1[1].8电容器的电容(上课用)

课堂引入前面，我们学了摩擦可以使塑料棒带上电荷，可是，将这塑料棒放在空中，过一段时间它所带的电荷就会慢慢地失去，为了保存电荷，我们就需要有一个能“容纳电荷的容器”——电容器。第一章静电场1.8电容器的电容电容器是一种重要的电学元件，应用广泛。观察纸介电容器的构造：该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。一、电容器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。这两个金属板叫做极板中间的绝缘物质叫做电介质平行板电容器任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。AQQESUC充电：使电容器带上电荷的过程。充电过程中：（Q增加U增加E增加电场能增加)充电时两个极板总是带等量的异种电荷。（一），电容器的充电电容器的作用：容纳储存电荷每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量。AES0UC注意电容的充电、放电都是短暂的过程，有短暂的充电、放电电流。（二），电容器的放电放电：使电容器失去电荷的过程。放电过程中：（Q减少U减少E减少电场能减少）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截面积如何比较两个电容器容纳电荷的本领？思考与讨论那电容器储存电荷的本领如何表征呢？UQC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，这个比值表征了电容器储存电荷的特性。UQ1、电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号C。2、电容的定义式:Q指每一个极板带电量绝对值,U表示电容器两板的电势差—电压.3、理解：电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。二.电容UQC3、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1V时，所需要的电荷量。4、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。5、单位：国际单位制：法拉——法（F）1F=1C/V常用单位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pFUQC对电容的理解结论：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。对于给定的一个电容器有：电容是反映电容器本身容纳电荷本领大小的物理量，跟电容器是否带电无关。这跟水桶一样，水桶能容纳多少水是由水桶本身的几何尺寸所决定的，跟是否已盛了水无关。C=Q/U=ΔQ/ΔUΔQΔU认识静电计静电计：由验电器改造而成，是测量电容器两极间电势差的仪器，由静电计指针的偏转角度可知电势差的大小。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？三、平行板电容器的电容平行板电容器是最简单的也是最基本的电容器，我们以平行板电容器为例研究影响平行板电容器的因素。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。保持极板上的电荷量Q不变，两极板间距d不变，改变两极板的正对面积，通过静电计指针的变化来观测两极板电势差的变化。（1）改变两极板的正对面积结论：电容C随正对面积S的增大而增大。现象：S，U保持极板上的电荷量Q不变，两极板正对面积S不变，改变两极板间的距离d，通过静电计指针的变化来观测两极板电势差的变化。（2）改变两极板间的距离结论：电容C随两极板间距d的增大而减小。现象：d，U保持Q、S、d都不变，在两极板间插入电介质，通过静电计的指针来观测两极板间电势差的变化。（3）在两极板间插入电介质结论：电容C随电介质的相对介电常数的增大而增大。现象：ε，U理论表明:当平行板电容器的两极板间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板距离d的关系为kdSC4式中k为静电力常量。当两极板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的εr倍，即kdSCr4εr是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。几种常用电介质的相对介电常数电介质空气煤油石蜡陶瓷玻璃云母水εr1.00522.0～2.164～116～8812.一个电容器储存的电荷量是4×10-8C,两极板间电压是2V。那么这个电容器的电容是_________F，如果将所带电荷全部放掉，这个电容器的电容是________F。1.有一空气平行板电容器，仅增加两极板的正对面积，其电容________；仅缩小极板间距离，其电容________;仅降低两极板间电压，其电容_______;仅在两极板间充以介电常数较大的电介质，其电容_________。课堂训练增大增大不变增大81028102提示（1）若电容器保持与电源相连接，则两极板间电势差保持不变，即U不变。（2）若电容器与电源断开，则电容器的带带电荷量保持不变，即Q不变。关于平行板电容器的场强充电后的平行板电容器极板间的场强：1、充电后与电源相连：U不变2、充电后与电源断开：Q不变增大dC减小Q减少E减小增大dC减小U增大E不变1，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，在这种情况下，如增大两板间距d，则电容器电容C、板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E分别如何改变？课堂训练2，电容器充电后切断与电源的连接。在这种情况下，如增大d，则C、U、Q、E分别如何改变？课堂训练A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场的电场强度减小；B.保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间电势差减小；D.断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间电势差增大。3.两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，接通开关，电源立即给电容器充电：（）。BCESR4.一空气平行板电容器，极板正对面积为S,两极板相距d，充以电荷量Q后，两极板间电压为U,使电容器的电容加倍，可采用办法有（）。A.将电压变为U/2B.将电荷量变为2QC.将两极板正对面积变为2SD.两极板间充入电介质常数为2的电介质CD常用电容器1、常用电容器从构造上看，分为固定电容器和可变电容器两类2、固定电容器：电容是固定不变的，常用的是以云母、陶瓷、聚苯乙烯等为电介质的电容器和电解电容器。符号电解电容器符号注意：电解电容器两接线电极有正、负之分，使用时极性不能接错聚丙烯电容器3、可变电容器：电容是可以改变的，一般是以改变正对面积来改变电容的可变电容器符号可变电容器常用电容器各种电容器的性能1、纸介电容器：容量大，价格低，体积小；损耗大，有电感。2、云母电容器：介质损耗小，绝缘性能好，较稳定。3、瓷介电容器：耐磨，寿命长；易破碎。4、电解电容器：容量大（介质薄且两极近)，体积小；有极性，易漏电。对于电容器铭牌标度的认识电容器上一般都标有电容器的电容和额定电压值：1、击穿电压：加在电容器上的电压若超过某一限度，电介质将被击穿，这个极限电压称为击穿电压。当电容器被击穿后，在电路中相当于一根导线。2、额定电压：是指电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低，电容器上的标称电压是额定电压，电容器在不高于额定电压下工作都是安全、可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的。1、某电容C=20pF，那么用国际单位表示，它的电容为_________F．2×10-112、两个电容器电量之比为2：1，电压之比为1：2，则它们的电容之比为_________。4:13、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是：A．电容与带电量成比()B．电容与电势差成反比C．电容器带电量越大时，电容越大D．对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势差必增加D课堂练习4、关于电容器的电容，下列说法正确的是()A.电容器所带的电荷越多，电容就越大B.电容器两极板间电压越高，电容就越大C.电容器所带电荷增加一倍，则两极间的电压也一定增加一倍D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量CD5、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则:A、电容器原来的带电量可能是9×10-4C()B、电容器原来的带电量为4.5×10-4CC、电容器原来的电压可能为1VD、电容器原来的电压可能为1×10-4VBC课堂练习D6、下列说法中正确的是()A、平行板电容器一板带电＋Q，另一板带电－Q，则此电容器不带电。B、由公式C=Q/U可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大。C、平行板电容器保持带电量不变而增大板距时，两板间电压要减小。D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。课堂练习C7、两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，应使（）A、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍B、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍C、两板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍D、两板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍课堂练习BCD8、（全国高考）对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是()A、将两板间距加大，电容将增大B、将两板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C、在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D、在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大课堂练习9、对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图中正确的是()AC课堂练习BD10、用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已知C1＜C2，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，带电量分别为Q1和Q2，则(）A、U1＞U2B、U1=U2C、Q1=Q2D、Q1＜Q2C11、某平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，相距为d，今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷，则它受到的电场力的大小为（）A、B、C、D、2dkQq22dkQq4CdQqCdQq2课堂练习D12、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一个灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电容变小的依据是()A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大课堂练习BC13、如图所示的电路，当将A板向上移的过程中（）A、电阻R中没有电流B、电容器的电容变小C、电阻R中有a流向b的电流D、电阻R中有b流向a的电流课堂练习B15、如图所示，C1和C2是两个相同的平行板电容器，带有相等的电荷量，用导线连接如图。今在电容器C1的两极板间插入一块电介质，在电介质插入的过程中，下列哪些现象会发生（）A、导线上有电流通过，方向为a流向b,c流向dB、导线上有电流通过，方向为b流向a,d流向cC、达到稳定时，C1两极板间的电压高于C2两极板间的电压D、C2的带电量保持不变课堂练习16、如图所示，把一个平行板电容器接在电压U=10V的电源上，现进行下列操作先合上开关，后在两极板中央插入厚为d/2的金属板，接着又打开开关，抽走金属板，则此时电容两极板间的电势差为______U’=20V课堂练习17、(北京2010)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如图）。设两极板正对面积为Ｓ，极板间的距离为ｄ，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若()A、保持S不变，增大d，θ则变大；B、保持S不变，增大d，θ则变小C、保持d不变，增大S，θ则变大；D、保持d不变，增大S，θ则不变课堂练习A18、(重庆2010)某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距离增大过程中（）A、P、Q构成的电容器的电容增大；B、P上电荷量保持不变C、M点的电势比N点的低；D、M点的电势比N点的高课堂练习D19、(安徽2010)如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用