《2025年同步解析与测评课时练人民教育出版社物理必修第三册人教版增强版》

### 主题探索二 电容
#### 问题情境
探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系实验电路如图所示。电流传感器记录电容器充电过程中的电流，并在计算机屏幕上显示出电流随时间变化的图像，利用软件可求出I - t图像的面积即可获得电容器极板上所带的电荷量。

1. 分别接入电容器A、电容器B，调节电阻箱，使电压表的读数分别为1.5 V、3 V、4.5 V，根据I - t图像的面积求出对应的电荷量，记录数据如表格。分析实验数据你能得到什么结论？

2. 如何理解电容的定义式$C = \frac{Q}{U}$？

答案： 1. 对于同一电容器，所加电压越大，极板上储存的电荷越多，但是电荷量与电压的比值$\frac{Q}{U}$是不变的；对于不同的电容器，$\frac{Q}{U}$一般是不同的定值。$\frac{Q}{U}$表征了电容器储存电荷的特性。
2. 电容器具有储存电荷的特性，类似于用容器可以装水。电容器一个极板上所带的电荷量相当于容器的容积，两极板之间的电势差相当于容器内的水深，电容相当于容器的横截面积，显然，当两极板间的电势差(水深)相等时，电容(横截面积)大的电容器(容器)所带的电荷量(水)多。

【例3】一平行板电容器，当极板上所带电荷量增加$2.0×10^{-4}$ C时，极板间的电压增加40 V，则当电容器两端所加电压为200 V时，电容器所带电荷量为多少？

答案： 1×10⁻³C