高中物理-电容器与电容.ppt

1.8电容器与电容,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。,两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?,相邻两个同学能否构成电容器？,能,能,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。,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,每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量 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） 3、电容器的作用： 容纳储存电荷,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。,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？,如何反映其储水本领？,思考与讨论,那电容器储存电荷的本领如何表征呢？,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电压. 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,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（F);皮法（pF) 1F=106F=1012pF,课堂训练,1、某一电容器，当带电量为410-6C，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,1.板间是真空时：,2 .板间充满介质时：,式中 S表示两板的正对面积 d表示两板间的距离 r是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。,几种常用介质的相对介电常数：见课本P30,二、平行板电容器的两类问题,若电容器始终与电源相连，这时电容器两极间的电压不变。,（1）当d不变，改变正对面积S时：,S变大,（不变）,S变小 C变小 Q变小 E不变,1定电压问题,（2）当S不变，改变两板间距d时：,变大,d变小 C变大 Q变大 E变大,（3）当S d不变，改变介电常量 时：,d变大,（不变）,变小 C变小 Q 变小 E不变,若电容器在充电后与电源断开，这时电容器的 电荷量保持不变。,2、定电荷量问题,（1）当d不变，改变正对面积S时：,S变大,S变小 C变小 U变大 E变大,（2）当S不变，改变两板间距d时：,d变大,(不变),d变小 C变大 U变小 E不变,（3）当S d不变，改变介电常量 时：,变大,变小 C变小 U 变大 E变大,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,四、常用电容器,1、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器 电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电 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,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。,例题,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？ 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.如 增大d，则由 ， C 将减小，再由Q=CU得，Q减小，依E=U/d，E将增大。,课堂训练,练习：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（ ） 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,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 ？ C变小、Q不变、U变大、E不变,4、如图所示，将平行板电容器与电池组相连， 两板间的带电尘埃恰好处于静止状态 若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变， 则 ,A电容器带电量不变 B尘埃仍静止 C检流计中有ab的电流 D检流计中有ba的电流,B C,例与练,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( ),例与练,图182,A保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大 C断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大,BC,电流经过R时是什么方向？,5、如图所示，平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油滴在极板间静止，断开开关后，再将极板间距离增大些，则油滴运动将 ,例与练,A向上运动 B仍然静止 C向下运动 D向左或向右运动,B,变式训练 如图所示，电容器C两极板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是( ) A两极板间距离增大 B两极板间距离减小 C两极板正对面积减小 D两极板正对面积增大,图185,B,