1-8电容器的电容

电容器的电容学习目标：1、知道什么是电容器？作用是什么？2、知道平行板电容器是最简单的电容器。知道平行板的充放电过程及电场特点。3、理解电容的定义，理解决定电容大小的因素。4、掌握平行板电容器电容的影响因素。5、会分析关于电容器的两类题型。6、认识常见的电容器。一、电容器1.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，绝缘物质称为电介质。2.平行板电容器①基本结构:由两块正对而又相距很近的金属板组成.②带电特点:两板电荷量等量异号,分布在两板相对的内侧.③板间电场:板间形成匀强电场,场强大小为E=U/d,方向垂直板面.++++++------二.电容器的充放电1.充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程叫充电。充电过程是建立电场、储存电场能的过程。（电建接a)存在瞬间充电电流i,电量Q↑,板间电压UC↑,板间电场E↑,电源能量→电场能,充电结束UC=充电电压.2.放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程叫放电。放电过程是电场消失、电场能转化为其他能的过程。(电建接b）存在瞬间放电电流i,电量Q↓,板间电压UC↓,板间电场E↓,电场能→其他形式的能,在放电结束UC=0.思考与讨论电容器能够储存电荷，那么电容器储存电荷的本领如何表征呢？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？S截面积1.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(即电压).3.电容C的物理意义:反映电容器容纳电荷本领。电容器的电容C与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。三.电容UQC4.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。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=1012pFUQUQC《讨论与交流》：电容与电场强度的定义方法有什么共同之处？比值定义法课堂训练1、某一电容器，当所带电量为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？解:1))(1022010476FUQC2)仍是2×10-7F.3)仍是2×10-7F.练习一•如图所示，是描述对给定的电容器充电时极板上带电量Ｑ极板间电压Ｕ和电容Ｃ之间的关系的图象，其中正确的是答案：ＢＣＤ四、决定电容的因素1、问题一：电容器的电容与电压U和电荷量Q无关，那么电容（平行板电容器）是由哪些因素决定呢？保持电荷量Q不变，运用“控制变量法”进行实验探索，研究板间距离d、正对面积S及两板间电解质的介电常数ε对电压U的影响；从而找出平行板电容器的电容C与板间距离d、正对面积S及两板间电解质的介电常数ε之间的关系。板间距离d、正对面积S两板间电介质的介电常数ε2、问题二：如何探究电容与以上各物理量的关系？静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差。实验现象：在Q和S不变时，d减小，U减小。实验分析：由C=Q/U知：C增大。实验结论：电容C与板间距d成反比步骤一：静电计++++++++++++静电计实验现象：在Q和d不变时，S越小，U越大。实验分析：由C=Q/U可知：C越小。实验结论：电容C与正对面积S成正比步骤二：++++++静电计步骤三：实验现象：在Q、d和S不变时，插入电介质，U减小。实验分析：由C=Q/U知：C增大。实验结论：电容C大小跟板间插入的电解质有关，C与介电常数ε成正比。通过观察实验现象归纳总结得出：电容C的大小：1、与板间距离d成反比2、与正对面积S成正比3、与插入的电解质有关四、平行板电容器的电容平行板电容器的电容与两极板的正对面积S成正比,与两极板间的距离d成反比,并跟板间插入的介电常数εr成正比.其决定式其物理意义:平行板电容器的电容由电容器本身结构(S、d、εr)决定,与Q、U无关.kdSCr4五、常用电容器按电容是否可变分为固定电容器、可变电容器。1、固定电容器：电容固定不变。常见固定电容器有①聚苯乙烯电容器②电解电容器2、可变电容器:通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容.六、电容器的主要性能指标1.电容量2.击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压.额定电压低于击穿电压小结一、电容器1.任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。2.电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→其他形式能二、电容1.定义式:2.单位：法拉F1F=106μF=1012pF三、平行板电容器的电容决定式四、电容器使用时注意的问题工作电压≤额定电压击穿电压电解电容器有极性,正负极不能接反,不能接交流电.UQCUQ物义:C与Q、U无关,由电容器本身结构决定.物义:C由ε、S、d决定.电容器的两种常见题型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？分析:⑴充电后,继续保持电容器与电源相连,电容器两板间电势差U不变.⑵如增大d，则由C将减小.⑶再由，Q减小.⑷依E=U/d，E将减小.kdSCr4UQC电容器的两种常见题型2.平行板电容器充电后，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？分析:⑴充电后,切断与电源相连,电容器电量Q不变.⑵如增大d，则由，C将减小.⑶再由，U增大.⑷依kdSCr4UQCSkQdUEUQkdSC44,E不变.课堂训练2、平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（）A．电容器的电容C变大B．电容器极板的带电量Q变大C．电容器两极间的电势差U变大D．电容器两极板间的电场强度E不变AD课堂练习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,与它相连接的电路如图所示.接通开关S,电源即给电容器充电,则()A.保持S接通,减小两极板间的距离,两板间电场的场强减小.B.保持S接通,在两极板间插入一块介质,极板上的电荷量增大.C.断开S,减小两极板间的距离,两极板间的电势差减小.D.断开S,让两极板上下平移,两极板间的电场强度增大.BCD课堂练习课堂练习4.水平放置的平行板电容器与一电池相连,在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态.现将电容器两板间的距离增大,则()A.电容变大,质点向上运动.B.电容变大,质点向下运动.C.电容变小,质点保持静止.D.电容变小,质点向下运动.D