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文本内容:
第4讲 电容器[目标定位]
1.了解电容器的功能,电容器如何工作,知道常见的电容器有哪些.
2.了解不同的电容器电容量不同,知道决定电容器电容的因素.
一、电容器
1.电容器是储存电荷的装置.莱顿瓶是最早出现的电容器.
2.平行板电容器在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质.两个金属板是电容器的两个极板.
3.充电把电容器两极板分别与电池正、负极相连,使电容器两极板分别带上等量异种电荷.想一想 有的同学认为两个彼此绝缘的导体都是一个电容器,你认为这种说法对吗?为什么?答案 不对.必须是两个绝缘又互相靠近的导体才是一个电容器.
二、电容器的电容
1.电容的大小在一定的电压下,不同电容器的极板上储存的电荷有多有少,也就是电容器的电容有大有小.
2.电容器极板的正对面积越大,极板间的距离越近,电容器的电容就越大.极板间电介质的性质也会影响电容器的电容量.
3.国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F.实际常用的单位是微法μF和皮法pF,它们的关系是1μF=10-6__F,1pF=10-12__F.想一想 是不是只有充了电的电容器才有电容,没有充电的电容器就没有电容?答案 不是.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,电容决定于电容器的本身结构,与电容器是否充电,充电多少无关.
一、对电容器的理解
1.电容器的带电荷量电容器任意一个极板所带电荷量的绝对值.
2.充电把电容器两极板分别与电池正、负极相连,使电容器两极板分别带有等量异种电荷.充电过程中电路中有瞬时电流;充电结束后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板间的电压与充电电压相等.图1-4-
13.放电充电结束后的电容器与用电器相连,电容器两个极板的电荷量瞬时减少为零.放电过程中电路中有瞬时电流,放电结束后,电容器所在电路中无电流,电容器两极板所带电荷量为零.图1-4-
24.常见的几种电容器及符号图1-4-3例1 下列一组电容器是可变电容器的是 答案 D解析 A、B、C项中的电容器均是固定电容器,D项中的电容器是可变电容器.针对训练1 2015年4月16日,中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线,不久将成为二三线城市的主要公交用车.这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器”.如图1-4-4所示,这种电容器安全性高,可反复充放电100万次以上,使用寿命长达十二年,且容量超大达到9500F,能够在10s内完成充电.下列说法正确的是 图1-4-4A.该“超级电容器”能储存电荷B.该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大C.该“超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能D.充电时电源的正极应接“超级电容器”的负极答案 A解析 电容器能储存电荷,A正确;电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领,由电容器本身决定,与电压无关,B错;电容器放电过程把电能转化为其他形式的能,C错误;电容器充电时,电源的正极接电容器的正极,D错误.
二、对电容器的电容的理解电容器极板的正对面积越大,极板间的距离越近,电容器的电容就越大.极板间电介质的性质也会影响电容器的电容量.例2 如图1-4-5所示,一平行板电容器与一电源连接,电源两端的电压保持不变,若使电容器两板间的距离变小,则 图1-4-5A.电容器的电容比原来减小B.电容器两板间的电压比原来减小C.电容器所带的电荷量比原来增加D.所带的电荷量比原来减少答案 C解析 电容器极板间的距离越近,电容器的电容就越大,选项A错误;充电结束后,电容器两极板间的电压与电源电压相等,选项B错误;在电压不变的情况下,电容增大,则电容器所带电荷量增加,选项C正确,D错误.针对训练2 下列哪些方法可以改变电容器的电容 A.改变电容器两极上的电荷量B.改变电容器两极板间的电压C.改变电容器两极板的正对面积D.改变电容器两极板间的距离答案 CD解析 电容是表示电容器储存电荷能力的物理量,与电容器两极间的电压以及它所带的电荷量无关,与电容器两极板的正对面积、两极板间的距离以及极板间电介质的性质有关.故A、B错误,C、D正确.对电容器的理解
1.关于电容器,以下说法中正确的是 A.电容器所带的电荷量是指两个极板所带电荷量的绝对值之和B.电容器的电容跟它所容纳的电荷的电荷量无关,但跟两极板间的电压有关C.可变平行板电容器的动片旋进两极板正对面积减小,它的电容就增大;旋出,它的电容就减小D.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关答案 D解析 电容器所带的电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值,故A错误;电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电荷量无关,故B错误;减小平行板电容器的正对面积,其电容将减小,故C错误;任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关,故D正确.
2.一个电容器的规格是“10μF,50V”,则 A.这个电容器加上50V电压时,电容才是10μFB.这个电容器的最大电容为10μF,带电荷量较少时,电容小于10μFC.这个电容器所加电压不能低于50VD.这个电容器的电容总等于10μF答案 D解析 电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,与电容器两端是否加电压,以及加多大电压无关,因此选项D正确.对电容器的电容的理解
3.如图1-4-6所示,是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中 图1-4-6A.电容器电容变大B.电容器电容变小C.电容器放电D.电容器充电答案 BC解析 电容器极板间距离越大,电容越小,故A错误,B正确;电容减小,在两极板间电压不变的情况下,电容器的带电荷量减小,故电容器要放电,C正确,D错误.
4.关于电容器,以下说法正确的是 A.电容器两板正对面积变大,电容变小B.电容器两板距离变大,电容变小C.两板间放入电介质,电容变大D.两板间电压增大,电容变大答案 BC解析 电容器两板正对面积变大,电容变大,选项A错误;电容器两板距离变大,电容变小,选项B正确;两板间放入电介质,电容变大,选项C正确;电容的大小与两极板间的电压无关,选项D错误.时间60分钟题组
一、对电容器的理解
1.下列电学器件中,哪个是电容器 答案 C
2.下列关于电容器的说法正确的是 A.电容器可以由两个彼此绝缘的正对金属极板构成B.电容器只能储存同种电荷C.照相机闪光灯应用电容器放电发出强光D.电容器既能充电也能放电答案 ACD解析 任意两个彼此绝缘而相距较近的导体都可以构成一个电容器,故选项A正确;电容器的两极板可带异种电荷,故选项B错误;照相机拍照前先用较长的时间一般是几秒给电容器充电,拍照时触发闪光灯,使电容器通过灯管放电,发出耀眼的白光,故选项C正确;电容器既能充电也能放电,故选项D正确.
3.电容器是一种常用的电子元件,对电容器认识正确的是 A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有μF和pF,1μF=103pF答案 A解析 电容是表征电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小由构成电容器本身因素决定,如极板正对面积、板间距离、电介质等,与是否带电、电压的高低等无关.1μF=106pF.故只有选项A正确.
4.如图1-4-7所示的电路,当开关与a相连时,通过灵敏电流表Ⓖ的电流方向________选填“向左”或“向右”.然后将开关与b相连,此时通过灵敏电流表Ⓖ的电流方向________选填“向左”或“向右”.图1-4-7答案 向右 向左解析 当开关与a相连时,电容器充电,电流向右通过灵敏电流表Ⓖ;将开关与b相连,此时电容器放电,所以电流向左通过灵敏电流表Ⓖ.
5.电阻器、电容器、电感器是电子电路中常用的元件,图1-4-8中“C”代表的元件是 图1-4-8A.电阻器B.电容器C.电感器D.开关答案 B题组
二、对电容器的电容的理解
6.有关电容器的单位及换算正确的是 A.电容的单位是库仑B.电容的国际单位是法拉C.1法=10-6微法D.法拉是个很小的单位答案 B解析 电容的国际单位是法拉,选项A错误,B正确;法拉是个很大的单位,1法=106微法,选项C、D错误.
7.关于电容器的电容,下列说法中正确的是 A.电容器两极的电压越大,电容就越大B.电容器所带电荷量越多,电容就越大C.电容器所带电荷量为零,电容就为零D.电容器的电容与两极的电压及所带电荷量均无关,仅由电容器本身的因素决定答案 D解析 电容器的电容与两极的电压及所带电荷量均无关,仅由电容器本身的因素决定,D正确.
8.下列关于电容的说法中,正确的是 A.一只电容器所带的电荷量越大,电容越大B.如果一个电容器两极板间没有电压,就没有电荷量,也就没有电容C.对于可变电容器而言,在其他条件不变的基础上,电容器极板的正对面积越大,电容越小D.对于可变电容器而言,在其他条件不变的基础上,电容器极板的正对面积越大,电容越大答案 D解析 电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小是由电容器自身性质决定的,取决于两极板的正对面积、极板间的距离及两极板间电介质的种类这三个因素,所以A、B错误;对于可变电容器,动片旋入越多,正对面积越大,电容也就越大,故选项C错误,D正确.
9.如图1-4-9所示是用来测定角度θ的电容式传感器.当动片与定片之间的角度θ发生变化时,引起极板正对面积S的变化,使电容C发生变化,知道C的变化,就可以知道θ的变化情况.下列说法正确的是 图1-4-9A.θ变大,则C变大B.θ变大,则C变小C.θ变小,则C变大D.θ变小,则C变小答案 BC解析 由题图知θ变大,S变小,C变小;同理,若θ变小,则S变大,C变大,故选项B、C正确.。