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1,第,8,节,第一章 静电场,电容器的电容,2,带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，如何能把电荷保存下来呢,?,有一种存储电荷的电学元件,-,电容器,，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是一个不可缺少的关键元件之一。例如收音机的,“,调台,”,就是利用电容器来实现的。,3,4,5,6,7,一,.,电容器,1.,电容器,:,任何两个彼此,绝缘,又相距,很近,的,导体,，组成一个,电容器,。,电介质,:,绝缘体,极板,:,金属导体,极板,:,金属导体,(,最简单的,:,平行板电容器,.,),2.,工作原理,:,8,(1),充电,:,使电容器两个极板,带上电荷,的过程,.,Q,Q,负,极板,E,正,极板,2),充电时,有短暂的,充电电流,(I).Q,变大,U,变大,E,变大,其它形式能转化为电场能,。,1),两板上带上等量异种电荷,一个板上带电量的绝对值叫,电容器的带电量,(Q).,3),充电完毕后,I=0,Q,不变,U,不变,E,不变,.,9,(2),放电,:,用导线将充电后的电容器两极接通,两极板上的电荷中和,两极板,失去电荷,的过程,叫电容器的,放电,。,Q,Q,1),放电时,有短暂的,放电电流,(I).Q,变小,U,变小,E,变小,电场能转化为其它形式能,。,2),放电完毕后,I=0,Q=0,U=0,E=0.,10,1.,判断下列说法的正误,(1),电容器两极板上一定带等量异种电荷,(,),(2),电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和,(,),(3),电容器充电时，极板间的场强变强,(,),(4),电容器充、放电时，两极板之间有电流,(,),练一练,:,11,不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。用什么来衡量电容器容纳电荷的本领强弱呢,?,电容,12,实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷量数值如下表：,电压,(V),电荷量,(C),甲,乙,10,1,10,4,3,10,4,20,2,10,4,6,10,4,30,3,10,4,9,10,4,(1),同一个电容器的带电量与电压有怎样的关系？,比值是否变化？,(2),不同电容器的电荷量与电压的比值是否相同？,成正比,比值不变,比值不同,13,二,.,电容,1.,电容：电容器所带的电荷量,Q,与电容器两极板间的电势差,U,的比值,.,符号,:,C,2.,公式：,3.,单位：,法拉,简称,:,法,，符号,:,F,.,1F,10,6,F,10,12,pF,4.,特点,:,电容是电容器本身的一种,固有属性,，与是否装了电荷、装电荷量多少及电压高低均无关。,常用单位,:,微法,:,F,、,皮法,:,pF,14,举例：圆柱型水杯容器的储水问题,:,h,h,A,B,C,1.,水位每升高,h,，试比较,A,、,B,、,C,的储水量,2.,哪个储水本领大？,3.,如何反映其储水本领？,15,V,与,h,的关系,=S,+,-,+,-,类比,Q,U,C,S,的大小,与,V,、,h,无关,U,U,Q,1,Q,2,C,不由,Q,和,U,来决定，由电容器本身来决定。,16,2.,有一充电的平行板电容器，两极板间电压为,3V,现使它的电荷量减少,3,10,4,C,于是电容器两板间的电压降为原来的,1/3,此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？,150F,150F,练一练,:,17,3.,对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容,C,、带电荷量,Q,、电压,U,之间的相互关系的图线中正确的是（）,练一练,:,18,电容器的电容大小,取决于自身结构,那么影响平行板电容器的电容大小的因素有哪些,?,猜想,:,(1),正对面积,S,(2),极板间的距离,d,研究方法,:,控制变量法,19,(1),保持,Q,、,d,、,不变，改变,S,电容,C,如何变化,?,S,U,CS,20,(2),保持,Q,、,S,、,不变，改变,d,电容,C,如何变化？,U,c1/d,d,21,(3),保持,Q,、,S,、,d,不变，改变,电容,C,如何变化？,U,c,22,两板间距离,两板正对面积,介电常数,真空,r,=1,静电力常量,小结,:,23,三,.,平行板电容器的电容,1.,理论分析表明：平行板电容器的电容跟两极板的正对面积成,正比,，跟两极板间的距离成,反比,跟电介质的介电常数成,正比,.,2.,公式,:,电介质,空气,煤油,石蜡,陶瓷,玻璃,云母,水,r,1.0005,2,2.02.1,6,411,68,81,空气的相对介电常数十分接近,1,对电容的影响可以忽略,.,24,25,4.,对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是,(,),A.,将两极板的间距加大，电容将增大,B.,将两极板平行错开，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,练一练,:,26,十 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,Q,，,E,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,U,，,E,平行板电容器的两类问题,27,5.,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,练一练,:,28,6.,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（）,A.Q,变大,B.C,变大,C.E,不变,D.U,变小,练一练,:,29,四,.,常用的电容器,1.,固定电容器：,（,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,30,2.,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：,四,.,常用的电容器,1.,固定电容器：,31,从电容器上读出什么？,32,3.,击穿电压和额定电压：,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,2.,可变电容器：,四,.,常用的电容器,1.,固定电容器：,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,。,33,7.,某电解电容器上标有,“,25v470F,”,的字样，对此，下述说法中正确的是（）,A.,当电容器两极间电压是,25v,时，电容器的电容才是,470F,B.,电容器两极间电压必须是,25v,时，电容器才能正常工作,C.,电容器两极间电压必须在,直流,25v,以下时，电容器才能正常工作,D.,这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性,额定电压,25V,是电容器,正常工作,时两极板上的,最大电压,电容器的电压多数情况下是,交流电压,练一练,:,34,8.,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,”,）。,变大,变大,不变,最小,练一练,:,35,五,.,传感器,金属芯线,导电液体,电介质,h,测定角度,的电容式传感器,测定液面高度,h,的电容式传感器,1.,电容式传感器,:,36,测定压力,F,的电容式传感器,五,.,传感器,1.,电容式传感器,:,测定位移,x,的电容式传感器,37,2.,电阻式传感器,:,五,.,传感器,1.,电容式传感器,:,38,9.,右图电路中电源电压是,8V,，右下图是电路中的电容器放电电流图象。问：,（,1,）,I,t,图与坐标轴围成的面积表示什么？,（,2,）怎样估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？,（,3,）估算电容器的电容？,练一练,:,39,祝同学们学习进步,!,40,
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