S，將A板向右平移，θ不變
D.斷開開關(guān)S，將A板向右平移，θ變小
4.（平行板電容器的動態(tài)分析）如圖所示，電容式麥克風(fēng)的振動膜是利用超薄金屬或鍍金的塑料薄膜制成，它與基板構(gòu)成電容器。工作時，振動膜隨聲波左右振動。下列說法正確的是（　　）
A.振動膜不振動時，電容器不帶電
B.振動膜向右運(yùn)動時，電阻上有從a到b的電流
C.振動膜向右運(yùn)動時，電容器的電容減小
D.振動膜向左運(yùn)動時，電容器充電
第2課時　平行板電容器的電容
知識點(diǎn)一
導(dǎo)學(xué)
1.提示　反映兩極板之間的電壓，電壓越大，靜電計的指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大。
2.提示　實(shí)驗(yàn)中待測電容器所帶的電量保持不變。靜電計的指針偏轉(zhuǎn)角度變大說明電容器電壓變大，由C＝知，電容減小，反之亦然。
3.提示　(1)d增大，電勢差U增大，電容C減小。
(2)S減小，電勢差U增大，電容C減小。
(3)插入電介質(zhì)，電勢差U減小，電容C增大。
知識梳理
1.正比　反比　2.1　
[思考] 提示　變大
例1 C　[當(dāng)鍵被按下時，其下方金屬片與另一塊固定的小金屬片之間距離減小，電容C增大，故A、B、D錯誤，C正確。]
例2 B　[由電容器電容的決定式C＝可知，電容與兩極板的正對面積S有關(guān)，S越大，C越大，A錯誤；由電容器電容的決定式C＝可知，電容與兩極板的間距d有關(guān)，d越大，C越小，B正確；電容器的電容與兩極板上所加電壓U及電容器所帶的電量Q均無關(guān)，C、D錯誤。]
知識點(diǎn)二
例3 BC　[保持開關(guān)S接通，電容器上電壓U保持不變，正對面積S減小時，由E＝可知U和d都不變，則場強(qiáng)E不變，A錯誤；減小距離d時，由C＝可知電容C增大，又開關(guān)S接通，U不變，由Q＝CU知電量Q將增大，則電容器充電，電路中有充電電流，即電流表中有從左到右的電流流過，B正確；保持開關(guān)S接通，電容器上的電壓U保持不變，當(dāng)在兩極板間插入一塊金屬板，即板間距離d減小，根據(jù)E＝知，兩極間的電場強(qiáng)度增大，C正確；插入電介質(zhì)，εr增大，電容C增大，因?yàn)閁不變，由C＝知電量Q將變大，D錯誤。]
例4 AB　[根據(jù)C＝可知，僅將極板B稍向上或向下移動一點(diǎn)，正對面積S減小，則電容C減小，當(dāng)Q一定時，根據(jù)Q＝CU可知，U變大，則靜電計指針偏角變大，選項(xiàng)A、B正確；僅將極板B稍向右移動一點(diǎn)，則兩極板間距d減小，根據(jù)C＝可知，電容C變大，當(dāng)Q一定時，根據(jù)Q＝CU可知，U變小，則靜電計指針偏角變小，選項(xiàng)C錯誤；增大介電常數(shù)(如插入有機(jī)玻璃等)都可以增大電容，當(dāng)Q一定時，根據(jù)Q＝CU可知，U變小，則靜電計指針偏角變小，選項(xiàng)D錯誤。]
例5 AC　[由于電容器充電后與電源斷開，說明電容器所帶電量不變，正極板向負(fù)極板移近時，根據(jù)C＝可知，電容C增大，又由U＝可知U減小；由E＝＝＝，可知電場強(qiáng)度E不變，由于E不變，P點(diǎn)到負(fù)極板的距離不變，可知P點(diǎn)的電勢不變，則正電荷的電勢能Ep＝qφP不變，故A、C正確。]
隨堂對點(diǎn)自測
1.D　[據(jù)題意知，絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容屏上進(jìn)行觸控操作，故A錯誤；手指與屏的接觸面積變大時，電容變大，故B錯誤；電容觸摸屏需要觸摸，由于流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器就能確定手指的位置，無需要手指有壓力，故C錯誤；手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容將變大，故D正確。]
2.C　[電容器所帶電量不變，根據(jù)平行板電容器電容公式C＝知，當(dāng)間距d增大時，電容C減小；根據(jù)電容定義式C＝知，Q不變，C減小，則U變大；場強(qiáng)大小E＝＝＝，各量均不變，則場強(qiáng)E不變。故A、B、D錯誤，C正確。]
3.BC　[保持開關(guān)S閉合，電容器兩極板間的電勢差不變，將A板向右平移，d減小，則由E＝知電場強(qiáng)度增大，帶電小球所受電場力增大，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件知，θ角變大，反之向左平移A板，θ角變小，故A錯誤，B正確；斷開開關(guān)S，電容器的帶電量不變，根據(jù)C＝，E＝，C＝，聯(lián)立解得E＝，故電場強(qiáng)度大小與兩極板間的距離無關(guān)，即電場強(qiáng)度不變，所以移動A板，θ角不變，故C正確，D錯誤。]
4.B　[由題圖可知，振動膜不振動時，電容器的電容不變，電容器的電壓不變，電容器所帶的電量不變，A錯誤；振動膜向右運(yùn)動時，可知振動膜與基板間的距離d減小，由電容器電容的決定式C＝，可知電容器的電容增大，由于電容器的電壓不變，由C＝，可知電容器的電量增大，則電阻上有從a到b的電流，B正確，C錯誤；振動膜向左運(yùn)動時，可知d增大，由C＝，可知電容器的電容減小，由C＝，可知電容器的電量減小，電容器放電，電阻上有從b到a的電流，D錯誤。](共58張PPT)
第2課時　平行板電容器的電容
第二章　靜電場的應(yīng)用
1.了解影響平行板電容器電容大小的因素，并能進(jìn)行有關(guān)的分析和計算(重點(diǎn))。2.掌握平行板電容器兩類動態(tài)變化問題的分析方法(重難點(diǎn))。3.學(xué)會分析平行板電容器中的力學(xué)問題(重點(diǎn))。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識點(diǎn)
01
隨堂對點(diǎn)自測
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識點(diǎn)
1
知識點(diǎn)二　平行板電容器的動態(tài)分析
知識點(diǎn)一　決定電容的因素
知識點(diǎn)一　決定電容的因素
1.在探究影響平行板電容器電容大小的因素的實(shí)驗(yàn)中，靜電計在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么？
提示　反映兩極板之間的電壓，電壓越大，靜電計的指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大。
2.如圖，實(shí)驗(yàn)中待測電容器所帶的電量是否變化？實(shí)驗(yàn)中怎樣知道電容器電容變大還是變小？
3.利用平行板電容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
甲
乙
(3)如圖丙所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀察到靜電計指針偏角減小，分析電容C的變化。
丙
提示　(1)d增大，電勢差U增大，電容C減小。
(2)S減小，電勢差U增大，電容C減小。
(3)插入電介質(zhì)，電勢差U減小，電容C增大。
1.平行板電容器電容的決定因素：平行板電容器的電容C跟兩極板的正對面積S成______，與兩極板間的距離d成______，并與兩極板間插入的電介質(zhì)有關(guān)。
正比
3.靜電計
(1)靜電計是由驗(yàn)電器改裝而成的。驗(yàn)電器的作用是判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類和相對數(shù)量。靜電計能粗略測量兩導(dǎo)體間電勢差的大小。
(2)靜電計的金屬桿和金屬外殼間有電勢差時，指針偏角越大，電勢差越大。
反比
1
【思考】
在平行金屬板間插入另一金屬板，其容納電荷的本領(lǐng)如何變化？
提示　變大
C
例1 (2024·揭陽市高二月考)如圖是電容式鍵盤，每個鍵下面有一塊可上下移動的小金屬片。與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一塊固定的小金屬片。這樣兩塊金屬片就組成一個小平行板電容器。當(dāng)鍵被按下時，引起電容改變的因素是(　　)
A.兩塊金屬片間的電壓 B.兩塊金屬片上的電量
C.兩塊金屬片間的距離 D.兩塊金屬片的正對面積
解析　當(dāng)鍵被按下時，其下方金屬片與另一塊固定的小金屬片之間距離減小，電容C增大，故A、B、D錯誤，C正確。
B
例2 (2024·中山市高二月考)關(guān)于平行板電容器的電容，下列說法正確的是(　　)
A.跟兩極板的正對面積S有關(guān)，S越大，C越小
B.跟兩極板的間距d有關(guān)，d越大，C越小
C.跟兩極板上所加電壓U有關(guān)，U越大，C越大
D.跟兩極板上所帶電量Q有關(guān)，Q越大，C越大
知識點(diǎn)二　平行板電容器的動態(tài)分析
1.兩類基本問題
(1)電容器始終與電池兩極相連，讓電容器的某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器兩極板間的電壓不變。
(2)電容器和電源連接后再斷開，電容器不充、放電而讓某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器所帶的電量不變。
BC
角度1　電容器兩極板間的電壓U不變
例3 (多選)如圖所示，一平行板電容器與電源E、電阻R和電流表相連接，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電，下列說法正確的是(　　)
A.保持S接通，使兩極板錯開一些(仍平行)，則兩極板間的電場強(qiáng)度減小
B.保持S接通，減小兩極板間的距離，則電流表中有從左到右的電流流過
C.保持S接通，在兩極板間插入一塊金屬板，則兩極板間的電場強(qiáng)度增大
D.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)板，則電容器的電量減小
U不變的情形
角度2　電容器所帶的電量Q不變
例4 (多選)(2023·湖北武漢高二期末)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，充電后的平行板(相互正對)電容器的A極板與靈敏靜電計的金屬球相接，極板B接地，若要使靜電計指針偏角變大，則下列做法正確的是(　　)
A.僅將極板B稍向上移動一點(diǎn)
B.僅將極板B稍向下移動一點(diǎn)
C.僅將極板B稍向右移動一點(diǎn)
D.僅在極板間插入有機(jī)玻璃板
AB
AC
例5 (多選)(2024·揭陽市揭東二中高二期末)一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷(電量很小)固定在P點(diǎn)。如圖所示，用E表示兩極板間場強(qiáng)，U表示電容器的電壓，Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能，若保持負(fù)極板不動，將正極板移到圖中虛線所示的位置，則(　　)
A.U變小，E不變
B.E變大，Ep不變
C.U變小，Ep不變
D.U不變，Ep不變
1.確定極板間某點(diǎn)的電勢：根據(jù)該點(diǎn)與接地極板間電勢差的變化情況確定該點(diǎn)電勢的變化情況。
2.確定電荷的電勢能：根據(jù)Ep＝qφ確定電荷電勢能的變化情況，要注意正負(fù)電荷電勢能的變化情況不同。　　　　
隨堂對點(diǎn)自測
2
D
1.(平行板電容器)(粵教版教材P38資料活頁改編)目前智能手機(jī)普遍采用了電容屏。電容觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的，當(dāng)手指觸摸電容觸摸屏?xí)r，手指和屏的夾層工作面形成一個電容器，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號。電流通過電容器分別從屏的四個角的電極中流出 ，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點(diǎn)的位置。對于觸摸屏，下列說法正確的是(　　)
A.使用絕緣筆，在電容屏上也能進(jìn)行觸控操作
B.手指與屏的接觸面積變大時，電容變小
C.電容觸摸屏需要壓力即能產(chǎn)生位置信號
D.手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容變大
解析　據(jù)題意知，絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容屏上進(jìn)行觸控操作，故A錯誤；手指與屏的接觸面積變大時，電容變大，故B錯誤；電容觸摸屏需要觸摸，由于流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器就能確定手指的位置，無需要手指有壓力，故C錯誤；手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容將變大，故D正確。
C
2.(平行板電容器的動態(tài)分析)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，保持平行板電容器極板上的Q不變，極板A與靜電計外殼均接地，極板B與一個靈敏靜電計相接。將A極板向左移動，增大電容器兩極板間的距離時，電容器的電容C、兩極間的電壓U、電容器兩極板間的場強(qiáng)E的變化情況是(　　)
A.C不變，U不變，E變小
B.C變小，U不變，E不變
C.C變小，U變大，E不變
D.C變小，U變大，E變小
BC
3.(平行板電容器的動態(tài)分析)(多選)如圖所示，豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細(xì)線將帶電小球q懸掛在極板間，閉合開關(guān)S后細(xì)線與豎直方向夾角為θ。則有(　　)
A.保持開關(guān)S閉合，將A板向右平移，θ不變
B.保持開關(guān)S閉合，將A板向左平移，θ變小
C.斷開開關(guān)S，將A板向右平移，θ不變
D.斷開開關(guān)S，將A板向右平移，θ變小
B
4.(平行板電容器的動態(tài)分析)如圖所示，電容式麥克風(fēng)的振動膜是利用超薄金屬或鍍金的塑料薄膜制成，它與基板構(gòu)成電容器。工作時，振動膜隨聲波左右振動。下列說法正確的是(　　)
A.振動膜不振動時，電容器不帶電
B.振動膜向右運(yùn)動時，電阻上有從a到b的電流
C.振動膜向右運(yùn)動時，電容器的電容減小
D.振動膜向左運(yùn)動時，電容器充電
課后鞏固訓(xùn)練
3
A
1.萊頓瓶是一種儲存靜電的裝置，為原始形式的電容器。萊頓瓶結(jié)構(gòu)很簡單，內(nèi)部裝食鹽水，瓶口插一金屬探針(忽略探針對鹽水液面的影響)做電極，有一只內(nèi)部裝有食鹽水的萊頓瓶，現(xiàn)要提高這只萊頓瓶儲存電荷的本領(lǐng)(　　)
對點(diǎn)題組練
題組一　決定電容的因素
A.往玻璃瓶中再加入一些食鹽水
B.從玻璃瓶中再取出一些食鹽水
C.把金屬探針向上拔出一些
D.把金屬探針向下插入一些
C
2.(2024·北師大附中高二期末)圖為研究影響平行板電容器電容大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)前電容器已經(jīng)充電，則下列描述符合事實(shí)的是(　　)
A.只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大
B.只將電容器a板左移，靜電計指針的張角變小
C.只將電容器a板向上平移，靜電計指針的張角變大
D.只人為增加極板帶的電量，靜電計指針的張角變大，表明電容減小
AC
題組二　平行板電容器的動態(tài)分析
3.(多選)(2024·廣東深圳期末)生活中有很多種類的電子秤，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房電子秤及其電路簡圖。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。下列說法正確的是(　　)
A.稱重時膜片穩(wěn)定后，電流表G示數(shù)為零
B.上層膜片電極下移過程中電容器的電容減小
C.上層膜片電極下移過程中有b到a的電流
D.膜片穩(wěn)定后平行板上下極板均沒有電荷
A
4.如圖為某一機(jī)器人上的電容式位移傳感器工作時的簡化模型圖。當(dāng)被測物體在左右方向上發(fā)生位移時，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動，連接電容器的靜電計會顯示電容器兩端電壓的變化，進(jìn)而能測出電容的變化，最后就能探測到物體位移的變化。保持電容器帶電量不變，若靜電計上的指針偏角為θ，則被測物體(　　)
A.向右移動時，θ增加
B.向左移動時，θ增加
C.向右移動時，θ減少
D.向左移動時，θ不變
D
5.如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計，開關(guān)S閉合后，靜電計指針張開一定角度。下述做法可使靜電計指針張角增大的是(　　)
A.使A板向左平移以增大兩板間距離
B.在A、B兩板之間插入一塊陶瓷板
C.斷開S后，使B板向左平移以減小兩板間距離
D.斷開S后，使B板向上平移以減小兩板正對面積
BD
6.(多選)(2024·廣東茂名期中)電子眼系統(tǒng)路面下埋設(shè)的感應(yīng)線可感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大，電壓越大，壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩個脈沖電流(如圖乙所示)。電子眼會拍照，即視為“闖紅燈”，則紅燈亮?xí)r(　　)
A.車輪停在感應(yīng)線上時，電阻R上有恒定電流
B.某車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電
C.某車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，通過電阻R上的電流大小不變
D.汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，仍會被電子眼拍照
解析　車輪停在感應(yīng)線上后，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；由圖乙可知，當(dāng)車輪經(jīng)過感應(yīng)線時電流先增大后減小，然后反向增大再減小，說明電容器先充電后放電，故B正確，C錯誤；若汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍會拍照，故D正確。
A
7.(2024·福建廈門高二檢測)測定壓力變化的電容式傳感器如圖所示，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器。可動電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容。現(xiàn)將此電容式傳感器連接到如圖所示的電路中，則(　　)
A.當(dāng)待測壓力增大時，電容器的電容將增大
B.當(dāng)待測壓力增大時，電阻R中有從a流向b的電流
C.當(dāng)待測壓力增大時，電阻R中沒有電流
D.待電路穩(wěn)定后，電容器兩極板之間的電壓增大
D
8.(2024·廣東惠州期末)如圖所示，兩平行金屬板M、N水平正對放置并接到恒壓直流電源上，N板接地。P為兩板間的一點(diǎn)，電量為－q的小球恰好靜止在P點(diǎn)。下列判斷正確的是(　　)
A.僅將N板向上移動一小段距離，兩板所帶電量減小
B.僅將M板向上移動一小段距離，P點(diǎn)的電勢升高
C.僅將N板向下移動一小段距離，小球仍將保持靜止
D.僅將M板向右移動一小段距離，小球仍將保持靜止
D
9.如圖所示為上海東方明珠電視塔利用避雷針“引雷”的情景。若將云層底面和建筑物頂部簡化為平行板電容器的兩個極板，已知兩板間距離為d，云層底面所帶的電量為Q，建筑物頂部與云層面積均為S。靜電力常量為k，空氣的相對介電常數(shù)為εr，由以上條件可知(　　)
綜合提升練
D
10.(2024·廣東肇慶期末)某同學(xué)設(shè)計了一個電容式風(fēng)力傳感器，如圖所示，將電容器與靜電計相連接，可動電極在風(fēng)力作用下向右移動，風(fēng)力越大，移動距離越大(兩電極始終不接觸)。若極板上電量保持不變，P點(diǎn)為極板間的一點(diǎn)，下列說法正確的是(　　)
A.風(fēng)力越大，電容器電容越小
B.風(fēng)力越大，極板間電場強(qiáng)度越大
C.風(fēng)力變大，P點(diǎn)的電勢仍保持不變
D.風(fēng)力越大，靜電計指針張角越小
BCD
11.(多選)(2024·廣東惠州一中期中)如圖所示，平行板電容器與電壓為E的直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電量很少，可忽略，開關(guān)閉合，穩(wěn)定時一帶電的油滴靜止于兩極板間的P點(diǎn)，下列說法正確的是(　 　)
A.保持S閉合，將上極板右移一小段距離后，靜電計指針的張角變大
B.保持S閉合，將上極板下移一小段距離后，P點(diǎn)電勢升高
C.若斷開S，將上極板右移一小段距離后，帶電油滴向上運(yùn)動
D.若斷開S，將上極板下移一小段距離后，帶電油滴的電勢能不變
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B水平放置且接在電壓為60 V的恒壓電源正、負(fù)極上，兩極板間距離為3 cm，電容器帶電量為6×10－8 C，A極板接地。求：
(1)平行板電容器的電容；
(2)平行板電容器兩極板之間的電場強(qiáng)度；
(3)距B板2 cm的M點(diǎn)處的電勢。
答案　(1)1×10－9F　(2)2×103 V/m，方向豎直向下　(3)－20 V
解析　(1)平行板電容器的電容
(3)M點(diǎn)與A板間距離為dAM＝d－dBM＝1 cm＝0.01 m
A與M間電勢差UAM＝EdAM＝20 V
又UAM＝φA－φM，φA＝0
可得φM＝－20 V。

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