电容器与电容

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八节,电容器与电容,1,1,、构造：,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）,就组成一个简单的电容器。,叫,做平行板电容器,。这两个金属板叫做电容器的,极板,2,、,电路图符号,：,金属极板,绝缘物质,(,电介质,),断路,几乎所有电容器都是平行板电容器的变形,一、电容器,2,充电： 两极与电源相连接使电容器带电的过程,是电源的,电能,转化为电容器的,电场能,的过程, ,Q,Q,正,极板,负,极板,有短暂的,电流,两极间有,电压,E,3,1,、电容器的充电：,将电容器两个极板,带上等量异种电荷,的过程，叫电容器的,充电,。电能,电场能,二、电容器的充电和放电,G,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,U,+Q,-Q,电能,电场能,4,注意：,电容器充电的过程中，在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大,直到两极电压等于电源电压为止，该过程中电路中有,短暂的充电电流,；,电容器充电后切断电源电荷不消失，从,电源,获得的,电能,储存,在了电场中,电场能,。,电容器的电量：指一个极板所带电量的,绝对值,。,当电容器带电量发生改变时，电路中有电流；,稳定后电路中无电流，,因为两极板绝缘，电流通不过。,5,2,、电容器的放电：, ,Q,Q,用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的,放电,。,在,放电,过程中导线上有,短暂的电流,产生,U=0,6,注意：,充电后的电容器两极间短路时（一根导线相连）两板电量会中和，直到两极电压等于零为止，该过程中电路中有,短暂的放电电流,；,电容器放电后，两板间不再有电场，,电场能,其他形式的能量,。,2,、电容器的充放电,充电,：使电容器带上电荷的过程,(,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,放电：,使电容器失去电荷的过程,（,Q,减少,U,减少,E,减少 电场能减少,）,7,电容的大小由电容器本身决定，,与哪些因素有关？,极板面积,极板距离,电介质,研究这些问题该用什么方法？,8,方法：控制变量法,+,+,+,+,+,+,实验探究：影响平行板电容器电容的因素,-,-,-,-,-,改变,d,改变,S,改变,电介质,9,常用电容器,电容器,固定电容器,可变电容器,聚苯乙烯电容器,陶瓷电容器,电解电容器,纸质电容器,+,-,定片,动片,10,3,、电容器储存电荷的方式,充电后的电容器两个极板上，分别带有等量异种电荷，由于两极板相对且靠得很近，正负电荷互相吸引。电容器以这种方式储存电荷。,4,、在电路图中，电容器用 表示。,11,二、电容,1,、定义：电容器所带电荷量,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。,4,、物理意义：,反映了电容器容纳电荷的本领。,3,、单位：法拉（,F,）、微法（,F,）、皮法（,pF,）,2,、定义式：,12,5,、电容器的电容,C=,2.010,-8,F,，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？,电容的另一种定义式,例与练,13,14,三、平行板电容器,探究,:,影响平行板电容器电容大小的因素。,实验表明：,d,不变时，,S,越大电容,C,越大；,S,不变时，,d,越小电容,C,越大；,d,、,S,都不变时，插入介质电容,C,增大,r,称为电介质的相对介电常数。（真空中的相对介电常数为,1,，空气中的与,1,十分相近）,决定式,（与自身有关的因素：两极板间的正对面积,S,、,两极板间距,d,、电介质）,15,16,C,和,d,成反比,C,与,S,成正比,相对介电常数,正对面积,静电力常量,两极板间的距离,（平行板电容器）,三,.,平行板电容的决定因素,电容器的电容是电容器本身的结构决定，与是否带电或与带电量的多少无关。,几种常用电介质的相对介电常数,17,18,19,理解,1,：,C,与,Q,、,U,的关系,（,C,不由,Q,、,U,决定,）,Q,=,CU,（,Q,由,C,、,U,决定）,（,U,由,Q,、,C,决定,）,20,四：电容器的种类,:,1),按,电介质,的不同分,有,纸介电容器,、,陶瓷电容器,、,电解电容器,等,.,21,2),按,电容是否可变,分,有,固定电容器,、,可变电容器,等,.,电解电容器 ：,正负极不能接反，不能接交流电,.,聚苯乙烯电容器,:,固定电容器：电容固定不变,.,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,.,纸介电容器,22,问题：,电解电容器的电容为什么一般较大？,可变电容器通过改变什么因素来改变电容？,因其介质为很薄的一层氧化膜，所以二极板可相距极近，所以电容值大。,正对面积,五：电容器的应用,1,；利用电容器测量水位,2,；驻极体话筒,23,从电容器上读出什么？,24,3,、击穿电压和额定电压：,六、常用电容器,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,25,平行板电容器典型问题：,十 十 十 十 十 十 十 十,一 一 一 一 一 一 一 一,类型一：,保持电容器的两极板与电源相连,恒量：,U,变量：,C,（,d,，,S,，,），,Q,，,E,Q=CU,十 十 十 十 十 十 十 十,一 一 一 一 一 一 一 一,类型二：,充电后，切断与电源的连接,恒量：,Q,变量：,C,（,d,，,S,，,），,U,，,E,26,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,，,充电后,与电池,两极相,连,电容两,极板间,电压不,变,U,不变 ，,d,变小,E,变大,S,变小,C,变小,d,变小,C,变大,U,不变,Q,变大,U,不变,Q,变小,U,不变，,d,不变,E,不变,U,不变,Q,变小,U,不变 ，,d,不变,E,不变,U,不变,27,充电后,与电池,两极相,连,电容两,极板间,电压不,变,U,不变 ，,d,变大,E,变小,S,变大,C,变大,d,变大,C,变小,U,不变,Q,变小,U,不变,Q,变大,U,不变，,d,不变,E,不变,U,不变,Q,变大,U,不变 ，,d,不变,E,不变,U,不变,28,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,Q,不变,充电后,与电池,两极断,开,电容两,极板间,电荷量,不变,U,变大 ，,d,变大,E,不变,S,变大,C,变大,d,变大,C,变小,Q,不变,U,变大,Q,不变,U,变小,U,变小，,d,不变,E,变小,Q,不变,U,变小,U,变小 ，,d,不变,E,变小,29,充电后,与电池,两极断,开,电容两,极板间,电荷量,不变,U,变小 ，,d,变小,E,不变,S,变小,C,变小,d,变小,C,变大,Q,不变,U,变小,Q,不变,U,变大,U,变大，,d,不变,E,变大,Q,不变,U,变大,U,变大 ，,d,不变,E,变大,Q,不变,30,31,2,、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,-9.010,-8,C,，则电容器的带电量为,C,，电容器的电容为,p,F,。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,p,F,。, ,Q,Q,9.010,-8,1.510,4,1.510,4,电容与,电压,U,无关,例与练,32,33,34,1,、平行板电容器的电容公式：,三、平行板电容器的电容,两板间距离,两板正对面积,介电常数,真空,r,=1,静电力常量,说明：平行板电容器内的电场是匀强电场,35,5,、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,）,A.Q,变大,B.C,变大,C.E,不变,D.U,变小,例与练,36,6,、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,（,D,）,A.Q,变大,B.C,变大,C.E,不变,D.U,变小,E,与,d,无关,，即,E,不变,。,例与练,37,7,、,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,。（,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,38,7,、,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,。,2C,U/2,E,例与练,39,7,、,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,40,8,、平行板电容器两板距离为,4cm,，带电量为,810,-8,C,，板间场强为,410,4,N/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,。,510,-11,F,2.510,-11,F,410,4,N/C,2.510,-11,F,例与练,41,9,、,平行金属板,A,、,B,间距离为,6cm,，电势差,U,AB,=300V,保持不变，将一块,3cm,厚的矩形（空腔）导体平行放入,A,、,B,板之间，它左侧面,P,与,A,平行正对且离,A,板,1cm,，以,B,板电势为零，则,A,、,B,两板正中央一点,C,的电势由此而发生怎样的变化？（,C,）,A,、变为零,B,、仍为,150V,C,、升高,50V,D,、降低,50V,A,B,P,C,例与练,42,分析： 处于电场的导体处于静电平衡是个等势体；当极板放入空腔导体后，极板的等效距离变小，场强变大，求出,Q,面的电势 ；同样的方法求出不放空腔导体时,C,点电势，二者进行比较即可。,43,44,11,、水平放置的平行板电容器，两板相距,5mm,，电容为,2F,，当将其充电到两板电压为,100V,时，一个质量为,10,-10,g,的带负电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为,C,。,mg,F,带负电尘埃正好在板间停止，受电场力 和重力平衡，则电场力方向竖直向上电容器上极板带正电荷,45,1,、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：,46,1,、固定电容器：,四、常用电容器,（,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,47,2,、可变电容器：,四、常用电容器,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：,48,13,、把可变电容器的动片旋,进去,一些，电容器的电容,_,；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容,_,；如果增大两板间的电势差，则电容,_,（以上填“变大”、“变小”或“不变”） ；如果把动片全部旋,出来,，则电容,_,（填“最大”或“最小”）。,例与练,变大,变大,不变,最小,49,