高中物理课件：电容器的电容

电容器的电容要点一平行板电容器的基本认识1．电荷量和场强(1)两极板电荷量数量相同，带电性质相反．电容器所带的电荷量是指一个极板带电荷量的绝对值．(2)平行板电容器的电容与极板距离d，正对面积S，电介质的相对介电常数εr间的关系C＝εrS4πkd.(3)平行板电容器内部是匀强电场，E＝Ud.(4)电容器所带电荷量Q＝CU.2．动态变化的两种基本情况(1)电容器两板电势差U保持不变(与电源连接)．(2)电容器的带电荷量Q保持不变(与电源断开)．(3)结论：在带电荷量不变的条件下，改变板间距离，场强不变．在U不变条件下，改变正对面积，场强不变．3．平行板电容器两极板之间电场强度的两个公式(1)已知平行板电容器两极板间的距离d和两极板之间的电压U，可用下式计算两极板间的电场强度E＝Ud∝1d，即电压不变时E与d成反比．(2)由C＝QU和C＝εrS4πkd求出U，再代入E＝Ud，可得平行板电容器两极板间的电场强度为E＝4πkQεrS∝1S，即Q不变时，E与S成反比．(3)可以用平行板电容器极板上电荷密度(电场线密度)是否变化来判断极板间电场强度E的变化．要点二关于平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器连接在电源两端时，电容器的d、S、εr发生变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化？由于电容器始终接在电源上，因此两板间电势差U保持不变．“”表示增大，“”表示减小．(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的d、εr、S变化，将引起C、Q、U、E怎样变化？(Q保持不变)两个公式C＝QU和C＝εrS4πkd的区别是什么？C＝QU是电容的定义式，适用于所有的电容器．式中Q、U是变量，而对确定的电容器来说，C是不变的，Q与U成正比．电容的定义式也可理解为C＝ΔQΔU.C＝εrS4πkd是平行板电容器的电容决定式．其中εr为板间的电介质的相对介电常数，S为极板的正对面积，d为两板间的距离，k为静电常数．只要εr、S、d不变，其电容就保持不变．此式告诉我们，平行板电容器电容的大小由εr、S和d共同决定．在分析平行板电容器的有关物理量的变化情况时，往往需要将C＝QU，C∝εrSd和U＝Ed结合在一起加以考虑，其中C＝QU反映了电容器本身的属性，是定义式(或量度式)，适用于各种电容器；C∝εrSd表明了平行板电容器的电容决定于哪些因素，仅适用于平行板电容器；另外，平行板电容器两板间的电场是匀强电场，有关系式E＝Ud.对于平行板电容器间的电场，根据C＝QU，U＝Ed，C∝εrSd可以推出QEd∝εrSd，则E∝QεrS.一、电容器的基本知识【例1】电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是()A．电容器的电容表示其储存电荷的能力B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D．电容的常用单位有μF和pF,1μF＝103pF答案A解析电容是表示电容器储存电荷本领大小的物理量．电容的大小是由电容器本身结构决定的，与两板间电压及电容器所带电荷量无关．单位μF与pF的换算关系为1μF＝106pF.二、影响电容大小的因素【例2】如图1－8－2所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图．电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小．下列关于该答案AC解析由电容器的定义可知，该仪器中的芯柱和导电液体相当于电容器的两个极板，故选项A正确；设芯柱的半径为r，芯柱外套的绝缘层厚度为d，则该装置的电容值为C＝εrS4πkd＝εr·2πrh4πkd＝εrr2kdh∝h.