1.7了解電容器

1、1.1.7 7 了解電容器了解電容器 萬州二中萬州二中 FiveFox 使物體帶電后，如何保存電荷呢？使物體帶電后，如何保存電荷呢？ 萬州二中萬州二中 FiveFox 容容 器器 萬州二中萬州二中 FiveFox 一一 儲存電荷的裝置儲存電荷的裝置 電電 容容 器器 歷史上最早的電容器歷史上最早的電容器萊頓瓶萊頓瓶 它是一個玻璃瓶，瓶里瓶外分別它是一個玻璃瓶，瓶里瓶外分別 貼有錫箔，瓶里的錫箔通過金屬貼有錫箔，瓶里的錫箔通過金屬 鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一 個金屬球，個金屬球，由于它是在萊頓發(fā)明由于它是在萊頓發(fā)明 的。所以叫做萊頓瓶的。所以叫做萊頓瓶。 萊頓瓶出現(xiàn)

2、后很快在歐洲引起了萊頓瓶出現(xiàn)后很快在歐洲引起了 強烈的反響。強烈的反響。 萬州二中萬州二中 FiveFox 萊頓萊頓邀請了路易十五的王室成員和大邀請了路易十五的王室成員和大 臣們觀看萊頓瓶放電的表演。他讓七百臣們觀看萊頓瓶放電的表演。他讓七百 名修道士手拉手排成一行，隊伍全長約名修道士手拉手排成一行，隊伍全長約 300米。然后，諾萊特讓排頭的修道士米。然后，諾萊特讓排頭的修道士 用手握住萊頓瓶的金屬引線（此時萊頓用手握住萊頓瓶的金屬引線（此時萊頓 瓶已經充完電），一瞬間，七百名修道瓶已經充完電），一瞬間，七百名修道 士，因受電擊幾乎同時跳起來，在場的士，因受電擊幾乎同時跳起來，在場的 人無不為

3、之口瞪目呆。人無不為之口瞪目呆。 這個表演向人們展示了電的巨大威力的這個表演向人們展示了電的巨大威力的 同時，也證明了萊頓瓶確實可以儲存電同時，也證明了萊頓瓶確實可以儲存電 荷。荷。 巴黎一座大教堂前的一次眾僧齊躍巴黎一座大教堂前的一次眾僧齊躍 萬州二中萬州二中 FiveFox 現(xiàn)現(xiàn) 代代 生生 活活 中中 的的 各各 種種 電電 容容 器器 萬州二中萬州二中 FiveFox 電電 容容 器器 是是 電電 氣氣 設設 備備 中中 不不 可可 缺缺 少少 的的 元元 件件 萬州二中萬州二中 FiveFox 、定義：、定義： 任何兩個彼此任何兩個彼此絕緣絕緣又相距又相距很近很近的的導體導體， 組成

4、一個組成一個電容器電容器。 一、電容器一、電容器 平行板電容器平行板電容器 電介質電介質電容器的極板電容器的極板 電容器的極板電容器的極板 一、電容器一、電容器 2 2、電容器的帶電量、電容器的帶電量 每個極板帶電量的絕對值每個極板帶電量的絕對值 3 3、電容器的充、放電電容器的充、放電 （1）充電：使電容器帶電的過程。）充電：使電容器帶電的過程。 （2）放電：使電容器失去電荷的過程。）放電：使電容器失去電荷的過程。 萬州二中萬州二中 FiveFox 將電容器兩個極板將電容器兩個極板帶上電荷帶上電荷的過程，叫的過程，叫 電容器的電容器的充電充電。 【電容器的充電電容器的充電】 Q Q 正正極板

5、極板 負負極板極板 兩板分別帶兩板分別帶等量異等量異 種種電荷，每個極板電荷，每個極板 帶電量的帶電量的絕對值絕對值叫叫 電容器的電容器的帶電量帶電量 E 有短暫有短暫 的的電流電流 兩極間兩極間 有有電壓電壓 萬州二中萬州二中 FiveFox 用導線將充電后的電容器兩極接通，兩用導線將充電后的電容器兩極接通，兩 極極失去電荷失去電荷的過程，叫電容器的的過程，叫電容器的放電放電。 【電容器的放電電容器的放電】 Q Q 在在放電放電過程中導線上過程中導線上 有有短暫的電流短暫的電流產生產生 電容器兩極電容器兩極正負電正負電 荷荷通過導線中和。通過導線中和。 一、電容器一、電容器 4、電容器儲存電

6、荷的方式、電容器儲存電荷的方式 充電后的電容器兩個極板上，分別帶有等量異種充電后的電容器兩個極板上，分別帶有等量異種 電荷，由于兩極板相對且靠得很近，正負電荷互電荷，由于兩極板相對且靠得很近，正負電荷互 相吸引。電容器以這種方式儲存電荷。相吸引。電容器以這種方式儲存電荷。 5、在電路圖中，電容器用、在電路圖中，電容器用 表示表示。 萬州二中萬州二中 FiveFox 1 1、電容器帶電的特點：、電容器帶電的特點： 充電后的電容器兩極間的充電后的電容器兩極間的電壓電壓，叫電容，叫電容 器的器的電壓電壓。 二、電容器的電容二、電容器的電容 Q Q 電容器的電容器的帶電量帶電量QQ越多，越多，電壓電壓

7、U U越高。越高。 Q=0.01C Q=0.01C，U=100V U=100V Q=0.02C Q=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03C Q=0.03C，U=300V U=300V QQ與與U U成成正比正比 Q/UQ/U是是定值定值 兩極間有兩極間有電壓電壓U U 萬州二中萬州二中 FiveFox 2 2、電容的定義：、電容的定義： 電容器所帶電容器所帶電量電量QQ與電容器兩極間的與電容器兩極間的電電 壓壓U U的的比值比值，叫電容器的，叫電容器的電容電容。 Q Q 二、電容器的電容二、電容器的電容 U U Q C 萬州二中萬州二中 FiveFox 4 4、電容的單位：、電

8、容的單位： 二、電容器的電容二、電容器的電容 法拉法拉: : F F 還有：微法（還有：微法（ ）、皮法（）、皮法（p p） pFFF 126 10101 1F=1C/V 1F=1C/V 如果一個電容器帶如果一個電容器帶1C1C電量時，兩極間電電量時，兩極間電 壓是壓是1V1V，這個電容器的電容就是，這個電容器的電容就是1F 1F 萬州二中萬州二中 FiveFox 課堂訓練課堂訓練 1 1、某一電容器，當帶電量為、某一電容器，當帶電量為4 41010-6 -6C C， ， 兩極板間的電勢差為兩極板間的電勢差為20v20v，求，求 （1 1）電容器的電容）電容器的電容 （2 2）當所帶電量減半時

9、，電容器的電容）當所帶電量減半時，電容器的電容 為多少為多少 （3 3）如果電容器不帶電呢？）如果電容器不帶電呢？ 萬州二中萬州二中 FiveFox 例與練例與練 三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容 v實驗研究實驗研究 視頻視頻 v實驗結論：實驗結論：平行板電容器的電容平行板電容器的電容C C跟相對介電跟相對介電 常量成正比，跟極板正對面積常量成正比，跟極板正對面積S S成正比，跟極成正比，跟極 板間的距離板間的距離d d成反比。成反比。 v公式：公式： 44 r ss CC kdkd ， （真空） 萬州二中萬州二中 FiveFox 電容器的電容器的電容電容與與電量電量QQ 及電壓及

10、電壓U U都無關，由電都無關，由電 容器容器本身本身決定。決定。 例與練例與練 萬州二中萬州二中 FiveFox -9.0-9.01010-8 -8C C C C Q Q 9.09.01010-8 -8 1.51.51010-8 -8 例與練例與練 萬州二中萬州二中 FiveFox S定定,d 4 S C kd C Q=C U Q E=U/d E d定定,S 4 S C kd C Q=C U Q E=U/d E E不變不變 電容器始終與電源連接電容器始終與電源連接，U U保持不變。保持不變。 分析要點 萬州二中萬州二中 FiveFox 1 1、若、若 插入介質插入介質， C C將將 ，Q Q將

11、將 ，E E將將 。 2 2、若插入一定厚度的導體板，相當于、若插入一定厚度的導體板，相當于d d ，C C將將 ，Q Q將將 ，E E將將 。 增大增大增大增大 保持不變保持不變 減小減小 增大增大 增大增大 【討論】【討論】 減小減小 萬州二中萬州二中 FiveFox 2 2、平行板電容器兩板間電壓恒定，帶電的、平行板電容器兩板間電壓恒定，帶電的 油滴在兩板間靜止，如圖所示，若將板間的油滴在兩板間靜止，如圖所示，若將板間的 距離增大一些，則油滴的運動將（）距離增大一些，則油滴的運動將（） 向上運動；向上運動； 向下運動；向下運動； 向左運動；向左運動； 向右運動。向右運動。 B 萬州二中萬

12、州二中 FiveFox （二）、（二）、 平行板電容器充電后，平行板電容器充電后，切斷與電源切斷與電源 的連接的連接，在這種情況下，在這種情況下: : 1 1、如果增大兩極板間的距離、如果增大兩極板間的距離d d，那么，兩極，那么，兩極 板間的電勢差板間的電勢差U U，電容器所帶的電量，電容器所帶的電量Q Q，兩極，兩極 板間的場強板間的場強E E各如何變化？各如何變化？ 2 2、如果增大兩極板間的正對面積、如果增大兩極板間的正對面積S S，那么，那么， 兩極板間的電勢差兩極板間的電勢差U U，電容器所帶的電量，電容器所帶的電量Q Q， 兩極板間的場強兩極板間的場強E E各如何變化？各如何變化

13、？ 萬州二中萬州二中 FiveFox 分析要點 電容器充電后與電源斷開電容器充電后與電源斷開，Q Q保持不變。保持不變。 S定定,d 4 S C kd C U=Q/C U E=E=s s E E不變不變 d d定定,S,S 4 S C kd C U=Q/C U E=U/d E 萬州二中萬州二中 FiveFox 不變U d E C Q d C 1 U Q C 例例1 1 萬州二中萬州二中 FiveFox 不變Q d d U E C U Cd Q S kQ4 E E與與d d無關無關， 即即E E不變不變。 例例2 2 典型例題典型例題 例例3 3. .平行板電容器保持與直流電源兩極連接，平行板電

14、容器保持與直流電源兩極連接， 充電平衡后，兩極板間的電壓為充電平衡后，兩極板間的電壓為U U，電荷量為，電荷量為 Q Q，兩極板間場強為，兩極板間場強為E E，電容為，電容為C,C,現(xiàn)將兩極板現(xiàn)將兩極板 間距離間距離d d變大，則引起的變化的是變大，則引起的變化的是( ( ) ) A.U A.U不變不變 B.CB.C變小變小 C.EC.E變小變小 D.QD.Q變小變小 ABCD 萬州二中萬州二中 FiveFox 例例4 4.平行板電容器充電平衡后與電源斷開，將兩平行板電容器充電平衡后與電源斷開，將兩 板間距離板間距離d d變大，則引起變化情況是變大，則引起變化情況是( ( ) ) A.Q A.Q不變不變 B.CB.C變小變小 C.EC.E不變不變 D.UD.U變大變大 ABCD 典型例題典型例題 例例5 5. .平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電平行板電容器保持與直流電源兩極連接，充電 平衡后，兩極板間的電壓為平衡后，兩極板間的電壓為U U，電荷量為，電荷量為Q Q，兩極，兩極 板間場強為板間場強為E E，電容為，電容為C,C,現(xiàn)將兩極板間正對面積現(xiàn)將兩極板間正對面積s s 減小，則引起變化的情況是減小，則引起變化的情況是( ( ) ) A.Q A.Q變小變小 B.