高中物理第2章电场与示波器2_4电容器电容学案沪科版选修3-126页

2.4　电容器　电容
学习目标 重点难点
1.知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造。
2．记住电容的概念及其定义式和决定式。
3．掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨
论有关问题。
重点：电容的概念，影响电容大
小的因素。
难点：用比值法定义电容。
1．电容器
(1)定义：电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器。
(2)构成：由两个彼此绝缘而又相隔很近的导体组成。
(3)功能和作用：储存电荷和电能。
(4)电容器带电荷量：是指某一极板所带电荷量的绝对值。
(5)充电和放电：使电容器两极板带上电荷的过程叫做充电，使电容器两极板失去电荷
的过程叫做放电。
预习交流 1
关于电容器的充放电，下列说法中正确的是(　　)。
A．充放电过程中外电路有瞬间电流
B．充放电过程中外电路有恒定电流
C．充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D．放电过程中电容器中的电场能逐渐减小
答案：AD
2．电容
(1)定义：物理学中把电容器所带的电荷量 Q 与电容器两极板间的电势差 U 的比值，叫
做电容器的电容。
(2)定义式：C＝Q/U。
(3)物理意义：反映电容器容纳电荷本领的物理量。
(4)单位：法拉(F)，微法(μF)，皮法(pF)；1 F＝106μF＝1012pF。
(5)标量：只有大小，没有方向。
预习交流 2
一个电容器的规格是“10 μF　50 V”，则(　　)。
A．这个电容器加上 50 V电压时，电容量才是 10 μF
B．这个电容器的最大电容量为 10 μF，带电量较少时，电容量小于 10 μF
C．这个电器上加的电压不能低于 50 V
D．这个电容器的电容总等于 10 μF
答案：D
3．探究影响平行板电容器的因素
(1)电容器的电容由电容器本身的构造因素决定，与电容器所带电荷量和两极板间电势
差无关。

(2)影响电容器电容的因素
平行板电容器的电容与平行板的正对面积 S、电介质的介电常数 ε 成正比，与极板间
的距离成反比，平行板电容器的电容的决定式为：C＝
εS
4πkd
，式中 k为静电力常量。
预习交流 3
如图所示，当 S闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中，对电
阻 R来说，有无电流通过？如果有，方向怎样？
答案：S接通的瞬间，由于电容器极板间有电介质，所以电流无法通过电容器，但电源
要给电容器充电，即上板充上正电荷，下板充上负电荷，故在充电过程中 R上有从 A到 B的
电流。
待充电稳定后，由于 U 不变，增大两极板间距 d，C 变小，Q＝CU 也变小，故电容器要
放电，在放电过程中 R上有从 B到 A的电流。
4．常用电容器
(1)分类：可分为固定电容器和可变电容器。
(2)击穿电压：加在电容器的电压超过某一限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个
极限电压称为击穿电压。
(3)额定电压：电容器长期工作所能承受的电压，比击穿电压要低。
注意：电容器上标示的是额定电压。
一、电容器的电容
一个电容器容纳电荷的本领是如何描述的？是用电容器所带电荷量来描述的吗？
答案：电容器容纳电荷的本领是用电容这个物理量来描述的，而不是用所带电荷量来描
述。
定义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，它的大小可用电容器的带电荷量与两
极板间的电势差之比来量度。即电容器所带的电荷量 Q与电容器两极板间的电势差 U的比值
叫电容器的电容。
有一充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V，现使它的电荷量减少 3×10－4 C，于是电
容器两极板间电压降为原来的
1
3
，此电容器的电容是________ μF，电容器原来的带电荷量
是________ C。若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是________μF。
答案：150　4.5×10－4　150
解析：电容器两极板间电势差的变化量为
ΔU＝(1－
1
3
)U＝
2
3
×3 V＝2 V。

由 C＝
ΔQ
ΔU
，有 C＝
3 × 10－4
2
F＝1.5×10－4 F＝150 μF。
设电容器原来的电荷量为 Q，则
Q＝CU＝1.5×10－4×3 C＝4.5×10－4 C。
电容器的电容是由电容器本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，
电容仍然是 150 μF。
(1)电容器和电容，两者不是同一个概念，电容器是盛放电荷的一种容
器，电容是描述这种容器盛放电荷本领大小的一个物理量。如果把电容器比作水缸的话，则
电容...