電容器的電容(上課)

課堂引入

前面，我們學(xué)了摩擦可以使塑料棒帶上電荷，可是，將這塑料棒放在空中，過(guò)一段時(shí)間它所帶的電荷就會(huì)慢慢地失去，為了保存電荷，我們就需要有一個(gè)能“容納電荷的容器”——電容器。第一章靜電場(chǎng)1.8電容器的電容

觀察紙介電容器的構(gòu)造：該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。一、電容器在兩個(gè)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)（空氣也是一種電介質(zhì)），就構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫做平行板電容器。這兩個(gè)金屬板叫做極板中間的絕緣物質(zhì)叫做電介質(zhì)平行板電容器

任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。A充電：使電容器帶上電荷的過(guò)程。充電過(guò)程中：（Q增加U增加E增加電場(chǎng)能增加)充電時(shí)兩個(gè)極板總是帶等量的異種電荷。（一），電容器的充電電容器的作用：容納儲(chǔ)存電荷每個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫做電容器的帶電量。A注意電容的充電、放電都是短暫的過(guò)程，有短暫的充電、放電電流。（二），電容器的放電放電：使電容器失去電荷的過(guò)程。放電過(guò)程中：

（Q減少U減少E減少電場(chǎng)能減少）圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題:hhABC1.水位每升高h(yuǎn)，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？如何比較兩個(gè)電容器容納電荷的本領(lǐng)？實(shí)驗(yàn)表明：一個(gè)電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U成正比，比值是一個(gè)常量。與電容器本身有關(guān)，不同的電容器的比值是不同的?？梢?jiàn)，這個(gè)比值表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性。1、電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值，叫電容器的電容。符號(hào)C。2、電容的定義式:Q指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值,U表示電容器兩板的電勢(shì)差—電壓.3、理解：

電容器的電容與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。二.電容4、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。5、意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量。6、單位：國(guó)際單位制：法拉——法（F）1F=1C/V

常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF對(duì)電容的理解

結(jié)論：電容是電容器本身的一種屬性，其大小與電容器的電荷量無(wú)關(guān)。對(duì)于給定的一個(gè)電容器有：電容是反映電容器本身容納電荷本領(lǐng)大小的物理量，跟電容器是否帶電無(wú)關(guān)。這跟水桶一樣，水桶能容納多少水是由水桶本身的幾何尺寸所決定的，跟是否已盛了水無(wú)關(guān)。C=Q/U=ΔQ/ΔUΔQΔU課堂訓(xùn)練1、某一電容器，當(dāng)帶電量為4×10-6C，兩極板間的電勢(shì)差為20v，求（1）電容器的電容（2）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少（3）如果電容器不帶電呢？三、平行板電容器的電容平行板電容器是最簡(jiǎn)單的也是最基本的電容器，我們以平行板電容器為例研究影響平行板電容器的因素。實(shí)驗(yàn)中會(huì)使用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。認(rèn)識(shí)靜電計(jì)靜電計(jì)：由驗(yàn)電器改造而成，是測(cè)量電容器兩極間電勢(shì)差的儀器，由靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度可知電勢(shì)差的大小。保持極板上的電荷量Q不變，兩極板間距d不變，改變兩極板的正對(duì)面積，通過(guò)靜電計(jì)指針的變化來(lái)觀測(cè)兩極板電勢(shì)差的變化。（1）改變兩極板的正對(duì)面積結(jié)論：電容C隨正對(duì)面積S的增大而增大?，F(xiàn)象：S，U保持極板上的電荷量Q不變，兩極板正對(duì)面積S不變，改變兩極板間的距離d，通過(guò)靜電計(jì)指針的變化來(lái)觀測(cè)兩極板電勢(shì)差的變化。（2）改變兩極板間的距離結(jié)論：電容C隨兩極板間距d的增大而減小?，F(xiàn)象：d，U保持Q、S、d都不變，在兩極板間插入電介質(zhì)，通過(guò)靜電計(jì)的指針來(lái)觀測(cè)兩極板間電勢(shì)差的變化。（3）在兩極板間插入電介質(zhì)結(jié)論：電容C隨電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)的增大而增大?，F(xiàn)象：ε，U理論表明:當(dāng)平行板電容器的兩極板間是真空時(shí)，電容C與極板的正對(duì)面積S、極板距離d的關(guān)系為式中k為靜電力常量。當(dāng)兩極板間充滿(mǎn)同一種介質(zhì)時(shí)，電容變大為真空時(shí)的εr倍，即εr是一個(gè)常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱(chēng)為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。幾種常用電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)電介質(zhì)空氣煤油石蠟陶瓷玻璃云母水εr1.00522.0～2.164～116～881

2.一個(gè)電容器儲(chǔ)存的電荷量是4×10-8C,兩極板間電壓是2V。那么這個(gè)電容器的電容是_________F，如果將所帶電荷全部放掉，這個(gè)電容器的電容是________F。1.有一空氣平行板電容器，僅增加兩極板的正對(duì)面積，其電容________；僅縮小極板間距離，其電容________;僅降低兩極板間電壓，其電容_______;僅在兩極板間充以介電常數(shù)較大的電介質(zhì)，其電容_________。課堂訓(xùn)練增大增大不變?cè)龃笕?、平行板電容器的?dòng)態(tài)分析充電后的平行板電容器極板間的場(chǎng)強(qiáng)：1、充電后與電源相連：U不變2、充電后與電源斷開(kāi)：Q不變?cè)龃骴C減小Q減少E減小增大dC減小U增大E不變A.保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減??；B.保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大；C.斷開(kāi)S，減小兩極板間的距離，則兩極板間電勢(shì)差減??；D.斷開(kāi)S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間電勢(shì)差增大。1.兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，接通開(kāi)關(guān)，電源立即給電容器充電：（）。BC四、常用電容器1、常用電容器從構(gòu)造上看，分為固定電容器和可變電容器兩類(lèi)2、固定電容器：電容是固定不變的，常用的是以云母、陶瓷、聚苯乙烯等為電介質(zhì)的電容器和電解電容器。符號(hào)電解電容器符號(hào)注意：電解電容器兩接線(xiàn)電極有正、負(fù)之分，使用時(shí)極性不能接錯(cuò)聚丙烯電容器3、可變電容器：電容是可以改變的，一般是以改變正對(duì)面積來(lái)改變電容的可變電容器符號(hào)可變電容器三、常用電容器4、對(duì)于電容器銘牌標(biāo)度的認(rèn)識(shí)電容器上一般都標(biāo)有電容器的電容和額定電壓值：1、擊穿電壓：加在電容器上的電壓若超過(guò)某一限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個(gè)極限電壓稱(chēng)為擊穿電壓。當(dāng)電容器被擊穿后，在電路中相當(dāng)于一根導(dǎo)線(xiàn)。2、額定電壓：是指電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓，它比擊穿電壓要低，電容器上的標(biāo)稱(chēng)電壓是額定電壓，電容器在不高于額定電壓下工作都是安全、可靠的，不要誤認(rèn)為電容器只有在額定電壓下工作才是正常的。C2、兩塊平行金屬板帶等量異量電荷，要使兩板間的電壓加倍，而板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減半，應(yīng)使（）A、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍B、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍BCD3、（全國(guó)高考）對(duì)于水平放置的平行板電容器,下列說(shuō)法正確的是()A、將兩板間距加大，電容將增大B、將兩板平行錯(cuò)開(kāi)，使正對(duì)面積減小，電容將減小C、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D、在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等，厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大4、對(duì)于給定的電容器，在描述電容量C、帶電量Q、兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中，下列圖中正確的是()ACD5、在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地，若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是()A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大C、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小D、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大BC6、如圖所示的電路，當(dāng)將A板向上移的過(guò)程中（）A、電阻R中沒(méi)有電流B、電容器的電容變小C、電阻R中有a流向b的電流D、電阻R中有b流向a的電流B7、如圖所示，

C1和

C2是兩個(gè)相同的平行板電容器，帶有相等的電荷量，用導(dǎo)線(xiàn)連接如圖。今在電容器

C1的兩極板間插入一塊電介質(zhì)，在電介質(zhì)插入的過(guò)程中，下列哪些現(xiàn)象會(huì)發(fā)生（

）A、導(dǎo)線(xiàn)上有電流通過(guò)，方向?yàn)閍流向b,c流向d

B、導(dǎo)線(xiàn)上有電流通過(guò)，方向?yàn)閎流向a,d流向c

C、達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，

C1兩極板間的電壓高于

C2兩極板間的電壓D、

C2的帶電量保持不變8、(北京2010)用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對(duì)面積為Ｓ，極板間的距離為ｄ，靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()A、保持S不變，增大d，θ則變大；B、保持S不變，增大d，θ則變小C、保持d不變，增大S，θ則變大；D、保持d不變，增大S，θ則不變

A9、(安徽2010)如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，