电容

第八节：电容器的电容１、定义：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质，就组成一个最简单的电容器。一、电容器平行板电容器电介质电容器的极板电容器的极板任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，就组成一个电容器。思考：相邻两个同学能否构成电容器？能特别提醒：电容器是一个仪器，是一种可以储存电荷的“容器”2、电容器的充电：将电容器两个极板带上电荷的过程，叫电容器的充电。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q正极板负极板两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量E有短暂的电流两极间有电压电能→电场能3、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（极板正、负电荷中和）的过程，叫电容器的放电。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q在放电过程中导线上有短暂的电流产生电容器两极正负电荷通过导线中和。电场能→其他形式的能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？hQ深度水量S截面积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UUQC容纳电荷的本领电容是电容器本身的一种属性，其大小与电容器的电荷量无关。2、电容的单位：法拉:F还有：微法（µＦ）、皮法（pＦ）pFFF126101011F=1C/V如果一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，这个电容器的电容就是1F3、物理意义：描述电容器容纳电荷本领的物理量。二、电容器的电容例1、关于电容，下列说法中正确的是（）A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加电容器的电容与电量Q及电压U都无关，由电容器本身决定。例与练D例2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C，则电容器的带电量为C，电容器的电容为PF。若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极，电容器的电容为PF。＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－Q9.0×10-81.5×1041.5×104电容与电压U无关例与练1、电容与两板正对面积S的关系：三、平行板电容器的电容SUSUUQCSCCC静电计2、电容与板间距离d的关系：dUdUdC1CUQCC3、电容与电介质的关系：介质UrCCUQC电容C随介电常数ε的增大而增大4、平行板电容器的电容公式：SCdC1两板间距离kdSCr4两板正对面积介电常数真空εr=1静电力常量rC1、平行板电容器充电后，切断与电源的连接，在这种情况下，①如果增大两极板间的距离d，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？②如果减小两极板间的正对面积S，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？思考与讨论（1）解题关键电容器充电后与电源断开，Q保持不变。d增加4SCkdC减小U=Q/CU增加E=U/dE不变S减小4SCkdC减小U==Q/CU增加E=U/dE增加分析（1）分析（2）SkQd4SkQd42、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接。在这种情况下，①如果增大两极板间的距离d，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？②如果减小两极板间的正对面积S，那么，两极板间的电势差U，电容器所带的电量Q，两极板间的场强E各如何变化？思考与讨论（2）d增加4SCkdC减小Q=CUQ减小E=U/dE减小S减小4SCkdC减小Q=CUQ减小E=U/dE不变电容器始终与电源连接，U保持不变。解题关键dUE例3、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的电路如图所示，接通开关S，电源即给电容器充电（）A保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小；B保持S接通，在两极间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；C断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小；D断开S，在两极间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大。BCRS例与练1、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：＋－（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：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：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例4、某电解电容器上标有“25v470μF”的字样，对此，下述说法中正确的是（）A.当电容器两极间电压是25v时，电容器的电容才是470μFB.电容器两极间电压必须是25v时，电容器才能正常工作C.电容器两极间电压必须在直流25v以下时，电容器才能正常工作D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性额定电压25V是电容器正常工作时两极板上的最大电压电容器的电压多数情况下是交流电压;但电解电容器要用直流电。例与练CD例5、把可变电容器的动片旋进去一些，电容器的电容______；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容______；如果增大两板间的电势差，则电容______（以上填“变大”、“变小”或“不变”）；如果把动片全部旋出来，则电容______（填“最大”或“最小”）。例与练变大变大不变最小1、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是（）巩固练习ACD2、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变小不变QddUECUCdQSkQ4E与d无关，即E不变。BCD3、如图,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一带电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力,现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大A.φa变大,F变大;B.φa变大,F变小;C.φa不变,F不变;D.φa不变,F变小;(B)ABaS4、（2011天津）板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是（）A.U2=U1，E2=E1B.U2=2U1，E2=4E1C.U2=U1，E2=2E1D.U2=2U1，E2=2E1B5、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10-10g的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为多少？mgFNmgF12101CNdUE/1024又CEF：q17105则解：对尘埃受力如图示由平衡条件：F电=mg