高中物理《电容器与电容》

电容器的电容１、定义：一、电容器的了解平行板电容器电容器的极板电介质能够容纳电荷的装置2、结构：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。这两个导体称为电容器的电极。电容器的两个导体之间可以填充绝缘物质（电解质）两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?相邻两个同学能否构成电容器？能能一、电容器的了解（1）电容器的充电：使电容器两个极板带上电荷的过程，叫电容器的充电。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－QE上下极板带上了等量的异种电荷充电后的两极板间的电压，叫电容器的电压U问：如果电容器带的电量越多电容器的电压会增大还是减小？3、电容器的作用：容纳储存电荷一、电容器的了解（2）电容器的放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋2Q－2Q放电时带正电极板上的电荷与负极板的电荷中和一、电容器的了解放电过程中，请问导线中移动的电荷量是多少？我们把一个极板所带电荷量的绝对值，叫电容器的电量（2）电容器的放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋2Q－2Q放电时带正电极板上的电荷与负极板的电荷中和一、电容器的了解问：放电过程有电流吗？我们把一个极板所带电荷量的绝对值，叫电容器的电量圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量?2.哪个储水本领大？如何反映其储水本领？探究：电容的本领与什么有关hQ深度水量S横截面积思考与讨论那电容器储存电荷的本领如何表现呢？VCUQ/1015-甲：•给甲电容器充入2×10-4C的电荷量时，它的电压增大20V，给乙电容器充入9×10-4C的电荷量时，它的电压增大30V.这两个电容器，谁的储存电荷的本领强？比较每升1V，电容器所能存储的电荷量VCUQ/1035-乙：乙电容器所能存储的电荷量的本领强1、电容的定义：电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q二、电容器的电容U电容器容纳电荷的本领的大小2、物理意义：UQC3、电容的单位：二、电容器的电容法拉:F还有：微法（µＦ）、皮法（pＦ）1F=1C/V1F=106μF=1012pF电容器带电时有电容，不带电时就没有电容。这种说法正确吗？课堂训练1、某一电容器，当带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求（1）电容器的电容（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少（3）如果电容器不带电呢？1、电容与两板正对面积S的关系：三、平行板电容器的电容静电计UQCSSUUCCSC三、平行板电容器的电容UQCddUUCCdC12、电容与板间距离d的关系：3、电容与电介质的关系：三、平行板电容器的电容rCU介质C4、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容两板间距离两板正对面积介电常数真空εr=1静电力常量SCdC1rC4rsCkdεr是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。几种常用介质的相对介电常数：见课本P261、固定电容器：四、常用电容器（1）聚苯乙烯电容器：以聚苯乙烯薄膜为电介质，用两层铝箔为极板。符号：1、固定电容器：四、常用电容器＋－（2）电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。符号：电容较大2、可变电容器：四、常用电容器两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。符号：3、击穿电压和额定电压：四、常用电容器加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。额定电压比击穿电压低外壳上标的电压是额定电压②电容器充电后切断电源电荷不消失，从电源获得的电能储存在了电场中——。注意：①电容器充电的过程中，在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大,直到两极电压等于电源电压为止，通常该过程中电路中有短暂的充电电流；电场能指一个极板所带电量的绝对值。③电容器的电量：基础巩固：平行板电容器两板距离为4cm，带电量为8×10-8C，板间场强为4×104N/C，则其电容为，若保持其它条件不变，而使两板正对面积减为原来的1/2，则其电容为；若将两板距离增加为8cm，则两板间场强为，电容为。5×10-11F2.5×10-11F4×104N/C2.5×10-11F例与练1、电容器的电容C=2.0×10-8F，如果电容器两极板电压增加了10V，则电容器的带电量变化了多少？电容的另一种定义式例与练11UQC11CUQ22UQC22CUQ)(1212UUCQQCUCQ7102即UQC电路中电容器的两类问题：电容器的动态分析，导与练P20要点二4rsCkdUQC电容器电容的求解公式比值定义法：平行电容板电容决定式：1、电容器始终与电源连接2、电容器充电后与电源断开两种情况下，改变电容的d、s或者，电容器的C、Q、U和E怎么变化？r1、电容器始终与电源连接例1：导与练P20要点二如图所示，一平行板电容器与一电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止。若将两板间距离增大为原来的两倍，两个电容板之间的U、C、Q和E怎么变化？解：当S闭合时，电容器两端的电压U不变dkSCUQCr4，由UdkSQdkSUQrr44，得,d当，Q不变，U，又dUE若s减小呢？若假如介电常数大的电介质呢？,d当，C不变E导与练P21，针对2-1：如图所示，平行板电容器充电完毕后与电源断开．设平行板电容器的电容为C，两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，两极板间场强为E．下列说法正确的是（）A、若保持S不变，增大d，则C变小，E变大B、若保持S不变，减小d，则C变大，E不变C、若保持d不变，增大S，则C变大，E不变D、若保持d不变，减小S，则C变小，E变小2、电容器充电后与电源断开当S断开时，充电完成，电容器两端的电荷量Q不变dkSCUQC4r，由，得SdQkUdkSUQr4,4r,d当，C,USQkdUEr4又不变E断开电源后，E与d无关，只与Q和S有关导与练P21，针对2-1：如图所示，平行板电容器充电完毕后与电源断开．设平行板电容器的电容为C，两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，两极板间场强为E．下列说法正确的是（）A、若保持S不变，增大d，则C变小，E变大B、若保持S不变，减小d，则C变大，E不变C、若保持d不变，增大S，则C变大，E不变D、若保持d不变，减小S，则C变小，E变小2、电容器充电后与电源断开当S断开时，充电完成，电容器两端的电荷量Q不变dkSCUQCr4，由，得SdQkUdkSUQrr4,4B,S当C,USQkdUEr4又E3、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（）A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小例与练不变，Ud当dkSCr4CUQCQdUEEABUdkSQr4或者4、平行板电容器充电平衡后与电源断开，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（）A.Q变大B.C变大C.E不变D.U变小例与练Q不变d当CUUQC，SkQdUEr4不变EBCdkSCr4静电计的使用如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，现使B板带电，则下列判断正确的是（）A、减小两极板之间的距离，指针张角减小B、将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C、若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D、若将A板拿走，则静电计指针张角变为零Q不变d当CUdUEd,不变静电计里面，EUQC自身同性相斥异性相吸ABdkSCr45、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（）A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向aB．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向bC．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向aD．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变例与练不变，U,S不变d不变E，C，QD油滴将静止不动，电流计中电流由a流向b动态分析的生活运用：报纸第5期第3版第5题6、传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是（）A、测位移B、测液高C、测压力D、测角度关键：找出电容器的两电极板、电介质、有效面积、极板距离等。再看看改变的是什么物理量。S改变电介质改变面积改变距离改变面积7.一个C=2×10-8F的平行板电容器与电源连接，充电后带电量Q=1.2×10-6C，电容器电压为。负极板接地，两极板距离为d=3cm，A点在两极板中间，A点的电势为。若保持正极板不动，将负极板上移d/3，A点的电势为。＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－·A=2×103V/m0AAEddUEVEdAA350VCQU6060V35V如果A点放入一个q=2×10-14C的电荷，此时恰好平衡，此电荷质量是多少？7.一个C=2×10-8F的平行板电容器与电源连接，充电后带电量Q=1.2×10-6C，电容器电压为。负极板接地，两极板距离为d=3cm，A点在两极板中间，A点的电势为。若保持正极板不动，将负极板上移d/3，A点的电势为。＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－·A=3×103V/m''''''0AAdE''''dUE60V35V之前的q=2×10-14C的电荷，将怎么运动？U不变，上极板的电势=15V15V不变7、一个平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两板中间有一个正电荷（电量很小）处在A点，如图示，若以E表示板间电场强度，W表示将正电荷从A移到B点电场力做的功．若保持正极板不动，将负极板上移到图中虚线位置，比较两种情况下的E、W和正电荷在A点的电势能Ep的大小（）A、E不变，Ep不变B、Ep不变，W不变C、E不变，Ep变大D、Ep变小，W不变例与练导与练P91第9题7.一个平行板电容器充电后与电源断开，将一带电粒子若保持正极板不动，将负极板上移，两个极板之间的电压（变大、变小或者不变）。上极板的电势将（升高、降低或者不变）。下极板的电势将（升高、降低或者不变）。＋＋＋＋＋＋－－－－－－－上下0V60VdE上势上板在下板处产生的电自身下''E下1V61V的电势下板在上板位置处产生自身上''7.一个C=2×10-8F的平行板电容器与电源连接，充电后带电量Q=1.2×10-6C，电容器电压为。若保持正极板不动，将负极板上移，两个极板之间的电压（升高、降低或者不变）。上极板的电势将（升高、降低或者不变）。下极板的电势将（升高、降低或者不变）。＋＋＋＋＋＋－－－－－－－60VU=60V上下0V60VdE上E下势上板在下板处产生的电自身下''的电势下板在上板位置处产生自身上''1V61V小结本节课我们学习了电容器的构造电容器的概念用实验的方法探究了电容与哪些因素有关