考點1 電容器
1、 定義:兩個相互靠近又彼此絕緣的導體組成乙個電容器。在電路中具有儲存電荷的功能。
2、 充電和放電:使電容器帶點叫充電,使充電後的電容器失去電荷叫放電,充電過程實質上是電源逐步把正電荷從電容器的負極板移到正極板的過程。此過程,電源將一部分電能儲存在電容中,放電時,這部分能量又釋放出來。
3、 電容器的電荷量:乙個極板所帶電荷量的絕對值。
4、 擊穿電壓與額定電壓:加在電容器兩極板上的電壓如果超過某一極限,電介質將被擊穿而損壞,這個電壓叫擊穿電壓;電容器長期工作所能承受的電壓叫額定電壓,它比擊穿電壓要低。
例題1下列關於電容器的敘述正確的是( )
a電容器是儲存電荷和電能的容器,只有帶電的容器才稱為電容器。
b任何兩個彼此絕緣而又相互靠近的導體,就組成了電容器,跟這兩個導體是否帶電無關。
c電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的絕對值。
d電容器充電過程是將其他形式的能轉變成電容器的電能並儲存起來,電容器放電過程,是將電容器儲存的電能轉化為其他形式的能。
答案:bcd
考點2 電容
1、 物理意義:表徵電容器容納電荷本領的物理量。
2、 定義:電容器所帶的電荷量跟它的兩板間的電壓的比值,叫做這個電容器的電容,在數值上等於使兩極板間的電勢差為1v時電容器上所儲存的電荷量。
3、 定義式:
4、 單位:法拉,微法,皮法。
5、 電容器的其他定義式:
注意:電容器的電容是反映其容納電荷本領的物理量,完全由電容器本身屬性決定,跟電容器是否帶電,帶電荷量是多少以及兩板間電勢差的大小無關。
說明:1、電容器是乙個儀器,而電容是乙個物理量。
2、電容器的電荷量是乙個極板上的電荷量的絕對值
3、電容的物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領的物理量,其數值等於使兩板間的電勢差為1v時電容器所帶的電荷量,需要的電荷量越多,表示電容器的電容大。在電容器兩極板間電勢差相同的情況下,電容越大的電容器極板上所帶的電荷量越多。
4、電容c是用比值法定義的,本章學過的電場強度e、電勢差u都是用比值法定義的,電容
但不能說電容c與q成正比,與u成反比,電容c由電容器本身的性質決定,與q,u的大小無關。且公式還可以表示為
例2:某電容器所帶電量q=4×10-8c,電容器兩極板間的電壓u=2v,則該電容器的電容為如果將其放電,使所帶電量減少一半,則兩極間電壓為_______,此時電容器的電容為
解析:電容器所帶電荷量與兩極板間電壓的比值叫電容。定義公式:。
這種定義的方法叫比值法定義,這種定義的最大特點,就是被定義的物理量與定義它的兩個物理量無關。對於確定的電容器,電容c與電量q和電壓u無關,由電容器本身的構造因素決定。電容的定義式還可寫成。
(f)。電量改變後,電容不變。。
例3:乙個電容器,當其電荷量增加△q=1.0×10-6時,兩極板間電壓公升高10v,此電容器的電容c= f
若兩極板間電壓為35v此時該電容器所帶的電荷量為qq
答案 1.0×10-7 3.5×10-6
例4:下列關於電容的說法正確的是( )
a電容器簡稱電容
b電容器a的電容比b得大,說明a的帶電量比b多
c電容在數值上等於使兩板間的電勢差為1v時,電容器需要帶的電荷量
d由公式知,電容器的電容與電容器兩極板間的電壓成反比,與電容器所帶的電荷量成正比
考點3 平行板電容器的電容
1、平行板電容器
①定義:在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質——電介質(空氣也是一種電介質),就組成乙個最簡單的電容器,叫做平行板電容器。
2 基本結構:由兩塊彼此絕緣互相靠近的導體組成。
3 帶電特點:兩板電荷等量異號,分布在兩板相對的內側。
4 板間電場:板間形成運強電場(不考慮邊緣效應),場強大小e=u/d,方向始終垂直於板麵。
2、平行板電容器的電容:與平行板正對面積及電介質的相對介電常數成正比,與極板間的距離d成反比。
3、平行板電容器的電容的決定式:
說明:1、 此式為決定式,由此式可以看出,電容c與其所帶電荷量q及兩極板間電壓u無關,完全由電容器本身決定。
2、 式中ε是電介質的介電常數,s是平行板正對面積,k是靜電力常量,d是極板間的距離。
3、 ε是乙個常數,與電介質的性質有關,稱為電介質的相對介電常數。
例5:如圖3所示的實驗裝置中,平行板電容器兩極板的正對面積為s,兩極板的間距為d,電容器的帶電量為q,電容為c,靜電計指標的偏轉角為φ,則下列說法正確的是( )
a、增大d時,φ減小
b、增大q時,φ減小
c、將a板向上提一些時,φ減小
d、在兩板間插入雲母片時,φ減小
解析:靜電計是在驗電器的基礎上製成的,用來測量電勢差,把它的金屬球跟乙個導體連線,把它的金屬外殼跟另乙個導體連線(或者同時接地),從指標的偏轉角度就可以測出兩個導體間的電勢差。如果ab兩極板間的電勢差變大時,φ變大;如果ab兩極板間的電勢差變小時,φ減小減小。
圖中的平行板電容器充電後與電源斷開,因此q不變。。選d。
考點4 兩類典型電容器問題求解方法
1、平行板電容器充電後,繼續保持電容器的兩極板與電池的兩極相連線,電容器的d、s、ε變化將引起電容器的c、q、u、e的變化。
由於電容器始終連線在電池上,因此兩板間的電壓保持不變。
2、平行板電容器充電後,切斷與電池的連線,電容器的d、s、ε變化將引起電容器的c、q、u、e的變化
由於電容器充電後切斷與電池的連線,使電容器的帶電量保持不變。
例6:連線在電池兩極板上的平行板電容器,當兩極板間的距離減小時( )
a、電容器的電容器c變大b、電容器極板的帶電量q變大
c、電容器極板間的帶電量u變大 d、電容器兩極板間的電場強度e變大
解析:平行板電容器的電容的決定式:。式中ε是電介質的介電常數,s是平行板正對面積,k是靜電力常量,d是極板間的距離。
(1)平行板電容器充電後,繼續保持電容器的兩極板與電池的兩極相連線,電容器的d、s、ε變化將引起電容器的c、q、u、e的變化。
由於電容器始終連線在電池上,因此兩板間的電壓保持不變。
(2)平行板電容器充電後,切斷與電池的連線,電容器的d、s、ε變化將引起電容器的c、q、u、e的變化
由於電容器充電後切斷與電池的連線,使電容器的帶電量保持不變。
根據上面的討論,容易得出本題的答案是abd。
因此,在求解電容器的問題時,關鍵是分清楚是u不變還是q不變,然後根據有關的公式進行討論。
例7:一平行板電容器充電後與電源斷開,負極板接地。在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在p點,如右圖1所示,以e表示兩極板間的場強,u表示電容器的電壓,
ep表示正電荷在p點電勢能。若保持負極板不動,將正極板移到圖1中虛線所示的位置,則:( )
a、u變小,e不變b、e變大,ep變大
c、u變小,ep不變d、u不變,ep變大
解析:與電源斷開後,電容器的兩極板所帶電荷量一定,,與d無關,故e不變。當正極板向下移動時,,d減小,u減小。
ep=qu,在實線位置時,ep1=qu1= qed1,(d1表示p點到負極板的距離)同理,在虛線位置時,ep2 = qed1,所以,ep1=ep2。選 ac。
自己討論:(1)如果把下極板上移,結果如何?(2)規定正極板的電勢為零,結果如何?
例8:感測器是一種採集資訊的重要器件,如圖2所示,是一種測定壓力的電容式感測器,當待測壓力f作用於可動膜片電極上時,可使膜片產生形變,引起電容的變化,將電容器、靈敏電流計和電源串接成閉合電路,那麼( )
a、當f向上壓膜片時,電容將增大
b、當f向上壓膜片時,電容將減小
c、若電流計有示數,則壓力f發生變化
d、若電流計有示數,則壓力f不發生變化
解析:可以把這個裝置看成是平行板電容器,當f向上壓膜片時,相當於平行板電容器的兩極板間的距離d減小,,因此,c增大。如果f恆定,電容器的電容c恆定,電容器、靈敏電流計和電源串接成閉合電路中肯定沒有電流,因此,只有當f發生變化時,電流計中才有電流。
因此選ac。
例9:如圖4所示,一平行板電容器跟一電源相接。當k閉合時,平行板電容器極板ab間的一帶電的液滴恰好靜止。若將兩極板間距離增大為原來的兩倍,那麼液滴的運動狀態如何變化?
解析:帶電液滴靜止時,所受的電場力和重力平衡,液滴帶負電。液滴所受的重力不變,當兩板間距離變化時液滴的運動狀態將隨電場力的變化而變化,因為電場力f=eq,所以只要分析場強e的變化情況即可。
如果k閉合,將ab兩板間距離增大到原來的兩倍,電勢差不變,由可知,場強減小為原來的一半。原來的eq=mg,現在,合外力,,方向豎直向下,液滴將向下做初速度為零的加速度為g/2的勻加速直線運動。
自己討論:若先將k斷開,再將兩極板間距增大為原來的兩倍,液滴的運動狀態如何變化?
通過以上的分析,不難看出,理解電容的定義式和平行板電容器的決定式是非常重要的,同時必須對電場中一些基本概念非常的熟悉。
二、練習部分
1.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置,構成一平行板電容器,與它相連線的電路如圖所示,接通開關k,電源即給電容器充電
a.保持k接通,減小兩極板間的距離,則兩極
板間電場的電場強度減小
b.保持k接通,在兩極板間插入一塊介質,
則極板上的電量增大
c.斷開k,減小兩極板間的距離,
則兩極板間的電勢差減小
d.斷開k,在兩極板間插入一塊介質,則兩極板間的電勢差增大
2.某電解電容器上標有「25v、470μf」的字樣,對此,下列說法正確的是( )
a、此電容器只能在直流25v及以下電壓才能正常工作。
b、此電容器只能在交流25v及以下電壓才能正常工作。
c、當工作電壓是25v時,電容才是470μf。
d、這種電容器使用時,不必考慮兩個引出線的極性。
3.在圖2的電路中,u=8v不變,電容器電容c=200 ,r1:r2=3:5,則電容器的帶電量為
a.1×10-3c
b.1.5×10-3c
c.6×10-4c
d.1.6×10-3c
17第七節了解電容器
三維目標 知識與技能 1 知道電容器以及電容器的作用與應用,識別常用的電容器,知道電容器的充放電 2 理解電容的物理意義及電容的定義式c 並會進行有關的計算 3 事物的本質由自身的因素決定,學會用控制變數法 電容器電容的決定因素 4 知道平行板電容器的電容與什麼因素有關,熟悉平行板電容器及內部電場特...
電容器簡介
一 電容器的主要效能 電容器的電氣效能一般有四個主要引數,它們是 1 標稱電容量及偏差 某乙個電容器上標有220nt,表示這個電容器的標稱電容量為220nf,實際電容量應220nf 5 之內,此處t表示容量誤差為 5 若t改為k,表示誤差為 10 改為m表示誤差為 20 2 額定電壓 電容器上還標有...
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一 概況 1 本放案適用於電力電容器及耦合電容器器的安裝 2 引用的標準 電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗收規範 gbj147 90 二 安裝技術措施 1 開箱檢查 裝置開箱後首先進行下列外觀檢查 套管芯棒應無彎曲或滑扣 引出線端連線用的螺母 墊圈應齊全 外殼應無變形,外表無鏽蝕,所有接縫不應有裂紋...