1.8-电容器的电容

1.8电容器的电容第一章静电场东海县白塔高级中学高一物理组一、电容器电容器是一种重要的电学原件，有广泛的应用。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（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫做平行板电容器。这两个金属板叫做电容器的极板。实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。一、电容器1、定义平行板电容器电介质电容器的极板电容器的极板2.两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?1.相邻两个同学能否构成电容器？思考题能能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3、电容器的放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两极的电荷中和，电容器不带电，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。1、电容器带电的特点充电后电容器两极间有电势差，这个电势差跟电容器所带的电荷量有关。电容器的带电量Q越多，电压U越高。二、电容＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋Q－QQ=0.01C，U=100VQ=0.02C，U=200VQ=0.03C，U=300V…………Q与U成正比Q/U是定值两极间有电压U实验表明：一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，比值是一个常量。与电容器本身有关，不同的电容器的比值是不同的。可见，这个比值应该反映电容器本身的某种特性。2、电容器带电与水桶盛水类比：h=1cmV=1dm3h=2cmV=2dm3V与h成正比V/h是定值ShV水桶截面积h=1cmV=1dm3h=1cmV=4dm3V/h=S越大，说明容纳水的本领越强S与V、h无关3、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－QUUQC上式表示，电容器的电容在数值上等于使两极板间电势差为1V时电容器需要带的电荷量，需要电荷量多，表示电容器电容大。电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。电容的单位：法拉（法）:F常用单位还有：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1F。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D2、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3、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？UQC11QCU电容的另一种定义式11CUQ22QCU22CUQ)(1212UUCQQUCQ即C102.0-7例与练平行板电容器是最简单的，也是最基本的电容器，几乎所有电容器都是平行板电容器的变形，所以我们先研究影响平行板电容器电容的因素。实验中会使用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。三、平行板电容器的电容阅读p30演示实验总结：平行板电容器电容的大小与什么有关？研究方法是什么？大小因素：正对面积s、板间距离d、电介质研究方法：控制变量法1、电容与两板正对面积S的关系：SUSUUQCSCCC2、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（p31）介质UrCCUQC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此公式为电容器电容的决定式，C=Q/U为电容的定义式。5、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变小不变UdECQdC1UQC例与练AB6、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。例与练BCD7、用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。（1）充完电后，若仍闭合电键K，将电容器两极板正对面积变为原来的一半，则电容器的电容变为，流过导线中的电流方向为从极板流向极板。C/2正负例与练7、用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。（2）充完电后，若断开电键K，将电容器的两个极板距离变为原来的一半，则电容器的电容变为，电容器两极板间的电压变为，电容器两极板间的电场强度为。2CU/2E例与练7、用电压为U的直流电源给电容为C平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为E。（3）充完电后，若仍闭合电键K，将一块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形金属块放入两极板中间，电容器的电容变为，流过导线中的电流方向为从极板流向极板。2C负正例与练8、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例与练例题：如图所示，A、B为两块竖直放置的平行金属板，G是静电计，电键K合上后，静电计指针张开一个角度。下述哪些做法可使指针张角增大？()A、使A、B两板靠近些；B、使A、B两板正对面积错开些；C、断开K后，使B板向右平移拉开一些；D、断开K后，使A、B正对面错开些。CD1、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