1.8电容器的电容.ppt

第第8节节 电容器的电容电容器的电容第第1章静电场章静电场带电体放在空中，它所带的电荷是会慢带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能要有一个能“装电荷的容器装电荷的容器”——电容电容器情景引入情景引入一、电容器一、电容器2 2、构造：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导、构造：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器体都可以构成电容器1 1、电容器：能够容纳（储存）电荷的器件电容器：能够容纳（储存）电荷的器件a.a.电容器的极板：构成电容器的两个导体电容器的极板：构成电容器的两个导体b.b.最简单的电容器最简单的电容器——平行板电容器：在两个正对平行板电容器：在两个正对的平行金属板间夹上一层的平行金属板间夹上一层电介质电介质（绝缘体）绝缘体）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1 1）充电：使电容器带上电荷的过程充电：使电容器带上电荷的过程 充电后两极板带有充电后两极板带有等量的异种电荷等量的异种电荷 每个极板所带电量的绝对值叫每个极板所带电量的绝对值叫电容器的带电量电容器的带电量。

两极板间存在匀强电场，电容器储存电荷的同时两极板间存在匀强电场，电容器储存电荷的同时 也也储存了电场能储存了电场能其它形式的能转化为电场能）其它形式的能转化为电场能）3 3、工作方式、工作方式: :＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ －－ －－ －－ －－ －－ －－ －－ －－ ＋＋Q－－Q正正极板极板负负极板极板E有短暂的有短暂的充电电流充电电流两极间有两极间有电电势差势差2 2）放电：使电容器失去电荷的过程放电：使电容器失去电荷的过程电场能电场能转化为其它形式的能）转化为其它形式的能）＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ －－ －－ －－ －－ －－ －－ －－ －－ ＋＋Q－－Q有有短暂的放电电流短暂的放电电流电容器两极电容器两极正负电荷正负电荷通过导线中和通过导线中和不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，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就像不同的容器的装水量各不相同一样我们该如何描述电容器容纳电荷的本领的我们该如何描述电容器容纳电荷的本领的大小呢？大小呢？板间电势差板间电势差U U水体积水体积V VQ/UQ/U极板带电量极板带电量Q Q水深水深H H容器的截面容器的截面积积S=V/HS=V/H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势差势差U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电容。

符号符号C C 二、电容器的电容二、电容器的电容2 2、定义式、定义式: : Q Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值, , U U表示电容器两板的电势差表示电容器两板的电势差————电压电压. .3 3、电容的单位：、电容的单位：法拉法拉: : F F还有：微法（还有：微法（µ µＦＦ）、皮法（）、皮法（p pＦＦ）） 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 4 4、物理意义：表征电容器容纳电荷本领、物理意义：表征电容器容纳电荷本领的大小的大小电容是电容器本身的一种属性，与电容是电容器本身的一种属性，与Q Q、、U U无无关，由电容器本身的结构决定关，由电容器本身的结构决定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．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大电容器的电容就越大 B B．电容器的极板间电压越大，这只电．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大容器的电容就越大 C C．如果电容器两极板上没有带电，它．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零的电容为零 D D．对某一个电容器来说，两板间的电．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势差随所带电量的增加而增加D例例2 2：某一电容器，当带电量为：某一电容器，当带电量为4×104×10-6-6C C，两，两极板间的电势差为极板间的电势差为20v20v，求，求 （（1 1）电容器的电容）电容器的电容 （（2 2）当所带电量减半时，电容器的电容为）当所带电量减半时，电容器的电容为多少？多少？ （（3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？电容的大小取决于电容器的结构，那电容的大小取决于电容器的结构，那么跟哪些因素有关呢？么跟哪些因素有关呢？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εεr r=1=1静电力常量静电力常量思考与讨论思考与讨论⑴⑴ ：： 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。

在这种情况下，如果增大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间的距离d，，那么，两极板间的电势差那么，两极板间的电势差U、、电容器电容器所带的电量所带的电量Q、、两极板间的场强两极板间的场强E各如何变化？各如何变化？解析解析：：平行板电容器充电后，继续保持电容器的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，并保持不变压，并保持不变⑴⑴ C=εS/4πkd ∝∝ εS/d⑶⑶ E=　　U/d ∝∝ 1/d⑵⑵ Q=CU=　　UεS/4πkd ∝∝ εS/d思考与讨论思考与讨论⑵⑵ ：： 平行板电容器充电后，切断与电源的连接在平行板电容器充电后，切断与电源的连接在这种情况下，如果增大这种情况下，如果增大d，则，则U、、Q、、E各如何变化各如何变化？？解析：解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，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，两极板上的带电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电量电量Q始终不变始终不变1)C=εS/4πkd ∝∝ εS/d(2)U=Q/C=Q/（（εS/4πkd）） ∝∝ d/εS(3)E=U/d=Q/Cd=Q/（（εSd/4πkd）） = πkQ/εS ∝∝ 1/εS本题的思路是：本题的思路是：比较比较⑴⑴、、⑵⑵两类题型的解析过程，可两类题型的解析过程，可以看到，抓住以看到，抓住Q（或（或U）不变这个条）不变这个条件是一个关键。

件是一个关键最后用最后用 E=U/d=Q/Cd判断判断E的变化再用再用C=Q/U判断出判断出Q（或（或U）的变化，）的变化， 用用 C=εS/4πkd判断判断C的变化，的变化，当当d（或变化（或变化ε、、S）发生变化，）发生变化，  3、平行板电容器充电后的两类典型情况：、平行板电容器充电后的两类典型情况：⑵⑵ 、电容器充电后，切断与电、电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量源的连接，电容器的带电荷量Q保持不变保持不变⑴⑴ 、电容器始终连接在电源上，、电容器始终连接在电源上， 两极间的电压两极间的电压U保持不变保持不变 例例3 3：平行板电容器充电平衡后：平行板电容器充电平衡后仍与电源相仍与电源相连连，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，，两极板间场强为两极板间场强为E E，电容为，电容为C C，现将两极板，现将两极板间距离减小，则间距离减小，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AB 例例4 4：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与电源断开开，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，，两极板间场强为两极板间场强为E E，电容为，电容为C C，现将两极板，现将两极板间距离减小，则间距离减小，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。

BCD电容器是一储能元件电容器是一储能元件纸质电容器纸质电容器陶瓷电容器陶瓷电容器电解电容器电解电容器钽电容器钽电容器可变电容器可变电容器四、四、 常用电容器常用电容器 请带着这样以下几个问题阅读课本第请带着这样以下几个问题阅读课本第30页常用电容器页常用电容器部分内容部分内容⑴⑴常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？⑵⑵常用的固定电容器有哪些？常用的固定电容器有哪些？ 聚苯乙烯电容器和电解电容器聚苯乙烯电容器和电解电容器⑶⑶电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著特征？特征？⑷⑷电容器常见的损坏原因是什么？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常用电容器可分为固定电容器和可变电容器可变电容器电解电容器的正、负极性是固定的电解电容器的正、负极性是固定的加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，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介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压例例5 5：如图所示，在平行板电容器正中有一个带：如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒．电微粒．K K闭合时，该微粒恰好能保持静止．闭合时，该微粒恰好能保持静止．在在①①保持保持K K闭合；闭合；②②充电后将充电后将K K断开；两种情断开；两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？动打到上极板？A A．上极板．上极板M M向上平移向上平移 B B．下极板．下极板N N 向上平移向上平移C C．上极板．上极板M M 向左平移向左平移 D D．把下极板．把下极板N N接地接地KMN①①选选B B②②选选C C．．一、电容器一、电容器1 1、任何两个、任何两个彼此绝缘彼此绝缘又相互靠近的又相互靠近的导体导体都可以构成电容器。

都可以构成电容器2 2、、 电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→→电场能电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→→其他形式能其他形式能二、电容二、电容1 1、定义、定义: : 2 2、单位：法拉、单位：法拉F F 1F=106μF=1012pF三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 C C与与εεr r 、、S S、、d d有关有关 四、常用电容器四、常用电容器 电解电容器电解电容器 可变电容器可变电容器 五、电容器使用时注意的问题五、电容器使用时注意的问题 工作电压工作电压≤≤额定电压额定电压< <击穿电压击穿电压 电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电小小 结结C与与Q、、U无关无关。