1.8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?！?.8電容器的電容電容器(capacitor)2、電容器是一種存儲(chǔ)電荷的裝置，它在電子線路中有著十分重要的作用，在收音機(jī)、電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等各種家用電器中，它是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一，例如收音機(jī)的“調(diào)臺(tái)”就是通過電容器來實(shí)現(xiàn)的。1、電容器：在電學(xué)中，我們把具有容納電荷本領(lǐng)的那種容器稱之為電容器。電容器在日常生活中的應(yīng)用電容器是電器中是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一：感應(yīng)起電機(jī)萊頓瓶----現(xiàn)在叫“電容器”電容器的構(gòu)造1、構(gòu)造：兩個(gè)互相靠近且彼此絕緣的導(dǎo)體就構(gòu)成了電容器。2、電容器的極板：構(gòu)成電容器的兩個(gè)導(dǎo)體。3、最簡單的電容器：平行板電容器，在兩個(gè)正對的平行金屬板間夾上一層電介質(zhì)（絕緣體）。錫箔紙蠟紙（如兩股平行的輸電線）一、電容器1、定義

兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體，就構(gòu)成了電容器。2、電容器的帶電量

每個(gè)極板帶電量的絕對值電容器的工作原理1、開關(guān)打向1，電流計(jì)G內(nèi)有短暫電流，指針?biāo)查g右偏即恢復(fù)，電容器上板帶上正電荷，下板帶上等量的負(fù)電荷，板間有電場存在；2、開關(guān)打向2，電流計(jì)G內(nèi)有短暫電流，指針?biāo)查g左偏即恢復(fù)，電容器兩板所帶電荷消失。電容器的充電2、充電過程的實(shí)質(zhì)：使電源中的電能轉(zhuǎn)化為兩板間的電場能，在電容器中儲(chǔ)存。1、把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個(gè)過程叫做充電。3、電容器所帶的電荷量（帶電量）：是指一個(gè)極板所帶電荷量的絕對值2、放電過程的實(shí)質(zhì)：使電場能轉(zhuǎn)化為其它形式的能1、用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器不再帶電，這個(gè)過程叫做放電。電容器是一種儲(chǔ)存電場能的裝置電容器的放電圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問題: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)？思考與討論

那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？1、電容器所帶電量Q與電容器兩極板間的電勢差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)極板帶電量絕對值,U表示電容器兩板的電勢差—電壓.理解：

電容器的電容與Q、U無關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定。二.電容3、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差增加1V時(shí)，所需要的電荷量。4、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。5、單位：國際單位制：法拉——法（F）1F=1C/V

常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF電容器的Q—U圖象U/VQ/C△UC1C2△Q1△Q2C=Q/UC=△Q/△U靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量電勢差，它把金屬球跟一個(gè)導(dǎo)體相連接，把它的金屬外殼跟另一個(gè)導(dǎo)體連接（或者同時(shí)接地），從指針的偏轉(zhuǎn)角就可以測出兩個(gè)導(dǎo)體間的電勢差。靜電計(jì)影響電容大小的因素——控制變量法1、大量實(shí)驗(yàn)證明：平行板電容器的電容C，跟介電常數(shù)

r成正比，跟正對面積S成正比，跟極板間的距離d成反比。2、平行板電容器的電容公式為：3、一般來說，電容器的電容是由兩個(gè)導(dǎo)體的大小和形狀、兩個(gè)導(dǎo)體的相對位置以及極板間的電介質(zhì)決定。影響電容大小的因素從能的觀點(diǎn)分析：電介質(zhì)板插入過程中，由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引而做功，電勢能減少，故電勢差降低，從而電容增大。

介電常數(shù)

rGqE充電后，開關(guān)S閉合（

保持不變）SＡB⑴平移Ａ板⑵上移Ａ板⑶插入電介質(zhì)ＣQEＣQEＣQEＣ=4πkdεrS=QUε

epsilonUGqE充電后，斷開開關(guān)SS（

保持不變）⑴平移Ａ板ＡB⑵上移Ａ板⑶插入電介質(zhì)ＣUEＣUEＣUEＣ=4πkdεrS=QUQ關(guān)于平行板電容器的場強(qiáng)充電后的平行板電容器極板間的場強(qiáng)：1、充電后與電源相連：U不變2、充電后與電源斷開：Q不變增大dC減小Q減少E減小增大dC減小U增大E不變常用電容器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，一般是以改變正對面積來改變電容的可變電容器符號(hào)可變電容器常用電容器各種電容器的性能1、紙介電容器：容量大，價(jià)格低，體積??；損耗大，有電感。2、云母電容器：介質(zhì)損耗小，絕緣性能好，較穩(wěn)定。3、瓷介電容器：耐磨，壽命長；易破碎。4、電解電容器：容量大（介質(zhì)薄且兩極近)，體積小；有極性，易漏電。五、電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問題1、電容器的擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2、電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓額定電壓低于擊穿電壓3、注意電解電容器的極性電容器放電過程中

電流隨時(shí)間變化的圖像1、在圖中畫一個(gè)狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？

電荷量2、怎樣根據(jù)圖像計(jì)算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？

圖像與坐標(biāo)軸間的面積40格Q=3.2×10-3C3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？

C=4×10-4F注意：

①充電后的電容器兩極間短路時(shí)（一根導(dǎo)線相連）兩板電量會(huì)中和，直到兩極電壓等于零為止，該過程中電路中有短暫的放電電流；

②電容器放電后，兩板間不再有電場，電場能——其他形式的能量。

小結(jié)一、電容器1、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。2、電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量→電場能電容器的放電：電容器與導(dǎo)線相連，電場能→其他形式能二、電容1、定義:C與Q、U無關(guān)

2、單位：法拉F1F=106μF=1012pF三、平行板電容器的電容

C與εr

、S、d有關(guān)

四、常用電容器電解電容器可變電容器

五、電容器使用時(shí)注意的問題

工作電壓≤額定電壓<擊穿電壓

電解電容器有極性，正負(fù)極不能接反，不能接交流電

1、對電容C=Q/U，以下說法正確的是（）A、電容器極板上的電荷量Ｑ越大，其容納電荷的本領(lǐng)越強(qiáng)B、電容器的電容Ｃ越大，其所帶電量就越多C、某一電容器兩板間的電壓Ｕ越高，電容器帶電量Ｑ就越大D、對于確定的電容器，它所充的電量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變CD2、某電解電容器上標(biāo)有“36Ｖ3×10-5F”的字樣，下列說法正確的是[

]A、增加1V的電壓，需增電量是3×10-5CB、此電容器必須加36V的電壓，才能工作C、工作電壓是36V時(shí)，電容才是3×10-5FD、使用時(shí)，須考慮引線的極性ADA、電容器帶電量不變B、塵埃仍靜止C、電流計(jì)中有a→b的電流D、電流計(jì)中有b→a的電流3、如圖，將平行板電容器與電池相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將兩板緩慢地錯(cuò)開一些，其它條件不變，則[

]GabBCGqE充電后，開關(guān)S閉合（

保持不變）SＡB⑴平移Ａ板⑵上移Ａ板⑶插入電介質(zhì)ＣQEＣQEＣQEＣ=4πkdεrS=QUε

epsilonUGqE充電后，斷開開關(guān)SS（

保持不變）⑴平移Ａ板ＡB⑵上移Ａ板⑶插入電介質(zhì)ＣUEＣUEＣUEＣ=4πkdεrS=QUQ歸納：1、電容的定義：C=Q/U；2、單位：法拉，F(xiàn)；1F=106μF=1012

pF3、電容的物理意義：電容反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。4、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)。4.如圖,平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接,a處有一帶電荷量非常小的點(diǎn)電荷,S是閉合的,φa表示a點(diǎn)的電勢,F表示點(diǎn)電荷受到的電場力,現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng),使兩板間的距離增大φ

a變大,F變大;B.φ

a變大,F變小;C.φ

a不變,F不變;D.φ

a不變,F變小;(B)ABaS5.如圖，面積足夠大的兩平行金屬板豎直放置,極板間距離為d,接直流電壓U,極板中央放一半徑為R(2R<d)的絕緣金屬球殼,C、D是球殼水平直徑上的兩點(diǎn)，關(guān)于金屬球殼，以下判斷正確的是：A.由于靜電感應(yīng),球殼上C、D兩點(diǎn)的電勢差為RU/d;B.由于靜電感應(yīng)，球殼中心點(diǎn)O的場強(qiáng)為零；C.若用手摸一下球殼后，再拿走平行金屬板，球殼帶正電；D.若用手摸一下球殼后，再拿走平行金屬板，球殼的電勢為零。CDU（BC）－＋（2003江蘇）兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連的電路如圖所示，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電（）A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強(qiáng)度減?。籅保持S接通，在兩極間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大；C斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減??；D斷開S，在兩極間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大。BCRS（2001全國）如圖所示是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電，現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為S，連線AB與極板間的夾角為30度，則電場力對試探電荷q所做的功等于（）。ABCD---------++++++++++++-d300ABC3.如圖，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極板間的電壓不變，則A.把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回;B.把A板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落;C.把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回；D.把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落;MNABP(ACD)4.如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的小球，從上、下帶電平行金屬板間的P點(diǎn)，以相同速率垂直電場方向射入電場，它們分別落到A、B、C三點(diǎn)，則：A．A帶正電，B不帶電，

C帶負(fù)電；B．三小球在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等；C．在電場中加速度的關(guān)系是aC>aB>aa；D