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1、第八节：电容器与电容第八节：电容器与电容 观察纸介电容器的构造观察纸介电容器的构造 该元件有两片锡箔（导体），中该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。间是一层薄纸。、定义：、定义： 任何两个彼此任何两个彼此绝缘绝缘又相距又相距很近很近的的导体导体，组成一个组成一个电容器电容器。 一、电容器一、电容器平行板电容器平行板电容器电介质电介质电容器的极板电容器的极板电容器的极板电容器的极板2 2、电容器的充电：、电容器的充电： 将电容器两个极板将电容器两个极板带上电荷带上电荷的过程，的过程，叫电容器的叫电容器的充电充电。 QQ正正极板极板负负极板极板两板分别带两板分别带等量异等量异种种电荷，电荷，
2、每个极板每个极板带电量的带电量的绝对值绝对值叫叫电容器的电容器的带电量带电量E有短暂有短暂的的电流电流两极间两极间有有电压电压3 3、电容器的放电：、电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通，用导线将充电后的电容器两极接通，两极两极失去电荷失去电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的放电放电。 QQ在在放电放电过程中导线上过程中导线上有有短暂的电流短暂的电流产生产生 电容器两极电容器两极正负正负电荷电荷通过导线中和。通过导线中和。 1 1、电容的定义：、电容的定义： 电容器所带电容器所带电量电量Q Q与电容器两极间的与电容器两极间的电电压压U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电
3、容。 QQ二、电容器的电容二、电容器的电容U容纳电荷的本领容纳电荷的本领电容是电容器本身的一种属性，其大小与电容器的电电容是电容器本身的一种属性，其大小与电容器的电荷量无关。荷量无关。2 2、电容的单位：、电容的单位：法拉法拉: : F F还有：微法（还有：微法（ ）、皮法（）、皮法（p p） 1F=1C/V 1F=1C/V 如果一个电容器带如果一个电容器带1C1C电量时，两极间电电量时，两极间电压是压是1V1V，这个电容器的电容就是，这个电容器的电容就是1F 1F 例例1 1、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是 （ ）A A电容器的极板上带电量越大，这只电容电容器的极
4、板上带电量越大，这只电容器的电容就越大器的电容就越大B B电容器的极板间电压越大，这只电容器电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大的电容就越大C C如果电容器两极板上没有带电，它的电如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零容为零D D对某一个电容器来说，两板间的电势差对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加随所带电量的增加而增加电容器的电容器的电容电容与与电量电量Q Q及电压及电压U U都无关，由电都无关，由电容器容器本身本身决定。决定。例与练例与练D例例2 2、如图所示，将平行板电容器两极板分、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是别接在电压是6V6V的电池组正
5、负极，跟电池的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为组负极相连的极板带电量为-9.0-9.01010-8-8C C ，则电容器的带电量为则电容器的带电量为则电容器的带电量为则电容器的带电量为 C C，电，电容器的电容为容器的电容为 PFPF。若将此。若将此电容器两极接电压电容器两极接电压12V12V的电池组正负极，电的电池组正负极，电容器的电容为容器的电容为 PFPF。 QQ9.09.01010-8-8 1.51.510104 4 1.51.510104 4 电容与电容与电电压压U U无关无关例与练例与练1 1、电容与两板正对面积、电容与两板正对面积S S的关系：的关系：三、平行板电容器
6、的电容三、平行板电容器的电容静电计静电计2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：3 3、电容与电介质的关系：、电容与电介质的关系：4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：两板间距离两板间距离两板正对面积两板正对面积介电常数介电常数真空真空r r=1=1静电力常量静电力常量1 1、平行板电容器充电后，、平行板电容器充电后，切断与电源的连接切断与电源的连接，在这种情况下，在这种情况下，如果增大两极板间的距离如果增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的，那么，两极板间的电势差电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强
7、E E各各如何变化？如何变化？如果减小两极板间的正对面积如果减小两极板间的正对面积S S，那么，两极板，那么，两极板间的电势差间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场，两极板间的场强强E E各如何变化？各如何变化？思考与讨论（思考与讨论（1）解题关键电容器充电后与电源断开，电容器充电后与电源断开，Q保持不变。保持不变。d增加增加C减小减小U=Q/CU增加增加E=U/dE不变不变S减小减小C减小减小U=Q/CU增加增加E=U/dE增加增加分析（1）分析（2）2 2、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板、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与
8、电源相连接。在这种情况下，。在这种情况下，如果增大两极板间的距离如果增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的，那么，两极板间的电势差电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？如果减小两极板间的正对面积如果减小两极板间的正对面积S S，那么，两极，那么，两极板间的电势差板间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间，两极板间的场强的场强E E各如何变化？各如何变化？思考与讨论（思考与讨论（2）d增加增加C减小减小Q=C UQ减小减小E=U/dE减小减小S减小减小C减小减小Q=C UQ减小减小E=U
9、/dE不变不变电容器始终与电源连接，电容器始终与电源连接，U保持不变。保持不变。解题关键例例3 3、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平、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，与它相连的电路如图所示，接通开关行板电容器，与它相连的电路如图所示，接通开关S S，电源即给，电源即给电容器充电（电容器充电（ ）A A 保持保持S S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小；度减小；B B 保持保持S S接通，在两极间插入一块电介质，则极板上的电荷量增接通，在两极间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；
10、大；C C 断开断开S S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小；，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小；D D断开断开S S，在两极间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大。，在两极间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大。B CRS例与练例与练1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、常用电容器（1 1）聚苯乙烯电容器：）聚苯乙烯电容器： 以以聚苯乙烯薄膜聚苯乙烯薄膜为电介质，用为电介质，用两层两层铝箔铝箔为极板。为极板。符号：符号：（2 2）电解电容器：）电解电容器： 用用铝箔铝箔做一个极板，以铝箔上做一个极板，以铝箔上很很薄的一层氧化膜薄的一层氧化膜为电介质，用为
11、电介质，用浸过电浸过电解液的纸解液的纸做另一个极板。做另一个极板。符号：符号：电容较大电容较大2 2、可变电容器：、可变电容器： 两极由两极由两组铝片两组铝片组成，固定的一组组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片做动片; ;空气空气为电介质。为电介质。 转动动片，使两组铝片的转动动片，使两组铝片的正对面积正对面积发生变化，电容相应发生变化，电容相应变化变化。符号：符号：3 3、击穿电压和额定电压：、击穿电压和额定电压： 加在电容器两极板上的电压不能超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，电介质过某一个限度，超过这个限度，电
12、介质将被将被击穿击穿，这个电压称为，这个电压称为击穿电压击穿电压。 电容器电容器正常工作正常工作时两极板上的时两极板上的最大最大电压电压，称为，称为额定电压额定电压。额定电压额定电压比比击穿电压击穿电压低低外壳上标的电压外壳上标的电压是是额定电压额定电压例例4 4、某电解电容器上标有、某电解电容器上标有“25v470F25v470F”的的字样，对此，下述说法中正确的是（字样，对此，下述说法中正确的是（ ）A.A.当电容器两极间电压是当电容器两极间电压是25v25v时，电容器的时，电容器的电容才是电容才是470F470FB.B.电容器两极间电压必须是电容器两极间电压必须是25v25v时，电容器时
13、，电容器才能正常工作才能正常工作C.C.电容器两极间电压必须在电容器两极间电压必须在直流直流25v25v以下时，以下时，电容器才能正常工作电容器才能正常工作D.D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性根引线的极性额定电压额定电压25V25V是电容器是电容器正常工正常工作作时两极板上的时两极板上的最大电压最大电压电容器的电压多数情况下是电容器的电压多数情况下是交流电交流电压压; ;但电解电容器要用直流电。但电解电容器要用直流电。例与练例与练CD例例5 5、把可变电容器的动片旋、把可变电容器的动片旋进去进去一些，电一些，电容器的电容容器的电容_；如果
14、把两板间的电介；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容质由空气换成陶瓷，则电容_；如果；如果增大两板间的电势差，则电容增大两板间的电势差，则电容_ _ （以（以上填上填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”） ；如果把动片全部旋如果把动片全部旋出来出来，则电容，则电容_（填（填“最大最大”或或“最小最小”）。）。例与练例与练变大变大变大变大不变不变最小最小1 1、对于一给定的电容器，在如下图所示中，、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容描述电容C C、带电荷量、带电荷量Q Q、电压、电压U U之间的相之间的相互关系的图线中正确的是互关系的图线中正确的是 （ ）巩固练习B2 2、
15、平行板电容器充电平衡后、平行板电容器充电平衡后与电源断开与电源断开，两极板间的电压是两极板间的电压是U U，充电荷量为，充电荷量为Q Q，两极，两极板间场强为板间场强为E E，电容为，电容为C C，现将两极板间距，现将两极板间距离减小，则离减小，则（ ） A.QA.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U变小变小E E与与d d无关无关，即即E E不变不变。BCD3、如图,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一带电荷量非常小的点电荷,S是闭合的, a表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力,现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大A. a变大,F变大;B. a变大,F变小;C. a不变,F不变;D. a不变,F变小;( B )ABaS
