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高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第5节 科学探究:电容器精品教案
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第5节 科学探究:电容器精品教案，共20页。
知识点一 观察电容器的充、放电现象
[观图助学]
平行板电容器的充电与放电示意图
1.电容器：能储存电荷的电学元件称为电容器。两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器。
2.电容器的充电、放电
(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两极板上分别带上等量的异号电荷的过程。
(2)放电：充电后的电容器两极板通过电流计接通，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷中和而不再带电。
[思考判断]
(1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。(×)
(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。(×)
(3)电容器充电过程是将其他形式的能转化成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能。(√)
知识点二 电容器的电容
1.电容
(1)定义：电容器的电荷量Q与两极板间的电压之比。
(2)公式：C＝eq \f(Q,U)。
(3)单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号F。
1 F＝1 C/V，常用单位还有微法和皮法。换算关系1 F＝106 μF＝1012 pF。
(4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
2.平行板电容器
(1)结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器。
(2)决定因素：平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比。
(3)表达式：C＝eq \f(εrS,4πkd)。式中k为静电力常量。
[思考判断]
(1)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。(×)
(2)公式C＝eq \f(εrS,4πkd)可用来计算任何电容器的电容。(×)
(3)将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小。(×)
(4)无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零), 它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变。(√)
(5)电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关。 (√)
(6)若电容器不带电，则电容C为零。(×)
知识点三 常见电容器及其应用
1.电容器的分类
(1)按照导体极板间所用的电介质分类：空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。
(2)按电容器的电容是否可变分类：可变电容器和固定电容器等。
2.额定电压和击穿电压
(1)额定电压：电容器安全工作时电压的上限。它比击穿电压要低。
(2)击穿电压：是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的电介质将被击穿，电容器将被损坏。
3.应用
利用电容器可以测量水位，驻极体话筒也是利用电容器的原理制造的。
1.电容器的充、放电是电容器的基本工作方式。
2.电容器的充、放电过程非常短暂，瞬间完成。即充、放电电流是短暂的。
3.电容器的充电电流与放电电流的方向相反。
4.电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电源的电压相等。
5.电容器放电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器不再带有电荷，电容器两极板间电压为零。
电容器的带电荷量是指一个极板所带的电荷量的绝对值。
不同容器，使其中的水位升高1 cm，所需的水量是不同的。
利用类比法形成电容的概念
(1)电荷量Q类比于水的体积V，电势差U类比于水的深度H。对于同一电容，U越大，Q越大，对于同一柱形水容器，H越大，V越大；
(2)对于给定柱形水容器，V与H的比值为常量，对于给定的电容器，Q与U的比值为常量。
电容两个公式比较
在电路图中的符号为“”
)
核心要点 观察电容器的充、放电现象
[要点归纳]
1.电容器充、放电特点
(1)充电过程是将电能储存在电容器中的过程。
充电过程特点(如图乙所示)
①充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。
②电容器所带电荷量增加。
③电容器两极板间电压升高。
④电容器中电场强度增大。
⑤充电过程中电容器从电源获取的能量为电能。
(2)放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
放电过程特点(如图丁所示)
①放电电流方向是从正极板流出的电流的方向。
②电容器两极板上电荷量减少。
③电容器两极板间电压降低。
④电容器中电场强度减小。
⑤电容器的电场能转化成其他形式的能量。
2.实验步骤
(1)调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准。
(2)断开开关，正确连接实物图，电路图如图。
(3)把单刀双掷开关S和触点1连通，观察电容器的充电现象，并将现象记录在表格中。
(4)把单刀双掷开关S和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将现象记录在表格中。
(5)断开开关。
3.实验结论
[试题案例]
[例1] 某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：干电池E(两端电压恒定)、开关S1和S2，电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ )、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干。
图(a)
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2，再断开开关S2，闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。
(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上描绘出U－t图线。已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_________________________。
答案 (1)
(2)3.60 (3)40.0
(4)使实验前电容器两极板上的电荷中和
[针对训练1] 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )
A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。
答案 A
核心要点 电容器的电容
[要点归纳]
1.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流。
2.C＝eq \f(Q,U)是电容的定义式。电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关。
3.对电容定义式的进一步推导
对于一个确定的电容器，电容C是不变的，故当电容器所带电荷量分别为Q1和Q2时，有C＝eq \f(Q1,U1)，C＝eq \f(Q2,U2)，则C＝eq \f(Q1－Q2,U1－U2)＝eq \f(ΔQ,ΔU)，即电容的大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量ΔQ与电容器两极板间电压的变化量ΔU的比值。
4.通过Q－U图像理解电容如图所示，对固定的电容器，Q－U图像是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，直线的斜率表示电容大小，因而电容器的电容也可以表示为C＝eq \f(ΔQ,ΔU)，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量。
[试题案例]
[例2] (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量
B.电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C＝eq \f(Q,U)知，若电容器两极间电压为10 V，极板带电荷量为2×10－5 C，则电容器电容大小为5×105 F
解析 电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A正确；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与带电多少无关，B错误；由电容的定义式可知，C正确；电压为10 V，电荷量为2×10－5 C时，电容C＝eq \f(Q,U)＝2×
10－6 F，D错误。
答案 AC
[针对训练2] (多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上的电荷量Q、极板间电压U和电容C之间关系的图像，其中正确的是( )
解析 给定的电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器带的电荷量Q和两极板间的电压U均无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图告诉我们对给定电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。
答案 CD
核心要点 电容器的动态分析问题
[观察探究]
电容式触摸屏的结构示意图如图所示。
(1)若电容器两极板间的电压不变，用手按外屏时，两极板间的距离减小，电容怎么变化？电容器带电荷量怎么变化？
(2)若电容器带电荷量不变，用手按外屏两极板间的距离减小时，电容器两极板间的电压怎么变化？
答案 (1)U不变，d减小，可推出：C变大，Q变大
(2)Q不变，d减小，可推出：C变大，U变小
[探究归纳]
1.板间电场强度的两个公式
(1)板间电压与电场强度的关系公式：E＝eq \f(U,d)。
(2)板间电场强度的决定公式：E＝eq \f(4πkQ,εrS)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或E∝\f(Q,S)))，
即板间电场强度正比于电荷的面密度。
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(公式的推导：E＝\f(U,d)＝\f(Q,Cd)＝\f(4πkQ,εrS)，所以E∝\f(Q,S)))
2.分析电容器动态变化问题的步骤
(1)明确电容器与电源连接情况，从而确定是电压不变还是电荷量不变。
(2)由C＝eq \f(εrS,4πkd)，根据εr、S、d的变化确定C的变化。
(3)由C＝eq \f(Q,U)确定Q或U的变化。
(4)根据E＝eq \f(U,d)＝eq \f(4πkQ,εrS)判断E的变化。
[试题案例]
[例3] 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若( )
A.保持S不变，增大d，则θ变大
B.保持S不变，增大d，则θ变小
C.保持d不变，减小S，则θ变小
D.保持d不变，减小S，则θ不变
解析 静电计指针偏角大小体现了电容器两极板间电压大小。因电容器所带电荷量Q保持不变，由C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(εrS,4πkd)知，保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，U增大，偏角θ也增大，故选项C、D错误。
答案 A
[针对训练3] (多选)一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电荷量足够小，固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间电压，φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，Q表示极板所带的电荷量。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则( )
A.U不变，Ep不变 B.E不变，Ep不变
C.Q不变，E不变 D.φ变小，E变小
解析 平行板电容器充电后与电源断开，则两极板所带电荷量恒定，即Q不变，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则两极板间的距离减小，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)可得电容器电容增大，根据C＝eq \f(Q,U)可得U减小，因为E＝eq \f(U,d)＝eq \f(4πkQ,εrS)，故电场强度E不变。则P与负极板间的电势差不变，P点的电势φ不变，正电荷在P点的电势能Ep不变，故选项B、C正确。
答案 BC
1.(电容器的充、放电)如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从________到________；平行板电容器充电稳定后，在将两极板间距离增大的过程中，通过R的电流方向是从________到________；如果电容器充电完毕后，先断开S，再将两极板间距离增大，在此过程中，R上________(选填“有”或“无”)电流通过。
解析 电容器在充、放电过程中，电路中将有电流流过，电流方向为正电荷定向移动的方向。在接通S的瞬间，电容器被充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向由A到B；稳定后，将两极板间距离增大，根据C∝eq \f(εrS,d)得，电容减小，因为U不变，所以电容器极板上的电荷量减小，即电流方向由B到A；将开关S断开后，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节极板间距离，均无电流通过。
答案 A B B A 无
2.(关于电容器、电容的理解)下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容器简称电容
B.电容器A的电容比B的大，说明A带的电荷量比B的多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C＝eq \f(Q,U)知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比
解析 电容器和电容是两个不同的概念，A错误；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，说明不了A带的电荷量比B多，B错误；电容器的电容大小只与其本身的性质有关，和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压无关，D错误。
答案 C
3.(平行板电容器的动态分析问题)(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是( )
A.增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大
C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零
解析 电容器上所带电荷量一定，由公式C＝eq \f(εrS,4πkd)知，当d变大时，C变小，再由C＝eq \f(Q,U)得U变大，选项A正确；当A板上移时，正对面积S变小，C也变小，U变大，选项B正确；当插入玻璃板时，C变大，U变小，选项C错误；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，选项D错误。
答案 AB
4.(电容的有关计算)有一充电的电容器，两极板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
解析 C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(4.5×10－4,3) F＝1.5×10－4 F
电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5×10－4 F。此时电容器所带电荷量为Q′＝CU′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4 C。
答案 1.5×10－4 F 1.5×10－4 F 3×10－4 C
5.(常见电容器)将可变电容器动片旋出一些( )
A.电容器的电容增大 B.电容器的电容减小
C.电容器的电容不变 D.以上说法都有可能
解析 可变电容器动片旋出后，极板间正对面积减小，由C＝eq \f(εrS,4πkd)可得，电容器的电容减小，选项B正确，A、C、D错误。
答案 B
基础过关
1.下列关于电容器的叙述正确的是( )
A.电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才能称为电容器
B.两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，当带电时构成电容器，不带电时不是电容器
C.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D.电容器充电过程是将其他形式的能转化为电容器的电能并储存起来；电容器的放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能
解析 电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A、B错误；电容器所带的电荷量指任一极板所带电荷量的绝对值，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确。
答案 D
2.电容器是储存电荷和电能的元件，在实际生活中有广泛的应用。图b为手机充电宝内部的部分简化电路，电路中表示电容器的符号是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析 由图可知，甲为电源，乙为定值电阻，丁为可变电阻，丙为电容器，故C正确，A、B、D错误。
答案 C
3.据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中，用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是( )
A.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大
B.该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少
C.该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
D.充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零
解析 电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，与电容器的电压及电荷量无关，故A、D错误；当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，故B正确，C错误。
答案 B
4.(多选)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.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
C.充、放电过程中外电路有恒定电流
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少
解析 电容器充、放电过程中，电路中有短暂的电流，且电流是逐渐减小的，选项A正确，C错误；充电过程中电源提供的电能有一部分贮存到电容器两板间的电场中，选项B错误；放电过程中，随着电容器两板间所带电荷量逐渐减小，场强也逐渐减小，电场能也逐渐减小，选项D正确。
答案 AD
5.如图所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V，对电容器来说正确的是( )
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5.0×10－2 F
D.该电容器的电荷量的变化量为0.2 C
解析 由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错误，B正确；由
C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(0.2,40) F＝5×10－3 F，可知C错误；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错误。
答案 B
6.(多选)电容式传感器是用来将各种非电学量信号转换为电信号的装置。由于电容器的电容C取决于极板的正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一个因素变化时就能引起电容的变化，若电容器接在电路中，电容的变化就会造成充、放电，使电路中的电流发生变化，这就是传感器的工作原理。关于下面四个电容式传感器的说法正确的是( )
A.甲图传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液体深度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器可以用来测量速度
解析 甲图是通过改变动片和静片的正对面积来实现电容改变的，改变正对面积的方式是通过转动，因此可以作为角度传感器；乙图传感器是通过导电液体液面升、降改变与金属芯线的正对面积，从而改变电容，所以可用来测量液体深度；丙图传感器可根据压力的不同使膜片与固定极板的距离不同，实现了力与电容的转换；丁图是通过改变介质的位置而改变电容的，属位置传感器，不能用来测速度。选项A、B、C正确，D错误。
答案 ABC
能力提升
7.用电流传感器可以记录电流的瞬时变化，从而可以观察到电容器的充、放电情况，按照如图甲连接电路，可以观察到电容器的放电情况，操作过程如下：先将开关S接1，进行充电，充电完毕后，再将开关S接2，电容器将放电，放电过程中，电路中电流和时间的关系如图乙所示，已知电源两极间的电压为5 V，则由图线可知( )
A.电容器全部放电过程放出的电荷量约为8.32×10－3 C
B.电容器全部放电过程放出的电荷量约为2.72×10－3 C
C.电容器的电容约为1.664×108 μF
D.电容器的电容约为780×108 μF
解析 因电荷量Q＝It，根据I－t图像的含义，可知图像与时间轴所围的面积表示在4.4 s内电容器放出的电荷量。根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子表示的电荷量为8×10－5 C，由大于半格算一格，小于半格舍去，可知图像所包含的格子个数约为34，所以放出的电荷量约为Q＝8×10－5 C×34＝2.72×10－3 C，则电容器的电容C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(2.72×10－3,5) F＝5.44×10－4 F＝5.44×108 pF，故A、C、D错误，B正确。
答案 B
8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0，则下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是( )
解析 由C＝eq \f(εrS,4πkd)知，C与两极板间距离d成反比，C与x不是线性关系，A错误；电容器充电后与电源断开，电荷量不变，由C＝eq \f(εrS,4πkd)、Q＝CU、U＝Ed得E＝eq \f(4πkQ,εrS)是定值，B错误；因负极板接地，电势为零，所以P点电势为φ＝E(L－x)，L为P点到负极板的初始距离，E不变，φ随x增大而线性减小，C正确；由Ep＝qφ知Ep与电势φ变化情况一样，D错误。
答案 C
9.(多选)如图所示，平行板电容器两极板A、B与电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部。闭合开关S，充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ，则( )
A.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大
B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变
C.断开S，将A板向B板靠近，则θ增大
D.断开S，将A板向B板靠近，则θ不变
解析 保持开关S闭合，电容器两极板间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大，选项A正确，B错误；断开开关S，电容器所带的电荷量不变，C＝eq \f(εrS,4πkd)，E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)，知d变化，E不变，电场力不变，θ不变，选项C错误，D正确。
答案 AD
10.如图所示的电容式键盘，是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的( )
A.两极板间的距离
B.两极板间的电压
C.两极板间的电介质
D.两极板的正对面积
解析 计算机键盘上的键上下运动改变两极板间距离。
答案 A
11. (多选)如图所示是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，
下列关于该仪器的说法中，正确的有( )
A.该仪器中电容器的两个电极分别是芯柱和导电液体
B.芯柱外套的电介质越厚，该电容器的电容越大
C.如果指示器显示出电容增大了，则说明液面升高了
D.如果指示器显示出电容减小了，则说明液面升高了
解析 该装置的结构类似于平行板电容器：芯柱和导电液体构成电容器的两个电极，电介质的厚度d相当于两平行板间的距离，h越大，则正对面积S越大；所以其他条件不变，d越大时，C就越小；若C增大，就表明h增大了，故选A、C项。
答案 AC
12.如图所示，水平放置面积相同的金属板A、B，A板挂在天平的一端，B板用绝缘支架固定。当天平平衡时，两极板间的距离为5 mm，若在两极板间加400 V的电压后，在天平右端要增加4 g砝码，天平才能恢复平衡，试求金属板A所带的电荷量。
解析 由平衡条件知eq \f(U,d)q＝mg
q＝eq \f(mgd,U)
代入数据得q＝5×10－7 C。
答案 5×10－7 C
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
1.知道电容器的概念，认识常见电容器。
2.理解电容的概念及定义方法。
3.知道平行板电容器的电容，并了解影响电容器电容大小的因素。
1.应用电容的定义式进行简单的计算，体会比值定义的方法。
2.知道改变平行板电容器电容大小的方法。
观察电容器的充、放电现象
探究影响平行板电容器电容大小的因素。
体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养探究新事物的兴趣。
公式
C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(ΔQ,ΔU)
C＝eq \f(rS,4πkd)
特点
定义式(计算式)
决定式(平行板电容器)
意义
对某电容器Q∝U，反映了电容器容纳电荷的本领大小
对平行板电容器，C∝r，C∝S，C∝eq \f(1,d)，反映了影响电容大小的因素
实验项目
实验现象
电容器
充电
灯泡
亮度由明到暗最后熄灭
电流表1
读数由大到小最后为零
电压表
读数由小到大最后等于电源电压
电容器
放电
灯泡
亮度由明到暗最后熄灭
电流表2
读数由大到小最后为零
电压表
读数由大到小最后为零
时间t/s
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
电压U/V
2.14
3.45
4.23
4.51
5.00
5.18
知识点一 观察电容器的充、放电现象
[观图助学]
平行板电容器的充电与放电示意图
1.电容器：能储存电荷的电学元件称为电容器。两块彼此绝缘的平行金属板可组成最简单的电容器，即平行板电容器。
2.电容器的充电、放电
(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两极板上分别带上等量的异号电荷的过程。
(2)放电：充电后的电容器两极板通过电流计接通，电路中会形成瞬时电流而发生放电，使两极板的电荷中和而不再带电。
[思考判断]
(1)两个靠近的导体一定能构成一个电容器。(×)
(2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和。(×)
(3)电容器充电过程是将其他形式的能转化成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能。(√)
知识点二 电容器的电容
1.电容
(1)定义：电容器的电荷量Q与两极板间的电压之比。
(2)公式：C＝eq \f(Q,U)。
(3)单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号F。
1 F＝1 C/V，常用单位还有微法和皮法。换算关系1 F＝106 μF＝1012 pF。
(4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
2.平行板电容器
(1)结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器。
(2)决定因素：平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比。
(3)表达式：C＝eq \f(εrS,4πkd)。式中k为静电力常量。
[思考判断]
(1)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比。(×)
(2)公式C＝eq \f(εrS,4πkd)可用来计算任何电容器的电容。(×)
(3)将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小。(×)
(4)无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零), 它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变。(√)
(5)电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关。 (√)
(6)若电容器不带电，则电容C为零。(×)
知识点三 常见电容器及其应用
1.电容器的分类
(1)按照导体极板间所用的电介质分类：空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。
(2)按电容器的电容是否可变分类：可变电容器和固定电容器等。
2.额定电压和击穿电压
(1)额定电压：电容器安全工作时电压的上限。它比击穿电压要低。
(2)击穿电压：是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的电介质将被击穿，电容器将被损坏。
3.应用
利用电容器可以测量水位，驻极体话筒也是利用电容器的原理制造的。
1.电容器的充、放电是电容器的基本工作方式。
2.电容器的充、放电过程非常短暂，瞬间完成。即充、放电电流是短暂的。
3.电容器的充电电流与放电电流的方向相反。
4.电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电源的电压相等。
5.电容器放电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器不再带有电荷，电容器两极板间电压为零。
电容器的带电荷量是指一个极板所带的电荷量的绝对值。
不同容器，使其中的水位升高1 cm，所需的水量是不同的。
利用类比法形成电容的概念
(1)电荷量Q类比于水的体积V，电势差U类比于水的深度H。对于同一电容，U越大，Q越大，对于同一柱形水容器，H越大，V越大；
(2)对于给定柱形水容器，V与H的比值为常量，对于给定的电容器，Q与U的比值为常量。
电容两个公式比较
在电路图中的符号为“”
)
核心要点 观察电容器的充、放电现象
[要点归纳]
1.电容器充、放电特点
(1)充电过程是将电能储存在电容器中的过程。
充电过程特点(如图乙所示)
①充电电流方向为从电源的正极流出的电流的方向。
②电容器所带电荷量增加。
③电容器两极板间电压升高。
④电容器中电场强度增大。
⑤充电过程中电容器从电源获取的能量为电能。
(2)放电过程是将储存的电场能转化为其他形式能量的过程。
放电过程特点(如图丁所示)
①放电电流方向是从正极板流出的电流的方向。
②电容器两极板上电荷量减少。
③电容器两极板间电压降低。
④电容器中电场强度减小。
⑤电容器的电场能转化成其他形式的能量。
2.实验步骤
(1)调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准。
(2)断开开关，正确连接实物图，电路图如图。
(3)把单刀双掷开关S和触点1连通，观察电容器的充电现象，并将现象记录在表格中。
(4)把单刀双掷开关S和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将现象记录在表格中。
(5)断开开关。
3.实验结论
[试题案例]
[例1] 某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：干电池E(两端电压恒定)、开关S1和S2，电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ )、电压表(量程6 V)、秒表、导线若干。
图(a)
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关S2，再断开开关S2，闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留2位小数)。
(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U，记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上描绘出U－t图线。已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是_________________________。
答案 (1)
(2)3.60 (3)40.0
(4)使实验前电容器两极板上的电荷中和
[针对训练1] 如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是( )
A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
解析 开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。
答案 A
核心要点 电容器的电容
[要点归纳]
1.电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流。
2.C＝eq \f(Q,U)是电容的定义式。电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q以及电势差U均无关。
3.对电容定义式的进一步推导
对于一个确定的电容器，电容C是不变的，故当电容器所带电荷量分别为Q1和Q2时，有C＝eq \f(Q1,U1)，C＝eq \f(Q2,U2)，则C＝eq \f(Q1－Q2,U1－U2)＝eq \f(ΔQ,ΔU)，即电容的大小在数值上还等于电容器所带电荷量的变化量ΔQ与电容器两极板间电压的变化量ΔU的比值。
4.通过Q－U图像理解电容如图所示，对固定的电容器，Q－U图像是一条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U为两极板间的电势差，直线的斜率表示电容大小，因而电容器的电容也可以表示为C＝eq \f(ΔQ,ΔU)，即电容的大小在数值上等于两极板间的电压增加(或减小)1 V所增加(或减小)的电荷量。
[试题案例]
[例2] (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量
B.电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C＝eq \f(Q,U)知，若电容器两极间电压为10 V，极板带电荷量为2×10－5 C，则电容器电容大小为5×105 F
解析 电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A正确；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与带电多少无关，B错误；由电容的定义式可知，C正确；电压为10 V，电荷量为2×10－5 C时，电容C＝eq \f(Q,U)＝2×
10－6 F，D错误。
答案 AC
[针对训练2] (多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时极板上的电荷量Q、极板间电压U和电容C之间关系的图像，其中正确的是( )
解析 给定的电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器带的电荷量Q和两极板间的电压U均无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误；而C图告诉我们对给定电容器所带的电荷量与极板间的电压成正比，其比值即电容器的电容不变，故C正确。
答案 CD
核心要点 电容器的动态分析问题
[观察探究]
电容式触摸屏的结构示意图如图所示。
(1)若电容器两极板间的电压不变，用手按外屏时，两极板间的距离减小，电容怎么变化？电容器带电荷量怎么变化？
(2)若电容器带电荷量不变，用手按外屏两极板间的距离减小时，电容器两极板间的电压怎么变化？
答案 (1)U不变，d减小，可推出：C变大，Q变大
(2)Q不变，d减小，可推出：C变大，U变小
[探究归纳]
1.板间电场强度的两个公式
(1)板间电压与电场强度的关系公式：E＝eq \f(U,d)。
(2)板间电场强度的决定公式：E＝eq \f(4πkQ,εrS)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或E∝\f(Q,S)))，
即板间电场强度正比于电荷的面密度。
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(公式的推导：E＝\f(U,d)＝\f(Q,Cd)＝\f(4πkQ,εrS)，所以E∝\f(Q,S)))
2.分析电容器动态变化问题的步骤
(1)明确电容器与电源连接情况，从而确定是电压不变还是电荷量不变。
(2)由C＝eq \f(εrS,4πkd)，根据εr、S、d的变化确定C的变化。
(3)由C＝eq \f(Q,U)确定Q或U的变化。
(4)根据E＝eq \f(U,d)＝eq \f(4πkQ,εrS)判断E的变化。
[试题案例]
[例3] 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若( )
A.保持S不变，增大d，则θ变大
B.保持S不变，增大d，则θ变小
C.保持d不变，减小S，则θ变小
D.保持d不变，减小S，则θ不变
解析 静电计指针偏角大小体现了电容器两极板间电压大小。因电容器所带电荷量Q保持不变，由C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(εrS,4πkd)知，保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，U增大，偏角θ也增大，故选项C、D错误。
答案 A
[针对训练3] (多选)一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电荷量足够小，固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间电压，φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，Q表示极板所带的电荷量。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则( )
A.U不变，Ep不变 B.E不变，Ep不变
C.Q不变，E不变 D.φ变小，E变小
解析 平行板电容器充电后与电源断开，则两极板所带电荷量恒定，即Q不变，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则两极板间的距离减小，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)可得电容器电容增大，根据C＝eq \f(Q,U)可得U减小，因为E＝eq \f(U,d)＝eq \f(4πkQ,εrS)，故电场强度E不变。则P与负极板间的电势差不变，P点的电势φ不变，正电荷在P点的电势能Ep不变，故选项B、C正确。
答案 BC
1.(电容器的充、放电)如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从________到________；平行板电容器充电稳定后，在将两极板间距离增大的过程中，通过R的电流方向是从________到________；如果电容器充电完毕后，先断开S，再将两极板间距离增大，在此过程中，R上________(选填“有”或“无”)电流通过。
解析 电容器在充、放电过程中，电路中将有电流流过，电流方向为正电荷定向移动的方向。在接通S的瞬间，电容器被充电，上极板带正电，下极板带负电，故电流方向由A到B；稳定后，将两极板间距离增大，根据C∝eq \f(εrS,d)得，电容减小，因为U不变，所以电容器极板上的电荷量减小，即电流方向由B到A；将开关S断开后，因为电容器所带电荷量不变，所以无论如何调节极板间距离，均无电流通过。
答案 A B B A 无
2.(关于电容器、电容的理解)下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容器简称电容
B.电容器A的电容比B的大，说明A带的电荷量比B的多
C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量
D.由公式C＝eq \f(Q,U)知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比
解析 电容器和电容是两个不同的概念，A错误；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，说明不了A带的电荷量比B多，B错误；电容器的电容大小只与其本身的性质有关，和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压无关，D错误。
答案 C
3.(平行板电容器的动态分析问题)(多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U，现使B板带正电，则下列判断正确的是( )
A.增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大
B.将A板稍微上移，静电计指针张角将变大
C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大
D.若将A板拿走，则静电计指针张角变为零
解析 电容器上所带电荷量一定，由公式C＝eq \f(εrS,4πkd)知，当d变大时，C变小，再由C＝eq \f(Q,U)得U变大，选项A正确；当A板上移时，正对面积S变小，C也变小，U变大，选项B正确；当插入玻璃板时，C变大，U变小，选项C错误；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，选项D错误。
答案 AB
4.(电容的有关计算)有一充电的电容器，两极板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？
解析 C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(4.5×10－4,3) F＝1.5×10－4 F
电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5×10－4 F。此时电容器所带电荷量为Q′＝CU′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4 C。
答案 1.5×10－4 F 1.5×10－4 F 3×10－4 C
5.(常见电容器)将可变电容器动片旋出一些( )
A.电容器的电容增大 B.电容器的电容减小
C.电容器的电容不变 D.以上说法都有可能
解析 可变电容器动片旋出后，极板间正对面积减小，由C＝eq \f(εrS,4πkd)可得，电容器的电容减小，选项B正确，A、C、D错误。
答案 B
基础过关
1.下列关于电容器的叙述正确的是( )
A.电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才能称为电容器
B.两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，当带电时构成电容器，不带电时不是电容器
C.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D.电容器充电过程是将其他形式的能转化为电容器的电能并储存起来；电容器的放电过程，是将电容器储存的电能转化为其他形式的能
解析 电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A、B错误；电容器所带的电荷量指任一极板所带电荷量的绝对值，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确。
答案 D
2.电容器是储存电荷和电能的元件，在实际生活中有广泛的应用。图b为手机充电宝内部的部分简化电路，电路中表示电容器的符号是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析 由图可知，甲为电源，乙为定值电阻，丁为可变电阻，丙为电容器，故C正确，A、B、D错误。
答案 C
3.据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。某同学假日登山途中，用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是( )
A.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大
B.该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少
C.该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
D.充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零
解析 电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，与电容器的电压及电荷量无关，故A、D错误；当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，故B正确，C错误。
答案 B
4.(多选)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.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
C.充、放电过程中外电路有恒定电流
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少
解析 电容器充、放电过程中，电路中有短暂的电流，且电流是逐渐减小的，选项A正确，C错误；充电过程中电源提供的电能有一部分贮存到电容器两板间的电场中，选项B错误；放电过程中，随着电容器两板间所带电荷量逐渐减小，场强也逐渐减小，电场能也逐渐减小，选项D正确。
答案 AD
5.如图所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V，对电容器来说正确的是( )
A.是充电过程
B.是放电过程
C.该电容器的电容为5.0×10－2 F
D.该电容器的电荷量的变化量为0.2 C
解析 由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错误，B正确；由
C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(0.2,40) F＝5×10－3 F，可知C错误；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错误。
答案 B
6.(多选)电容式传感器是用来将各种非电学量信号转换为电信号的装置。由于电容器的电容C取决于极板的正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一个因素变化时就能引起电容的变化，若电容器接在电路中，电容的变化就会造成充、放电，使电路中的电流发生变化，这就是传感器的工作原理。关于下面四个电容式传感器的说法正确的是( )
A.甲图传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液体深度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器可以用来测量速度
解析 甲图是通过改变动片和静片的正对面积来实现电容改变的，改变正对面积的方式是通过转动，因此可以作为角度传感器；乙图传感器是通过导电液体液面升、降改变与金属芯线的正对面积，从而改变电容，所以可用来测量液体深度；丙图传感器可根据压力的不同使膜片与固定极板的距离不同，实现了力与电容的转换；丁图是通过改变介质的位置而改变电容的，属位置传感器，不能用来测速度。选项A、B、C正确，D错误。
答案 ABC
能力提升
7.用电流传感器可以记录电流的瞬时变化，从而可以观察到电容器的充、放电情况，按照如图甲连接电路，可以观察到电容器的放电情况，操作过程如下：先将开关S接1，进行充电，充电完毕后，再将开关S接2，电容器将放电，放电过程中，电路中电流和时间的关系如图乙所示，已知电源两极间的电压为5 V，则由图线可知( )
A.电容器全部放电过程放出的电荷量约为8.32×10－3 C
B.电容器全部放电过程放出的电荷量约为2.72×10－3 C
C.电容器的电容约为1.664×108 μF
D.电容器的电容约为780×108 μF
解析 因电荷量Q＝It，根据I－t图像的含义，可知图像与时间轴所围的面积表示在4.4 s内电容器放出的电荷量。根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子表示的电荷量为8×10－5 C，由大于半格算一格，小于半格舍去，可知图像所包含的格子个数约为34，所以放出的电荷量约为Q＝8×10－5 C×34＝2.72×10－3 C，则电容器的电容C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(2.72×10－3,5) F＝5.44×10－4 F＝5.44×108 pF，故A、C、D错误，B正确。
答案 B
8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0，则下列关于各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是( )
解析 由C＝eq \f(εrS,4πkd)知，C与两极板间距离d成反比，C与x不是线性关系，A错误；电容器充电后与电源断开，电荷量不变，由C＝eq \f(εrS,4πkd)、Q＝CU、U＝Ed得E＝eq \f(4πkQ,εrS)是定值，B错误；因负极板接地，电势为零，所以P点电势为φ＝E(L－x)，L为P点到负极板的初始距离，E不变，φ随x增大而线性减小，C正确；由Ep＝qφ知Ep与电势φ变化情况一样，D错误。
答案 C
9.(多选)如图所示，平行板电容器两极板A、B与电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部。闭合开关S，充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ，则( )
A.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大
B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变
C.断开S，将A板向B板靠近，则θ增大
D.断开S，将A板向B板靠近，则θ不变
解析 保持开关S闭合，电容器两极板间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大，选项A正确，B错误；断开开关S，电容器所带的电荷量不变，C＝eq \f(εrS,4πkd)，E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)，知d变化，E不变，电场力不变，θ不变，选项C错误，D正确。
答案 AD
10.如图所示的电容式键盘，是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的( )
A.两极板间的距离
B.两极板间的电压
C.两极板间的电介质
D.两极板的正对面积
解析 计算机键盘上的键上下运动改变两极板间距离。
答案 A
11. (多选)如图所示是一种通过测量电容器电容的变化，检测液面高低的仪器原理图，电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小，
下列关于该仪器的说法中，正确的有( )
A.该仪器中电容器的两个电极分别是芯柱和导电液体
B.芯柱外套的电介质越厚，该电容器的电容越大
C.如果指示器显示出电容增大了，则说明液面升高了
D.如果指示器显示出电容减小了，则说明液面升高了
解析 该装置的结构类似于平行板电容器：芯柱和导电液体构成电容器的两个电极，电介质的厚度d相当于两平行板间的距离，h越大，则正对面积S越大；所以其他条件不变，d越大时，C就越小；若C增大，就表明h增大了，故选A、C项。
答案 AC
12.如图所示，水平放置面积相同的金属板A、B，A板挂在天平的一端，B板用绝缘支架固定。当天平平衡时，两极板间的距离为5 mm，若在两极板间加400 V的电压后，在天平右端要增加4 g砝码，天平才能恢复平衡，试求金属板A所带的电荷量。
解析 由平衡条件知eq \f(U,d)q＝mg
q＝eq \f(mgd,U)
代入数据得q＝5×10－7 C。
答案 5×10－7 C
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
1.知道电容器的概念，认识常见电容器。
2.理解电容的概念及定义方法。
3.知道平行板电容器的电容，并了解影响电容器电容大小的因素。
1.应用电容的定义式进行简单的计算，体会比值定义的方法。
2.知道改变平行板电容器电容大小的方法。
观察电容器的充、放电现象
探究影响平行板电容器电容大小的因素。
体会电容器在实际生活中的广泛应用，培养探究新事物的兴趣。
公式
C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(ΔQ,ΔU)
C＝eq \f(rS,4πkd)
特点
定义式(计算式)
决定式(平行板电容器)
意义
对某电容器Q∝U，反映了电容器容纳电荷的本领大小
对平行板电容器，C∝r，C∝S，C∝eq \f(1,d)，反映了影响电容大小的因素
实验项目
实验现象
电容器
充电
灯泡
亮度由明到暗最后熄灭
电流表1
读数由大到小最后为零
电压表
读数由小到大最后等于电源电压
电容器
放电
灯泡
亮度由明到暗最后熄灭
电流表2
读数由大到小最后为零
电压表
读数由大到小最后为零
时间t/s
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
电压U/V
2.14
3.45
4.23
4.51
5.00
5.18
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