电容和部分电容(静电场)资料
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高中物理选修3-1电容器的电容知识点归纳电容器的电容这一内容在高中物理选修3-1课本中出现,有哪些知识点需要记住的呢?下面是小编给大家带来的高中物理选修3-1电容器的电容知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1电容器的电容知识点一、电容器1. 电容器:任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器,贮藏电量和能量。
两个导体称为电容器的两极。
2. 电容器的带电量:电容器一个极板所带电量的绝对值。
3. 电容器的充电、放电.操作:把电容器的一个极板与电池组的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。
这个过程叫做充电。
现象:从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能。
操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电。
充电带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能放电带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能二、电容1. 定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势U的比值,叫做电容器的电容C=Q/U,式中Q指每一个极板带电量的绝对值①电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量,跟电容器是否带电无关。
②电容的单位:在国际单位制中,电容的单位是法拉,简称法,符号是F。
常用单位有微法(F),皮法(pF) 1F = 10-6F,1 pF =10-12F2. 平行板电容器的电容C:跟介电常数成正比,跟正对面积S 成正比,跟极板间的距离d成反比。
是电介质的介电常数,k是静电力常量;空气的介电常数最小。
3. 电容器始终接在电源上,电压不变;电容器充电后断开电源,带电量不变。
第9节带电粒子在电场中的运动研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点:1. 带电粒子受力特点。
2. 结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质。
静电场与电容器的关系静电场和电容器是电学中两个重要的概念,它们之间存在着密切的关系。
本文将探讨静电场与电容器的关系,包括它们的基本概念、相互作用机制以及在实际应用中的重要性。
一、静电场的基本概念静电场是由电荷所产生的一种力场。
在静止的电荷周围,存在一个与电荷性质相关的场,被称为静电场。
静电场可以用矢量形式的电场强度来描述,记作E,单位是牛顿/库仑。
二、电容器的基本概念电容器是一种用来储存电荷的装置,由两个导体板和介质组成。
导体板上带有等量异号电荷时,它们之间会形成电场,并储存电能。
电容器的电容量C定义为单位电压下,电容器储存的电荷量,单位是库仑/伏。
三、静电场对电容器的影响静电场是电容器存储电荷与电能的基础。
电容器两端存在电势差(电压),当外加电压施加于电容器时,静电场会引起电容器中的电子重新分布,直到内部电场与外加电场达到平衡。
这种平衡状态下,电容器可以储存电能,并且能够根据需要释放。
四、电容器在静电场中的应用电容器在电学和电子技术中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用示例:1. 平行板电容器:平行板电容器是最常见的电容器类型之一。
它由两块平行金属板和一层绝缘介质组成。
应用中,通过改变金属板之间的距离或改变介质的性质,可以调节电容器的电容量,从而实现对电荷储存和释放的控制。
2. 电容传感器:电容传感器利用静电场与物体的接触,通过改变电容器的电容量来感知和测量物体的性质。
例如,电容式触摸屏利用手指与触摸屏之间的电容变化来实现交互操作。
3. 电子滤波器:电子滤波器是由电容器和电感器组成的电路,用于对电信号进行滤波和调节。
电容器在滤波器中起到阻止低频信号通过,只传递高频信号的作用,从而实现对信号的处理和控制。
4. 静电消除器:静电场可以导致物体带电,产生静电干扰。
电容器可以作为静电消除器的一部分,通过收集和释放静电,来减少或消除静电干扰对设备和电路的影响。
五、总结静电场与电容器之间存在着紧密的联系。
电容科技名词定义中文名称:电容英文名称:capacitance [of an ideal capacitor]定义:电流除以电压对时间的导数之商。
所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科)百科名片电容(或电容量, Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量;记为C,国际单位是法拉(F)。
一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上;造成电荷的累积储存,最常见的例子就是两片平行金属板。
也是电容器的俗称。
简介定义电容(或称电容量)是表征电容器容纳电荷本领的物理量。
我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容器的电容。
电容器从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质(就像一只水桶一样,你可以把电荷充存进去,在没有放电回路的[1]情况下,刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显,可能电荷会永久存在,这是它的特征),它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。
主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。
电容的符号是C。
C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等,换算关系是:1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。
电容与电池容量的关系:1伏安时=25法拉=3600焦耳1法拉=144焦耳电容与静电场电容是指容纳电场的能力。
任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。
一般认为:孤立导体与无穷远处构成电容,导体接地等效于接到无穷远处,并与大地连接成整体。
电子制作中需要用到各种各样的电容器,它们在电路中分别起着不同的作用。
与电阻器相似,通常简称其为电容,用字母C表示。
冠夺市安全阳光实验学校第3节 电容器与电容 带电粒子在电场中的运动知识点1 电容器、电容、平行板电容器 1.电容器(1)带电量:一个极板所带电荷量的绝对值. (2)电容器的充、放电①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)意义:表示电容器容纳电荷本领的物理量.(2)定义式:C =Q U =ΔQΔU.(3)单位:法拉(F),1 F =106μF=1012pF. 3.平行板电容器(1)影响因素:平行板电容器的电容与正对面积成正比,与电介质的相对介电常数成正比,与两极板间的距离成反比.(2)决定式:C =εr S4πkd,k 为静电力常量.知识点2 带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中的加速(1)处理方法:利用动能定理:qU =12mv 2-12mv 20.(2)适用范围:任何电场.2.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件:带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场.(2)处理方法:类似于平抛运动,应用运动的合成与分解的方法.①沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间t =lv 0.②沿电场方向,做初速度为零的匀加速直线运动.错误!知识点3 示波管1.示波管装置示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如图631所示.图6312.工作原理(1)如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,则电子枪射出的电子束沿直线运动,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑.(2)YY′上加的是待显示的信号电压.XX′上是机器自身产生的锯齿形电压,叫做扫描电压.若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象.1.正误判断(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和.(×)(2)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比.(×)(3)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动.(×)(4)带电粒子在电场中,只受电场力时,也可以做匀速圆周运动.(√)(5)示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的.(√)(6)带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计.(×)2.(对电容器电容的理解)根据电容器电容的定义式C=QU,可知( ) 【:96622112】A.电容器所带的电荷量Q越多,它的电容就越大,C与Q成正比B.电容器不带电时,其电容为零C.电容器两极板之间的电压U越高,它的电容就越小,C与U成反比D.以上说法均不对【答案】D3.(示波管的原理)(多选)如图632所示,示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的( )图632A.极板X应带正电B.极板X′应带正电C.极板Y应带正电D.极板Y′应带正电【答案】AC4.(带电粒子在电场中的直线运动)两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m、电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A 点,然后返回,如图633所示,OA=h,此电子具有的初动能是( )图633A.edhUB.edUhC.eUdhD.eUhd【答案】D[核心精讲]1.分析比较的思路(1)先确定是Q 还是U 不变:电容器保持与电源连接,U 不变;电容器充电后与电源断开,Q 不变.(2)用决定式C =εr S4πkd确定电容器电容的变化.(3)用定义式C =QU 判定电容器所带电荷量Q 或两极板间电压U 的变化.(4)用E =Ud分析电容器极板间场强的变化.2.两类动态变化问题的比较[题组通关]1.(2016·全国乙卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器( ) 【:96622113】A .极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大B .极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大C .极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变D .极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变D 平行板电容器电容的表达式为C =εS4πkd,将极板间的云母介质移出后,导致电容器的电容C 变小.由于极板间电压不变,据Q =CU 知,极板上的电荷量变小.再考虑到极板间电场强度E =Ud,由于U 、d 不变,所以极板间电场强度不变,选项D 正确.2.(2015·安徽高考)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为σ2ε0,其中σ为平面上单位面积所带的电荷量,ε0为常量.如图634所示的平行板电容器,极板正对面积为S ,其间为真空,带电荷量为Q .不计边缘效应时,极板可看做无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )图634A.Q ε0S 和Q 2ε0S B.Q 2ε0S 和Q 2ε0S C.Q 2ε0S 和Q 22ε0SD.Q ε0S 和Q 22ε0SD 每块极板上单位面积所带的电荷量为σ=QS ,每块极板产生的电场强度为E =σ2ε0,所以两极板间的电场强度为2E =Q ε0S.一块极板在另一块极板处产生的电场强度E ′=Q 2ε0S ,故另一块极板所受的电场力F =qE ′=Q ·Q2ε0S =Q 22ε0S,选项D 正确.[核心精讲]1.带电粒子在电场中运动时是否考虑重力的处理方法(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).(2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都要考虑重力.2.解决带电粒子在电场中的直线运动问题的两种思路(1)运动状态的分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力方向与运动方向在同一条直线上,做加(减)速直线运动.(2)用功与能的观点分析:电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的变化量,即qU =12mv 2-12mv 20.[师生共研]●考向1 仅在电场力作用下的直线运动(多选)如图635所示为匀强电场的电场强度E 随时间t 变化的图象.当t =0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是( )图635A .带电粒子将始终向同一个方向运动B .2 s 末带电粒子回到原出发点C .3 s 末带电粒子的速度为零D .0~3 s 内,电场力做的总功为零CD 设第1 s 内粒子的加速度为a 1,第2 s 内的加速度为a 2,由a =qEm可知,a 2=2a 1,可见,粒子第1 s 内向负方向运动,1.5 s 末粒子的速度为零,然后向正方向运动,至3 s 末回到原出发点,粒子的速度为0,由动能定理可知,此过程中电场力做功为零,综上所述,可知C 、D 正确.●考向2 带电粒子在电场力和重力作用下的直线运动问题(2014·安徽高考)如图636所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C ,极板间距离为d ,上极板正中有一小孔.质量为m 、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g ).求:图636(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间. 【规范解答】 (1)由v 2=2gh 得v =2gh . (2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,有qE -mg =ma 且v 2-0=2ad ,得E =mg h +dqd由U =Ed 、Q =CU 得Q =C mg h +dq.(3)由题得h =12gt 21、0=v +at2、t =t 1+t 2,综合可得t =h +dh2h g.【答案】 (1)2gh (2)mg h +dqdC mg h +d q (3)h +d h2hg[题组通关]3.平行板间加如图637所示周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板,从t =0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,则能定性描述粒子运动的速度图象的是( )图637A 粒子从0时刻在电场中做匀加速直线运动,在T2时刻电场反向,粒子做匀减速直线运动,在T 时刻速度减为零,以后循环此过程,故本题只有选项A 正确.4.(2017·汕头模拟)如图638所示,M 和N 是两个带等量异种电荷的平行正对金属板,两板与水平方向的夹角为60°.将一个质量为m 、电荷量为q的带正电小球从靠近N 板的位置由静止释放,释放后,小球开始做匀加速直线运动,运动方向与竖直方向成30°角.已知两金属板间的距离为d ,重力加速度为g ,则( ) 【:96622114】图638 A .N 板带负电B .M 、N 板之间的场强大小为3mgqC .小球从静止到与M 板接触前的瞬间,合力对小球做的功为3mgdD .M 、N 板之间的电势差为-mgdqD 小球带正电,受到的电场力方向与电场方向相同,所以N 板带正电,A 错误;小球的运动方向就是小球所受合力方向,而小球的运动方向恰好在小球所受重力方向和电场力方向夹角的平分线上,所以电场力等于mg ,M 、N 板之间的场强大小为E =mg q ,B 错误;M 、N 板之间的电势差为U =-Ed =-mgdq,D 正确;小球从静止到与M 板接触前的瞬间,重力和电场力做的功都是mgd ,合力对小球做的功为2mgd ,C 错误.[核心精讲]1.带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时,偏移量和偏转角总是相同的.证明:由qU 0=12mv 2y =12at 2=12·qU 1md ·⎝ ⎛⎭⎪⎫l v 02tan θ=qU 1l mdv 20得:y =U 1l 24U 0d ,tan θ=U 1l2U 0d(2)粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O 为粒子水平位移的中点,即O 到偏转电场边缘的距离为l2.2.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度v 时,也可以从能量的角度进行求解:qU y =12mv2-12mv 20,其中U y =Udy ,指初、末位置间的电势差. [师生共研](多选)(2015·天津高考)如图639所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E 1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E 2发生偏转,最后打在屏上.整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么( )图639A .偏转电场E 2对三种粒子做功一样多B .三种粒子打到屏上时的速度一样大C .三种粒子运动到屏上所用时间相同D .三种粒子一定打到屏上的同一位置 【合作探讨】(1)氕核、氘核、氚核三种粒子有什么不同点和相同点?提示:三种粒子的符号分别为:11H 、21H 、31H ,相同点是均带有一个单位的正电荷,q =+e .不同点是质量数不同,分别是1、2、3,即质量之比为1∶2∶3.(2)如何分析在E 2中电场力对三种粒子的做功多少?提示:因电场力qE 2为恒力,故由W =qE 2·y 分析,而y 是在E 2中的偏转位移,可由y =E 2l 24E 1d分析.AD 根据动能定理有qE 1d =12mv 21,得三种粒子经加速电场加速后获得的速度v 1=2qE 1d m .在偏转电场中,由l =v 1t 2及y =12qE 2mt 22得,带电粒子经偏转电场的侧位移y =E 2l 24E 1d,则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等,又三种粒子带电荷量相同,根据W =qE 2y 得,偏转电场E 2对三种粒子做功一样多,选项A 正确;根据动能定理,qE 1d +qE 2y =12mv 22,得到粒子离开偏转电场E 2打到屏上时的速度v 2=2qE 1d +qE 2ym,由于三种粒子的质量不相等,故v 2不一样大,选项B 错误;粒子打在屏上所用的时间t =d v 12+L ′v 1=2d v 1+L ′v 1(L ′为偏转电场左端到屏的水平距离),由于v 1不一样大,所以三种粒子打在屏上的时间不相同,选项C 错误;根据v y =qE 2m t 2及tan θ=v yv 1得,带电粒子的偏转角的正切值tan θ=E 2l2E 1d,即三种带电粒子的偏转角相等,又由于它们的侧位移相等,故三种粒子打到屏上的同一位置,选项D 正确.[题组通关]5.(多选)(2015·江苏高考)如图6310所示,一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左.不计空气阻力,则小球( ) 【:96622115】图6310 A .做直线运动B .做曲线运动C .速率先减小后增大D .速率先增大后减小BC 小球运动时受重力和电场力的作用,合力F 方向与初速度v 0方向不在一条直线上,小球做曲线运动,选项A 错误,选项B 正确;将初速度v 0分解为垂直于F 方向的v 1和沿F 方向的v 2,根据运动与力的关系,v 1的大小不变,v 2先减小后反向增大,因此小球的速率先减小后增大,选项C 正确,选项D 错误.6.如图6311所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L ,板间距离为d ,在板右端L 处有一竖直放置的光屏M ,一带电荷量为q 、质量为m 的质点从两板射入板间,最后垂直打在M 屏上,则下列结论正确的是( )图6311A .板间电场强度大小为mgqB .板间电场强度大小为mg2qC .质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D .质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间C 根据质点垂直打在M 屏上可知,质点在两板运动时向上偏转,在板右端运动时向下偏转,mg <qE ,选项A 、B 错误;根据运动的分解和合成,质点沿水平方向做匀速直线运动,质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等,选项C 正确、D 错误.[典题示例]如图6312所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,带负电荷的小球从高为h 的A处由静止开始下滑,沿轨道ABC 运动并进入圆环内做圆周运动.已知小球所受电场力是其重力的3/4,圆环半径为R ,斜面倾角为θ=60°,s BC =2R .若使小球在圆环内能做完整的圆周运动,h 至少为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图6312【规范解答】 小球所受的重力和电场力都为恒力,故可将两力等效为一个力F ,如图所示.可知F =1.25mg ,方向与竖直方向成37°角.由图可知,小球做完整的圆周运动的临界点是D 点,设小球恰好能通过D 点,即达到D 点时圆环对小球的弹力恰好为零.由圆周运动知识得:F =m v 2D R ,即: 1.25mg =m v 2DR由动能定理有:mg (h -R -R cos 37°)-34mg ×(h cot θ+2R +R sin 37°)=12mv 2D ,联立解得h =7.7R .【答案】 7.7R带电体在匀强电场和重力场组成的复合场中的运动问题,是高中物理教学中一类重要而典型的题型.对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大.若采用“等效法”求解,则能避开复杂的运算,过程比较简捷.先求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个“等效重力”,将a =F 合m视为“等效重力加速度”,再将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解即可.[题组通关]7.(多选)如图6313所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m 、电荷量为+q 的小球,系在一根长为L 的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O 点做圆周运动.AB 为圆周的水平直径,CD 为竖直直径.已知重力加速度为g ,电场强度E =mgq.下列说法正确的是( )【:96622116】 图6313A .若小球在竖直平面内绕O 点做圆周运动,则它运动的最小速度为gLB .若小球在竖直平面内绕O 点做圆周运动,则小球运动到B 点时的机械能最大C .若将小球在A 点由静止开始释放,它将在ACBD 圆弧上往复运动D .若将小球在A 点以大小为gL 的速度竖直向上抛出,它将能够到达B 点BD 因为电场强度E =mgq,所以小球所受电场力大小也为mg ,故小球所受合力大小为2mg ,方向斜向右下方,与竖直方向夹角为45°,故小球通过圆弧AD 的中点时速度最小,此时满足2mg =m v 2minL,因此小球在竖直面内圆周运动的最小速度v min =2gL ,A 项错误;由功能关系知,物体机械能的变化等于除重力、弹簧的弹力之外的力所做的功,小球在竖直平面内绕O 点做圆周运动,运动到B 点时,电场力做功最多,故运动到B 点时小球的机械能最大,B 项正确;小球在A 点由静止开始释放后,将沿合外力方向做匀加速直线运动,C 项错误;若将小球以gL 竖直向上抛出,经时间t =2gLg回到相同高度,其水平位移s=12·qE mt 2=2L ,故小球刚好运动到B 点,D 项正确.。
电容资料大全(含图片)本文件中资料自网站下载,本人是新手,有不合理或不足的地方希望各位大侠改进,我的邮箱:谢谢!电容的种类1、分类按照电容是否有极性可分为:无极性电容和有极性电容;按照电容容量是否可变可分为:可以分为固定电容、可变电容和微调电容;按照电容的安装方式来分可以分为直插电容和贴片电容;按照电容的构成材料来分可以分成:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容2、作用电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。
隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
储能:储存电能,用于必须要的时候释放。
电解电容的应用设计小经验:1、电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍,并不根据滤波电路的额定。
2、电解电容的正下面不得有焊盘和过孔。
3、电解电容不得和周边的发热元件直接接触。
4、铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容。
5、对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器。
6、不应使用过载电压(1)直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值。
(2)两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内。
7、设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,,并应留出2mm以上的空隙。
8、电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电。
当电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc板上的线路,以致生烟或着火。
因此在电解电容下面不应有任何线路。
9、设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的电容的型号命名:容量计算:一般两级X电容,前一级用0.47uF,第二基用0.1uF;单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法。
1-6 电容器和电容【学习目标】1.理解电容器的电容,掌握平行板电容器的电容的决定因素.理解电容器的电容,掌握平行板电容器的电容的决定因素2.熟练应所学电场知识分析解决带电粒子在匀强电场中的运动问题..熟练应所学电场知识分析解决带电粒子在匀强电场中的运动问题.3.掌握示波管工作原理..掌握示波管工作原理.4.运用静电场的有关概念和规律解决物理问题.运用静电场的有关概念和规律解决物理问题【本讲重点】1.电容器的电容,平行板电容器的电容的决定因素.电容器的电容,平行板电容器的电容的决定因素2.带电粒子在匀强电场中的运动.带电粒子在匀强电场中的运动【本讲难点】电容器的电容电容器的电容 【考点点拨】1.对电容的理解.对电容的理解2.平行板电容器电容的决定因素.平行板电容器电容的决定因素3.电容器的动态分析.电容器的动态分析4.电容器与恒定电流相联系.电容器与恒定电流相联系5.带电粒子在电场中的平衡问题.带电粒子在电场中的平衡问题6.带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题.带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题 7.带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题.带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题8.带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题.带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题(3)带电粒子在电场中的偏转电场中的偏转如图所示,质量为m 电荷量为q 的带电粒子以平行于极板的初速度v 0射入长为L 版间距离为d 的平行版电容器间,两板间电压为的平行版电容器间,两板间电压为 U ,求射出时的偏移、偏转角.,求射出时的偏移、偏转角. ①侧移:①侧移:______________________________________________________千万不要死记公式,要清楚物理千万不要死记公式,要清楚物理过程,根据不同的已知条件,结论改用不同的表达形式(已知初速度、初动能、或加速电压等). ②偏转角:②偏转角:______________________________________________________注意穿出时刻的末速度的反向注意穿出时刻的末速度的反向U L d v 0 m ,qy v t θ θ延长线与初速度方向交于中点位置,以上结论适用于带电粒子能从匀强磁场中穿出的情况.如果带电粒子没有从电场中穿出,此时水平位移不再等于板长L ,应根据情况进行分析.(二)重难点阐释5.带电微粒在电场和重力场的复合场中的运动.带电微粒在电场和重力场的复合场中的运动一般提到的带电粒子由于重力远小于它在电场中受到的电场力,所以其重力往往忽略不计,但当带电体但当带电体(或微粒)的重力跟电场力大小相差不大时,(或微粒)的重力跟电场力大小相差不大时,(或微粒)的重力跟电场力大小相差不大时,就不能忽略重力的作用了,这样的就不能忽略重力的作用了,这样的带电微粒在电场中可能处于静止,也可能做直线运动或曲线运动.带电微粒在电场中可能处于静止,也可能做直线运动或曲线运动.处理此类问题的基本思路,一是电场力当作力学中的一个力看待,然后按研究力学问题的基本方法,从力和运动或能量转换两条途径展开;二是把该物体看作处于电场和重力场同时存在的复合场中,对于这两种不同性质的场,同样可以用场强叠加原理处理.存在的复合场中,对于这两种不同性质的场,同样可以用场强叠加原理处理.二、高考要点精析(一)对电容的理解☆考点点拨电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量.由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电,带电量的多少、板间电势差的大小等均无关.电容器是否带电,带电量的多少、板间电势差的大小等均无关.【例1】对电容C=Q/U ,以下说法正确的是:,以下说法正确的是:A .电容器充电量越大,电容增加越大.电容器充电量越大,电容增加越大B .电容器的电容跟它两极所加电压成反比.电容器的电容跟它两极所加电压成反比C .电容器的电容越大,所带电量就越多.电容器的电容越大,所带电量就越多D .对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变.对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变解析:解析:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,与电容器是否带电,与电容器是否带电,与电容器是否带电,带电量的多少、带电量的多少、带电量的多少、板间板间电势差的大小等均无关.故D 正确.正确.答案:答案:D D☆考点精炼1.某一电容器标注的是:“300V 300V,,5μF ”,则下述说法正确的是,则下述说法正确的是 ( ))A .该电容器可在300V 以下电压正常工作电压正常工作B .该电容器只能在300V 电压时正常工作电压时正常工作C .电压是200V 时,电容仍是5μFD .使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连.使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连(二)平行板电容器电容的决定因素☆考点点拨平行板电容器的电容与板间距离d 成反比,与两半正对面积S 成正比,与板间介质的介电常数e 成正比,其决定式是:d s kd s C e p eµ=4 ☆考点精炼 2.1999年7月12日日本原子能公司所属敦贺湾核电站由于水管破裂导致高辐射冷却剂外流,在检测此次重大事故中应用了非电量变化(冷却剂(冷却剂 外泄使管中液面变化)转移为电信号的自动化测量技术转移为电信号的自动化测量技术..图是一种通过检测电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图,容器中装有导电液体,是电容器的一个电极,中间的芯柱是电容器的另一个电极,芯柱外面套有绝缘管(塑料或橡皮)作为电介质,电容器的两个电极分别用导线接在指示器上,指示器上显示的是电容的大小,但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低,但从电容的大小就可知容器中液面位置的高低,为此,为此,以下说法中正确的是以下说法中正确的是A .如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积增大,必液面升高.如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积增大,必液面升高B .如果指示器显示电容减小了,则两电极正对面积增大,必液面升高.如果指示器显示电容减小了,则两电极正对面积增大,必液面升高C .如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积减小,液面必降低.如果指示器显示出电容增大了,则两电极正对面积减小,液面必降低D .如果指示器显示出电容减小了,则两电极正对面积增大,液面必降低.如果指示器显示出电容减小了,则两电极正对面积增大,液面必降低(三)电容器的动态分析☆考点点拨平行板电容器动态分析这类问题的关键在于弄清哪些是变量,哪些是不变量,在变量中哪些是自变量.哪些是因变量,同时注意理解平行板电容器演示实验现象的实质,一般分两种基本情况:一是电容器两极板的电势差U 保持不变(与电源连接);二是电容器的带电量Q 保持不变(与电源断开)开)电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,改变正对面积或改变板间电解质材料,都会改变其都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化.这里一定要分清两种常见的变化:(1)电键K 保持闭合,则电容器两端的电压恒定(等于电源电动势),这种情况下带电量,C CU Q µ=而d d U E d S kd S C 14µ=µ=,e p e (2)充电后断开K ,保持电容器带电量Q 恒定,这种情况下s E s d U d s C e e e 1,,µµµ K 金属芯线金属芯线 导电液体导电液体电介质电介质 h【例4】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(电量很小)固定在P 点,如图所示,以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则(示的位置,则( )A .U 变小,E 不变不变B .E 变大,W 变大变大C .U 变小,W 不变不变D .U 不变,W 不变不变(四)电容器与恒定电流相联系☆考点点拨在直流电路中,在直流电路中,电容器的充电过程非常短暂,电容器的充电过程非常短暂,电容器的充电过程非常短暂,除充电瞬间以外,电容器都可以视为断路.应除充电瞬间以外,电容器都可以视为断路.应该理解的是:电容器与哪部分电路并联,电容器两端的电压就必然与哪部分电路两端电压相等.等. P+ -(五)带电粒子(或带电体)在电场中的平衡问题☆考点点拨 在历年高考试题中,常常是电场知识与力学知识联系起来考查.解答这一类题目的关键还是在力学上.当带电体在电场中处于平衡状态时,当带电体在电场中处于平衡状态时,只要在对物体进行受力分析时,只要在对物体进行受力分析时,只要在对物体进行受力分析时,注意分析带注意分析带电体所受的电场力,再应用平衡条件即可求解.电体所受的电场力,再应用平衡条件即可求解.☆考点精炼6.质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E 的匀强电场中,当小球A 静止时,细线与竖直方向成3030°角,°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电量应为场力最小,则小球所带的电量应为A .E mg 33B B..E mg 3C .E mg 2D D..Emg 2 (六)带电粒子(或带电体)在电场中的加速问题 ☆考点点拨对于此类问题,对于此类问题,首先对物体受力分析,进而分析物体的运动情况(加速或减速,是直线还是首先对物体受力分析,进而分析物体的运动情况(加速或减速,是直线还是曲线运动等),常常用能量的观点求解.,常常用能量的观点求解.(1)若选用动能定理,则要分清有多少个力做功,是恒力功还是变力功,以及初态和末态的动能增量.的动能增量.(2)若选用能量守恒定律,则要分清有多少种形式的能在转化,哪种能量是增加的,那种能量是减少的.能量是减少的.☆考点精炼7.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中正确的是(不计重力作用)下列说法中正确的是A .从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上运动,直到打到右极板上 B .从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间往复运动间往复运动 C .从t=T /4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上板间振动,也可能打到右极板上D .从t=3T /8时刻释放电子,电子必将打到左极板上时刻释放电子,电子必将打到左极板上(七)带电粒子(或带电体)在电场中的偏转问题☆考点点拨如图所示,质量为m 电荷量为q 的带电粒子以平行于极板的初速度v 0射入长L 板间距离为d 的平行板电容器间,两板间电压为U ,求射出时的侧移、偏转角和动能增量等.,求射出时的侧移、偏转角和动能增量等.解题方法:分解为两个独立的分运动:平行极板的匀速运动(运动时间由此分运动决定)t v L 0=,垂直极板的匀加速直线运动,221at y =,at v y =,md qU a =.偏角:0tan v v y =q ,推论:q tan 2L y =. 穿越电场过程的动能增量:ΔE K =qEy (注意,一般来说不等于qU ) U L d v 0 m ,q y v t θ θ-U 0 U 0 O T 2T t φ☆考点精炼(八)带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题☆考点点拨 当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽略不计.这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等.这时的问题实际上变成一个力学问题,只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变化.恒的时候需要考虑到电势能的变化.【例9】 已知如图,水平放置的平行金属板间有匀强电场.一根长l的绝缘细绳一端固定在O 点,另一端系有质量为m 并带有一定电荷的小球.小球原来静止在C 点.当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O 点做匀速圆周运动.若将两板间的电压增大为原来的3倍,求:要使小球从C 点开始在竖直面内绕O 点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?大拉力是多大? - + O C知识点一电容器的电容电容器的电容是用比值法来定义的,它与电量、电压无关,仅由电容器本身决定。
电容的型号功能和应用的详细介绍1. [capacitanee ; electric capacity] 电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量,非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时(如在电容器中),由于电荷移动的结果,能量便贮存在该非导电体之中定义: 电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。
我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容器的电容。
电容的符号是Co在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(卩F)、纳法(nF)和皮法(PF)(皮法又称微微法)等,换算关系是:1 法拉(F)= 1000 毫法(mF) = 1000000 微法(卩F) 1 微法(a F)= 1000 纳法(nF)= 1000000 皮法(pF)。
相关公式: 一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法,即:C二Q/U但电容的大小不是由Q或U决定的, 即:C=£ S/4 n kd。
其中,£是一个常数,S为电容极板的正对面积, d为电容极板的距离,k则是静电力常量。
常见的平行板电容器,电容为C=£ S/d.(£为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离。
)电容器的电势能计算公式:E二CU八2/2二QU/2 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3++Cn 多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/C n电容器的型号命名方法第一部分I第二部分I第三部分I第四部分名称I材料I特征I序号C高频瓷T铁电T低频瓷W微调I玻璃J金属化J金属化M密圭寸L纸涤纶Y高压D铝电解C穿心式A钽电解S独石(渝r d电容器I符号I 意义I符号I意义I符号符号Y釉云母X 小型C Z纸介D电压用字母或数字电容功能分类介绍符号: 电容量:40p--4 a额定电压:63--630V 主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路名称:聚苯乙烯电容(CB 符号: 电容量:10 P--1 a额定电压:100V--30KV 主要特点:稳定,低损耗,体积较大应用:对稳定性和损耗要求较高的电路名称:聚丙烯电容(CBB 符号: 电容量:1000P--10 a额定电压:63--2000V 主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路名称:云母电容(CY符号: 电容量:10p--0.1卩额定电压:100V--7kV 主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路名称:高频瓷介电容(CC 符号: 电容量:1--6800P 额定电压:63--500V 主要特点:高频损耗小,稳定性好应用:高频电路名称:低频瓷介电容(CT)符号: 电容量:10P--4.7卩额定电压:50V--100V 主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差应用:要求不高的低频电路名称:玻璃釉电容(CI)符号: 电容量:10p--0.1卩额定电压:63--400V 主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)应用:脉冲、耦合、旁路等电路名称:铝电解电容符号: 电容量:0.47--10000 a额定电压:63-450V 主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等名称:钽电解电容(CA铌电解电容(CN 符号: 电容量:0.1--1000 a额定电压:63-125V 主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容应用:在要求高的电路中代替铝电解电容名称:空气介质可变电容器符号: 可变电容量:100--1500P 主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用:电子仪器,广播电视设备等名称:薄膜介质可变电容器符号: 可变电容量:15--550P 主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大应用:通讯,广播接收机等名称:薄膜介质微调电容器符号: 可变电容量:1--29P 主要特点:损耗较大,体积小应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿名称:陶瓷介质微调电容器符号: 可变电容量:03-22P 主要特点:损耗较小,体积较小应用:精密调谐的高频振荡回路名称:独石电容容量范围:0.5 PF--1 M F耐压:二倍额定电压。