電容器與電容

1、 第八節(jié) 電容器與電容11、構(gòu)造：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)（電介質(zhì)）,就組成一個簡單的電容器。叫做平行板電容器 。這兩個金屬板叫做電容器的極板2、電路圖符號：金屬極板絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))斷路幾乎所有電容器都是平行板電容器的變形一、電容器2充電： 兩極與電源相連接使電容器帶電的過程 是電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能 的過程 QQ正極板負(fù)極板有短暫的電流兩極間有電壓E31、電容器的充電： 將電容器兩個極板帶上等量異種電荷的過程，叫電容器的充電。電能電場能 二、電容器的充電和放電G+ + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - -U+Q-Q電能電

2、場能4 注意： 電容器充電的過程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大,直到兩極電壓等于電源電壓為止，該過程中電路中有短暫的充電電流； 電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能儲存在了電場中電場能。 電容器的電量：指一個極板所帶電量的絕對值。當(dāng)電容器帶電量發(fā)生改變時，電路中有電流；穩(wěn)定后電路中無電流，因為兩極板絕緣，電流通不過。52、電容器的放電： QQ 用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過程，叫電容器的放電。 在放電過程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)生U=06 注意： 充電后的電容器兩極間短路時（一根導(dǎo)線相連）兩板電量會中和，直到兩極電壓等于零為止，該過程中電路中有短暫的

3、放電電流； 電容器放電后，兩板間不再有電場，電場能其他形式的能量。 2、電容器的充放電 充電：使電容器帶上電荷的過程(Q增加 U增加 E增加 電場能增加)充電時兩個極板總是帶等量的異種電荷, 放電：使電容器失去電荷的過程（Q減少 U減少 E減少 電場能減少）7電容的大小由電容器本身決定，與哪些因素有關(guān)？極板面積極板距離電介質(zhì)研究這些問題該用什么方法？8方法：控制變量法+實驗探究：影響平行板電容器電容的因素 -改變d改變S改變電介質(zhì)9常用電容器電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-定片動片103、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

4、電荷，由于兩極板相對且靠得很近，正負(fù)電荷互相吸引。電容器以這種方式儲存電荷。4、在電路圖中，電容器用 表示。11二、電容 1、定義：電容器所帶電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。4、物理意義：反映了電容器容納電荷的本領(lǐng)。3、單位：法拉（F）、微法（F）、皮法（pF） 2、定義式：125、電容器的電容C= 2.010-8F ，如果電容器兩極板電壓增加了10V，則電容器的帶電量變化了多少？電容的另一種定義式例與練1314三、平行板電容器探究: 影響平行板電容器電容大小的因素。實驗表明：d不變時，S越大電容C越大； S不變時，d越小電容C越大； d、S都不變時，插入介質(zhì)電容C

5、增大r 稱為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。（真空中的相對介電常數(shù)為1，空氣中的與1十分相近）決定式（與自身有關(guān)的因素：兩極板間的正對面積S、兩極板間距d、電介質(zhì)）1516C和d成反比 C與S成正比 相對介電常數(shù)正對面積靜電力常量兩極板間的距離（平行板電容器）三.平行板電容的決定因素 電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與是否帶電或與帶電量的多少無關(guān)。幾種常用電介質(zhì)的相對介電常數(shù)171819理解1：C與Q、U的關(guān)系（C不由Q、U決定 ）Q=CU （Q由C、U決定）（U由Q、C決定 ）20四：電容器的種類:1)按電介質(zhì)的不同分,有紙介電容器、陶瓷電容器、電解電容器等.212)按電容是否可變分,有固定電容器

6、、可變電容器等.電解電容器 ：正負(fù)極不能接反，不能接交流電.聚苯乙烯電容器:固定電容器：電容固定不變.可變電容器:通過改變兩極間的正對面積或距離來改變電容.紙介電容器 22問題：電解電容器的電容為什么一般較大？可變電容器通過改變什么因素來改變電容？ 因其介質(zhì)為很薄的一層氧化膜，所以二極板可相距極近，所以電容值大。 正對面積 五：電容器的應(yīng)用1；利用電容器測量水位2；駐極體話筒23從電容器上讀出什么？243、擊穿電壓和額定電壓：六、常用電容器 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。 電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電

7、壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓25平行板電容器典型問題：十 十 十 十 十 十 十 十 一 一 一 一 一 一 一 一類型一：保持電容器的兩極板與電源相連恒量：U變量：C（d，S， ），Q，EQ=CU 十 十 十 十 十 十 十 十 一 一 一 一 一 一 一 一類型二：充電后，切斷與電源的連接恒量：Q變量：C（d，S， ），U，E26平行板電容器充電平衡后仍與電源相連，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，充電后與電池兩極相連電容兩極板間電壓不變 U不變 ，d變小 E變大S 變小 C變小d變小C變大U不變Q變大U不變Q變小U不變，d不變 E不變U不變 Q變小U

8、不變 ，d不變 E不變U不變27充電后與電池兩極相連電容兩極板間電壓不變 U不變 ，d變大 E變小S 變大 C變大d變大C變小U不變Q變小U不變Q變大U不變，d不變 E不變U不變 Q變大U不變 ，d不變 E不變U不變28平行板電容器充電平衡后與電源斷開，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為E，電容為CQ不變充電后與電池兩極斷開電容兩極板間電荷量不變 U變大 ，d變大 E不變S 變大 C變大d變大C變小Q不變U變大Q不變U變小U變小，d不變 E變小Q不變 U變小U變小 ，d不變 E變小29充電后與電池兩極斷開電容兩極板間電荷量不變 U變小 ，d變小 E不變S 變小 C變小d變小C變大

9、Q不變U變小Q不變U變大U變大，d不變 E變大Q不變 U變大U變大 ，d不變 E變大Q不變30312、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別接在電壓是6V的電池組正負(fù)極，跟電池組負(fù)極相連的極板帶電量為-9.010-8C ，則電容器的帶電量為 C，電容器的電容為 pF。若將此電容器兩極接電壓12V的電池組正負(fù)極，電容器的電容為 pF。 QQ9.010-8 1.5104 1.5104 電容與電壓U無關(guān)例與練32 33341、平行板電容器的電容公式：三、平行板電容器的電容兩板間距離兩板正對面積介電常數(shù)真空r=1靜電力常量說明：平行板電容器內(nèi)的電場是勻強電場355、平行板電容器充電平衡后仍與電源相連，兩極

10、板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則 （ A ） A.Q變大 B.C變大 C.E不變 D.U變小例與練366、平行板電容器充電平衡后與電源斷開，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則（ D ） A.Q變大 B.C變大 C.E不變 D.U變小E與d無關(guān)，即E不變。例與練377、 用電壓為U的直流電源給電容為C平行板電容器充電，充完電后電容器兩板間的場強大小為E。（1）充完電后，若仍閉合電鍵K，將電容器兩極板正對面積變?yōu)樵瓉淼囊话?，則電容器的電容變?yōu)?，流過導(dǎo)線中的電流方向為從 極板流向 極板。C/2 正

11、負(fù)例與練387、 用電壓為U的直流電源給電容為C平行板電容器充電，充完電后電容器兩板間的場強大小為E。（2）充完電后，若斷開電鍵K，將電容器的兩個極板距離變?yōu)樵瓉淼囊话?，則電容器的電容變?yōu)?，電容器兩極板間的電壓變?yōu)?，電容器兩極板間的電場強度為 。2C U/2E例與練397、 用電壓為U的直流電源給電容為C平行板電容器充電，充完電后電容器兩板間的場強大小為E。（3）充完電后，若仍閉合電鍵K，將一塊厚度為兩板距離一半的平行于極板的矩形金屬塊放入兩極板中間，電容器的電容變?yōu)?，流過導(dǎo)線中的電流方向為從 極板流向 極板。2C 負(fù)正例與練408、平行板電容器兩板距離為4cm，帶電量為810-8C，板

12、間場強為4104N/C，則其電容為 ，若保持其它條件不變，而使兩板正對面積減為原來的1/2，則其電容為 ，若將兩板距離增加為8cm，則兩板間場強為 ，電容為 。 510-11 F2.510-11 F4104 N/C2.510-11 F例與練419、平行金屬板A、B間距離為6cm，電勢差UAB=300V保持不變，將一塊3cm厚的矩形（空腔）導(dǎo)體平行放入A、B板之間，它左側(cè)面P與A平行正對且離A板1cm，以B板電勢為零，則A、B兩板正中央一點C的電勢由此而發(fā)生怎樣的變化？（ C ） A、變?yōu)榱?B、仍為150V C、升高50V D、降低50VABPC例與練42分析： 處于電場的導(dǎo)體處于靜電平衡是個

13、等勢體；當(dāng)極板放入空腔導(dǎo)體后，極板的等效距離變小，場強變大，求出Q面的電勢 ；同樣的方法求出不放空腔導(dǎo)體時C點電勢，二者進行比較即可。434411、水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2F，當(dāng)將其充電到兩板電壓為100V時，一個質(zhì)量為10-10g的帶負(fù)電塵埃正好在板間靜止。則塵埃的電荷量為 C。 mgF帶負(fù)電塵埃正好在板間停止，受電場力 和重力平衡，則電場力方向豎直向上電容器上極板帶正電荷 451、固定電容器：四、常用電容器（1）聚苯乙烯電容器： 以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用兩層鋁箔為極板。符號：461、固定電容器：四、常用電容器（2）電解電容器： 用鋁箔做一個極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過電解液的紙做另一個極板。符號：電容較大472、可變電容器：四、常用電