一、电容器的基本概念及充放电原理

1、电容器是一种能够储存电荷和电能的装置。两个相互绝缘且距离较近的导体即可构成一个电容器。

2、充电过程:将电容器的两极板分别与电池组的两极相连,两个极板将分别积累等量的异号电荷,充电时电源提供的电能被储存在电容器中。

电容器的定义和充电放电,第1张

3、放电过程:通过导线将充电后的电容器两极板连接,使两极板上的电荷中和,放电过程中电场能转化为其他形式的能量。

4、电荷量:指电容器一个极板所带电荷量的绝对值。

5、电容定义:电容器所带电荷量$Q$与电容器两极板间电势差$U$的比值。

6、电容公式:$C=\frac{Q}{U}$。

7、电容单位:电容的国际单位是法拉,符号为F,常用的单位还有微法(μF)和皮法(pF),其中1F=10^6μF=10^12pF。

8、电容物理意义:电容器的电容是衡量其容纳电荷能力的物理量,数值上等于使两极板间电势差为1V时所需带的电荷量。

9、平行板电容器结构:由两个平行且相互绝缘的金属板构成。

10、电容决定因素:电容$C$与电介质的相对介电常数$ε_r$成正比,与极板正对面积$S$成正比,与极板间距离$d$成反比。

11、电容决定式:$C=\frac{ε_rS}{4πkd}$,其中$ε_r$为电介质的相对介电常数。当两极板间为真空时:$C=\frac{S}{4πkd}$,$k$为静电力常量。

二、电容器相关例题解析

(多选)下列关于电容器及其电容的叙述正确的是____

A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,与这两个导体是否带电无关

B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对值之和

C.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比

D.一个固定电容器的电荷量增加$ΔQ=1.0×10^{-6}$C时,两板间电压升高10V,则电容器的电容$C=1.0×10^{-7}$F

答案:AD

解析:根据电容器定义,A正确;电容器所带电荷量是单个极板上所带电荷量的绝对值,故B错误;电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,与所带电荷量无关,故C错误;由$C=\frac{ΔQ}{ΔU}$,可得$C=1.0×10^{-7}$F,故D正确。