电容器的电容

涪陵五中：宋浦泉•教学要求：•1什么是电容器及常见的电容器•2理解电容器的概念及定义式，并能用来进行有关计算•3知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系•4了解，但不要求计算kdsC4电容器的应用: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1.电容器的结构两金属极板绝缘物质(电介质)在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),就构成了最简单的电容器,叫平行板电容器.两个金属板叫电容器的极板.任意两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器.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.电容器的充放电电容器的充电++++-----Q+QU把电容器的两个极板和电池的正负极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫充电.充电过程中电路中有短暂的充电电流.一个极板上所带电量的绝对值叫电容器的电量Q.充了电的电容,两极板间就有电场,电势差U.从电源获得的电能储存在电场中,这种能量叫电场能.电容器的放电把充电后的电容器两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器不再带电,这个过程叫放电.并有短暂的放电电流.放电后,两极板就不再有电场和电势差,电场能转化为其它形式的能.电容器有储存电荷和电场能的本领.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截面积二.电容++++-----Q+QU讨论同一电容器:带电量Q增加电势差U增加Q/U不变不同电容器:增加相同的电势差增加的电量不同ΔQ/ΔU不同1.电容电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容或者电容器增加的电量ΔQ与两极板间增加的电势差ΔU的比值,叫电容器的电容2.公式UQCUQC或3.单位1C/V=1F(法拉)1F=106μF=1012pF这个比值就表征了电容器储存电荷的特性4.注意(1)从C=Q/UQ=CU可知:对不同的电容,U一定,C大,Q也大.说明电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量.(2)C=Q/U,不能认为C与Q成正比,与U成反比.电容是反映电容器本身的一种特性,与Q,U无关.(3)对电容器两端的电势差U不能超过某一限度.超过这个限度,电容器中的电介质被击穿,电容器损坏,这个电压叫击穿电压.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？三.影响平行板电容器电容因素？实验分析(1)保持极板上的电量Q不变,只改变两极板间的距离,电势差也随着改变.距离d增大电势差U增大电容C=Q/U减小表明:平行板电容器的电容随两极板间的距离增大而减小(2)保持极板上的电量Q不变,只改变两极板的正对面积,电势差也随着改变.正对面积减小电势差U增大电容C=Q/U减小表明:平行板电容器的电容随两极板的正对面积减小而减小(3)保持极板上的电量Q不变,在两极板间插入电介质,电势差U减小,C=Q/U增大表明:平行板电容器的电容插入电介质,电容增大总结:1.平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比,跟正对面积s成正比,跟极板的距离d成反比2.公式kdsC4(是决定式,适用于平行板电容器)3.思考与讨论思考题：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,则板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E各如何改变？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U、Q、E各如何改变？⑴电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变。⑵充电后，切断电容器与电源的连接，电容器所带电荷量Q不变。提示：(1)电容器充电后保持和电源连接U不变C减小d增大E=U/d减小Q=UC减小C增大Q=UC增大s增大E=U/d不变(2)电容器充电后断开和电源连接Q不变d增大C减小U=Q/C增大E=U/d不变skQdkdsQCdQdUE44s增大C增大U=Q/C减小E=U/d减小skQdkdsQCdQdUE44四.常用电容器固定电容器+-可变电容器五、电容器使用时应注意的问题1、电容器的击穿电压：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。2、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3、注意电解电容器的极性正负极不能接反，不能接交流电练习1.下列说法正确的是A.由公式可知,电容大小和电量成正比和电压成反比B.电容器的电容大小和电容器两端电压,电容器带电量均无关C.电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝对值D.某一电容器带电量越多,它的电容就越大2.一个电容器所带电量6×10-11C,其两极板间的电压为60V.求:(1)它的电容是多大?(2)若把它的电量减小一半,它的电容是多大?(3)若使它两极板间的电压增加2V,应增加多少电量?2、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，则电容器原来的带电量可能是4.5×10-4C3、连接在电池两极上的平行板电容器，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变大ABD3.一平行板电容器的两个极板分别与一电源的正负极相连,在保持开关闭合的情况下,将电容器两极板间的距离增大,则电容器的电容C,电容器所带电量Q和极板间的电场强度E的变化情况是A.C,Q,E都逐渐增大B.C,Q,E都逐渐减小C.C,Q逐渐减小,E不变D.C,E逐渐减小,Q不变AB在上题中,待电容器充电后将开关断开,再将电容器两极板间距离逐渐增大,则电容器的电容C,极板间的电压U和极板间的电场强度E的变化情况是A.C变小,U变大,E不变B.C变小,U,E均变大C.C变大,U变小,E不变D.C变小,U不变,E变小4.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点.如图所示,用E表示两极板间场强,U表示电容器的电压,ε表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则A.U变小,E不变B.E变大,ε不变C.U变小,ε不变D.U不变,ε不变5.如图所示,平行金属板A、B组成的电容器,充电后与静电计相连.要使静电计指针张角变大,下列措施中可行的是:A.将A板向上移动B.将B板向右移动C.将A、B之间充满电介质D.将A板放走部分电荷6．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1－16中正确的是()ACE电容器放电过程中电流随时间变化的图像1、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？电荷量2、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？图像与坐标轴间的面积40格Q=3.2×10-3C3、根据以上数据估算出的电容是多少？C=4×10-4F电容器电容C＝Q/U=△U/△Q，C不由Q、U决定电容C＝εS/4πkd,C由ε、S、d电容器自身因素决定电容：描述电容器容纳电荷的本领单位：法拉符号：F1F＝1C/V1F＝106μF＝1012pF电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器电容器电容器分类：固定电容器和可变电容器充电：电源能量电场能放电：电场能其他形式能电容器所带电荷量：每一极板所带电荷量的绝对值