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1、第八节电容器的电容 电容器的应用 电脑主板 一 电容器 1 电容器 两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件 活动 2 电容器的充电 使两板带上等量异种电荷的过程 3 电容器的放电 使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程 电容器充电实验 放电 使电容器两极板上的电荷中和的过程 是电场能转化为其它能的过程 类比法理解电容概念 电容器与水容器 二 电容 1 定义 电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容 用C表示 2 单位 国际制单位为法拉 简称法 符号为F 1F 106 F 10 12pF 常用单位有微法 F 皮法 pF C Q U 3 物理意义 表征电容器容纳电荷本领的大小 最简单的电
2、容器是平行板电容器 两极板间的距离d两极板间的正对面积S是否插入电介质或电介质的种类 请看实验 猜想 平行板电容器的电容跟哪些因素有关 实验探究 1 平行板电容器的电容C跟介电常数 成正比 跟正对面积S正比 跟极板间的距离d成反比 三平行板电容器的电容 2 平行板电容器的电容公式 C S 4 kd 式中k为静电力常量 思考与讨论 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接 在这种情况下 如果增大两极板间的距离d 那么 两极板间的电势差U 电容器所带的电量Q 两极板间的场强E各如何变化 解析 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接 其电势差恒等于电源电压 并保持不变
3、C S 4 kd S d E U d 1 d Q CU U S 4 kd S d 思考与讨论 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 如果增大d 则U Q E各如何变化 解析 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器不存在充 放电的可能性 两极板上的带电量Q始终不变 1 C S 4 kd S d 2 U Q C Q S 4 kd d S 3 E U d Q Cd Q Sd 4 kd kQ S 1 S 本题的思路是 比较 两类题型的解析过程 可以看到 抓住Q 或U 不变这个条件是一个关键 最后用E U d Q Cd判断E的变化 再用C Q U判断出Q 或U 的变化 用C S 4
4、kd判断C的变化 当d 或变化 S 发生变化 3 平行板电容器充电后的两类典型情况 电容器充电后 切断与电源的连接 电容器的带电荷量Q保持不变 电容器始终连接在电源上 两极间的电压U保持不变 电容器是一储能元件 纸质电容器 陶瓷电容器 电解电容器 钽电容器 四常用电容器 请带着这样以下几个问题阅读课本第30页常用电容器部分内容 常用电容器 从构造上看 可以分为哪两类 常用的固定电容器有哪些 聚苯乙烯电容器和电解电容器 电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著特征 电容器常见的损坏原因是什么 常用电容器可分为固定电容器和可变电容器 电解电容器的正 负极性是固定的 加在电容器两极板上的电压不能超过
5、某一限度 超过这一限度电介质将被击穿 电容器损坏 这个极限电压叫击穿电压 六 小结 1 两块彼此靠近而又绝缘的导体在一起就组成了电容器 2 电容器的作用是容纳电荷 储存能量 3 电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容 4 电容描述了电容器容纳电荷本领的大小 由电容器本身的属性决定 5 平行板电容器的电容公式为C S 4 kd 利用这个公式可以判断平行板电容器电容的变化 如果再结合公式C Q U E U d 可以判断电容器的带电量 两极板间电势差 两极板间场强的变化 例1 两平行金属板 正对放置 充电后两极间的电势差为2V 两极板带电量分别为 6 10 6C和 6 10 6C 求 1
6、 电容C 2 若电势差升高1V 电容C 和所带电量Q 为多少 解析 电容器的电容C Q U 但电容是由电容器的构造决定的 跟Q U无关 1 根据电容的定义式C Q U 6 10 6 2 F 3 10 6F 2 若电势差升高1V 电容器的电容仍不变 而此时所带电量Q CU 3 10 6 3C 9 10 6C 例2 对于给定的电容器 描述其电容C 电量Q 电压U之间的相应关系图正确的是 例3 将平行板电容器接在电池两极 板间有一带电尘埃恰好处于静止状态 若将两板缓慢地错开一些 其它条件不变 则A 电容器带电量不变 B 电源中将有电流从正极流出C 尘埃仍处于静止状态D 电流计中将有电流 方向是b a
7、 例4 平行板电容器充电后将其负极接地 如图所示 板间有固定的正点电荷P 它的电势能为Ep 将正极板平移到图中虚线位置时 P的电势能EP将A 变大B 变小C 不变D 以上都有可能 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 极板间电压 和电容 之间的关系的图象 其中正确的是 答案 例题 如图所示 是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图 电容器的两个电极分别用导线接到指示器上 指示器可显示出电容的大小 下列关于该仪器的说法正确的是 该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体 金属芯柱外套的绝缘层越厚 该电容器的电容越大 如果指示器显示电容增大了 则说明电容器中的液面升高了 如果指示器显示电容减小了 则说明电容器中的液面升高了 答案 一 电容器1 定义2 工作过程 充电与放电过程二 电容1 定义2 单位3 电容的物理意义三 平行板电容器的电容1 决定电容大小的几个因素2 平行板电容器的电容公式 3 平行板电容器充电后的两类典型情况 四 常见电容器 1 电容器与电容 谢谢
