一、電容器和電容1．電容器(1)基本構(gòu)造：任何兩個彼此______又相距很近的導體，都可以看成一個電容器． 盛電荷的容器(2)電容器充電的過程中，兩極板的電荷量______，極板間的電場強度_____，電源的能量不斷儲存在電容器中；放電的過程中，電容器把儲存的能量通過電流_____轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量．
2．電容　　　　　　　　　　 一個極板所帶電荷量的絕對值 (1)定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板之間的電勢差U之比，叫作電容器的電容．用________來表示．(2)定義式：C＝________．(3)單位：法拉，簡稱法，符號是F.常用的單位還有微法(μF)和皮法(pF)，它們與法拉的關(guān)系是：1 μF＝________ F，1 pF＝________ F．
三、常用電容器1．分類：從構(gòu)造上看，可以分為_____電容器和_____電容器兩類．2．固定電容器有：________電容器、________電容器等．3．可變電容器由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫作________，可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫作________．轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的________發(fā)生變化，電容就隨著改變．
【情境思考】如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡圖．稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導致平行板上層膜片電極下移．則放上物體后，判斷以下問題．(1)電容器的電容變小．(　　)(2)電容器的帶電量增大．(　　)(3)電容器兩極板間電場強度變小．(　　)?
拓展 1　如圖所示，開關(guān)S與“1”端接觸后，再與“2”端接觸，小燈泡是否發(fā)光？怎樣解釋？若發(fā)光，電流方向如何？提示：當開關(guān)接“1”時，給電容器充電，上極板帶正電荷，下極板帶等量負電荷，當電容器上電壓與電源電壓相同時，充電完畢；當開關(guān)接“2”時，電容器通過燈泡放電，放電電流是從正極板流出沿燈泡向下，隨著電荷量減少電壓降低，燈泡變暗，放電完畢，燈泡熄滅．
拓展3　[拓展學習]教材圖10.4－3.如何根據(jù)放電的I-t圖像估算電容器釋放的電荷量？提示：I-t圖像與坐標軸圍成的圖形的面積表示釋放的電荷量．面積估算，先算出一個小格的面積，再乘以小格總數(shù)(數(shù)格時多于半個格的算一格，少于半格的舍去)．
目標一　電容器及電容器的充、放電【導思】?　把直流電源、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驗電路．
(1)把開關(guān)S接1，此時電源給電容器充電．在充電過程中，電壓表和電流表的示數(shù)如何變化？說明了什么問題？(2)把開關(guān)S接2，電容器對電阻R放電．在放電過程中，電壓表和電流表示數(shù)如何變化？說明了什么問題？
電壓表示數(shù)迅速增大，隨后逐漸穩(wěn)定在某一數(shù)值，電流表示數(shù)逐漸減小至0，說明電容器兩極板具有一定的電勢差．充電完畢時電容器兩極板帶有一定的等量異種電荷，即使斷開電源，兩極板上的電荷仍然被保存在電容器中．
電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)都逐漸減小，說明放電電流由電容器的正極板經(jīng)過電阻R流向電容器的負極板，正負電荷中和．此時兩極板所帶的電荷量減小，電勢差減小，放電電流也減小，最后兩極板電勢差以及放電電流都等于0.
【歸納】1．充電過程的特點(1)充電電流從電容器正極板流入，從電容器負極板流出，如圖所示．(2)充電時電容器所帶電荷量增加，極板間電壓升高，極板間電場強度增大．(3)電容器充電結(jié)束后，電容器所在電路中無電流，電容器兩極板間電壓與充電電壓相等．(4)充電過程中，其他能轉(zhuǎn)化為電容器中的電場能．
2．放電過程的特點(1)放電電流從電容器正極板流出，從電容器負極板流入，如圖所示．(2)放電時電容器所帶電荷量減少，極板間電壓降低，極板間電場強度減弱．(3)電容器放電結(jié)束后，電容器所在電路中無電流，電容器不再帶有電荷，電容器兩極板間電壓為零．(4)放電過程中，電場能轉(zhuǎn)化為其他能．
【典例】例1. 下列關(guān)于電容器的相關(guān)知識描述正確的是(　　)
A．圖甲為電容器充電示意圖，充完電后電容器上極板帶正電，兩極板間的電壓U等于電源的電動勢EB.圖乙為電容器放電示意圖，放電過程中電流大小保持不變C.圖丙為電解電容器的實物圖和符號，圖丁為可變電容器的實物圖和符號，兩種電容器使用時都嚴格區(qū)分正負極D．圖戊中的電容器上有“5.5 V　1.0 F”字樣，說明該電容器只有兩端加上5.5 V的電壓時電容才為1.0 F
解析：題圖甲為電容器充電過程，電容器上極板與電源的正極相連，故上極板帶正電，充完電后兩極板間的電壓U等于電源的電動勢E，故A正確；題圖乙為電容器放電過程，若電容器上極板帶電荷量為＋Q，則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左，且電流逐漸減小，故B錯誤；題圖丙為電解電容器的實物圖和符號，題圖丁為可變電容器的實物圖和符號，前者使用時嚴格區(qū)分正負極，后者沒有，故C錯誤；題圖戊中的電容器上有“5.5 V　1.0 F”字樣，說明該電容器兩端電壓最大值為5.5 V，而電容與電容器的電壓，及電荷量均無關(guān)，總是為1.0 F，故D錯誤．
[訓練1]　電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，不同的是反應(yīng)比較靈敏，且可以和計算機相連，能畫出電流與時間的變化圖像．圖甲是用電流傳感器觀察充、放電過程的實驗電路圖，圖中電源電壓為6 V.先使開關(guān)S與1接通，待充電完成后，再把開關(guān)S與2接通，電容器通過電阻放電，電流傳感器將電流信息傳入計算機，顯示出電流隨時間變化的I-t圖像如圖乙所示．根據(jù)圖像估算出電容器全部放電過程中釋放的電荷量約為________ C，該電容器電容為________ F．(均保留一位有效數(shù)字)
[訓練2]　(多選)王老師利用如圖所示的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點的電流大小隨時間變化的圖像及電容器兩極板的電勢差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，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，C錯誤，D正確．
[訓練3]　如圖所示，電源A兩端的電壓恒為6 V，電源B兩端的電壓恒為8 V．當開關(guān)S從A扳到B時，通過電流計的電荷量為1.2×10－5 C，則電容器的電容約為(　　)A．2×10－5 F B．1.5×10－6 FC．6×10－6 F D．8.6×10－7 F
解析：當開關(guān)S接A時，電容器上極板帶正電，所帶電荷量Q＝CUA，當開關(guān)S扳到B時，電容器上極板帶負電，所帶電荷量Q′＝CUB，該過程中通過電流計的電荷量ΔQ＝Q＋Q′＝C(UA＋UB)＝1.2×10－5 C，解得電容C≈8.6×10－7 F，D正確．
[訓練4]　一個平行板電容器，使它每個極板所帶電荷量從Q1＝3×10－5 C增加到Q2＝3.6×10－5 C時，兩極板間的電勢差從U1＝10 V增加到U2＝12 V，求這個電容器的電容．如要使兩極板電勢差從U1＝10 V降到U2′＝6 V，則每個極板需減少多少電荷量？
答案：3 μF　1.2×10－5 C
目標三　 平行板電容器的動態(tài)分析【導思】　平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組成．利用平行板電容器進行如下實驗：
S減小，電勢差U增大，電容C減?。?br/>d增大，電勢差U增大，電容C減?。?br/>插入電介質(zhì)，電勢差U減小，電容C增大．
【典例】例4. 研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小C．實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大D．實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大
例5. 如圖所示，平行板電容器與一個恒壓直流電源連接，下極板通過A點接地，一帶正電小球被固定于P點．現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則下列說法正確的是(　　)A．平行板電容器的電容值將變大B．靜電計指針張角變小C．帶電小球的電勢能將減小D．若先將下極板與A點之間的導線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電小球所受靜電力不變
[訓練5]　半導體指紋傳感器，多用于手機、電腦、汽車等設(shè)備的安全識別．傳感器半導體基板上有大量金屬顆粒，基板上的每一點都是小極板，其外表面絕緣．當手指的指紋一面與絕緣表面接觸時，由于指紋凹凸不平，凸點處與凹點處分別與半導體基板上的小極板形成正對面積相同的電容器，使每個電容器的電壓保持不變，對每個電容器的放電電流進行測量，即可采集指紋．指紋采集過程中，下列說法正確的是(　　)A．指紋的凹點處與小極板距離遠，電容大B．指紋的凸點處與小極板距離近，電容小C．手指擠壓絕緣表面，電容器兩極板間的距離減小，電容器所帶電荷量增大D．手指擠壓絕緣表面，電容器兩極板間的距離減小，電容器所帶電荷量減小
[訓練6]　如圖所示，豎直放置的平行板電容器與電源相連，在兩極板A、B之間用絕緣細線懸掛一帶電小球，閉合開關(guān)S，小球靜止時，細線與豎直方向的夾角為θ.則下列說法正確的是(　　)A．小球帶正電B．保持開關(guān)S閉合，僅將兩極板間的距離適當增大，θ角將減小C．斷開開關(guān)S，僅將兩極板間的距離適當增大，θ角將減小D．斷開開關(guān)S，僅將兩極板間的正對面積適當減小，θ角將減小
解析：電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，一個確定的電容器對應(yīng)唯一的電容值，由電容的定義式知確定的電容器所帶電荷量與電壓的比值恒定不變，不能說電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比，故A錯誤，C、D正確．對于確定的電容器，由于電容是定值，由Q＝CU知其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比，故B正確．
2．(多選)一個電容器的規(guī)格是“100 μF　25 V”，對這兩個數(shù)據(jù)的理解正確的是(　　)A．這個電容器只有加上25 V電壓時，電容才是100 μFB．這個電容器儲存的電荷量一定為2.5×10－3 CC．這個電容器所加電壓不能高于25 VD．這個電容器所加電壓可以低于25 V，但電容不變，總是100 μF(電容器本身不發(fā)生變化)
解析：一個電容器的規(guī)格是“100 μF　25 V”，其中100 μF是電容器的電容，是其本身的屬性，不隨所加電壓的變化而變化，25 V是電容器的擊穿電壓，這個電容器所加電壓可以低于25 V，但不能高于25 V，當所加電壓小于25 V時，這個電容器儲存的電荷量小于2.5×10－3 C．故選 C、D.
3．可用如圖所示的電路對電容器進行充電．在對電容器充電的過程中，下列說法正確的是(　　)A．電容器所帶的電荷量逐漸增大B．電容器所帶的電荷量保持不變C．電容器的電容逐漸增大D．電容器兩極間的電壓逐漸減小
解析：電容器充電，則所帶的電荷量逐漸增大，A正確，B錯誤；電容器的電容不變，C錯誤；根據(jù)Q＝CU可知，電容器兩極間的電壓逐漸增加，D錯誤．
4．心臟除顫器是通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟完全停止跳動，再刺激心顫患者的心臟恢復正常跳動．如圖是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為15 μF，充電至9.0 kV電壓，如果電容器在2.0 ms時間內(nèi)完成放電，放電結(jié)束時電容器兩極板間的電勢差減為0.下列說法正確的是(　　)A．若充電至4.5 kV，則該電容器的電容為7.5 μFB．充電至9.0 kV時，該電容器所帶電荷量是0.27 CC．這次放電有0.135 C的電荷量通過人體組織D．這次放電過程中通過人體組織的電流恒為67.5 A
5．(多選)運動步數(shù)的測量是通過手機內(nèi)電容式加速度傳感器實現(xiàn)的．如圖，M極板固定，當手機的加速度變化時，N極板只能按圖中標識的“前后”方向運動．圖中R為定值電阻．下列對傳感器描述正確的是(　　)?A．靜止時，電流表示數(shù)為零，電容器兩極板不帶電B．N極板由靜止突然向“后”運動時，電容器的電容減小C．N極板由靜止突然向“后”運動時，電流由b向a流過電流表D．N極板由靜止突然向“后”運動時，電容器間的電場強度減小

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