1.8电容器的电容课件.ppt

电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种 201201、、0909第八节第八节 电容器的电容电容器的电容 带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器装电荷的容器” ————电容器1 1、、知道什么是电容器以及常用的电容器知道什么是电容器以及常用的电容器2 2、、理解电容器的电容概念及其定义式，并能用来理解电容器的电容概念及其定义式，并能用来进行有关的计算进行有关的计算 3 3、、知道计算电容的公式及其含义，知道平行板电知道计算电容的公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关容器的电容与哪些因素有关 4 4、、会对平行板电容器动态问题进行分析会对平行板电容器动态问题进行分析 闪光灯闪光灯说明：照相机的闪光灯，在不到说明：照相机的闪光灯，在不到0.001s0.001s的短暂的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，各种电时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，各种电池都不能承受。

在实际中，常常用电容器帮助池都不能承受在实际中，常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能闪光灯实现它的功能闪光灯的内部结构闪光灯的内部结构电容器电容器电容器的应用电容器的应用一些常见的电容器一些常见的电容器 电容器电容器是是一种重要的电一种重要的电学元件学元件一、电容器一、电容器1 1、构造：、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质上一层绝缘物质—电介质电介质, ,就组成一个简单的电就组成一个简单的电容器2 2、、电路图符号电路图符号：：金属极板金属极板金属极板金属极板绝缘物质绝缘物质绝缘物质绝缘物质( (电介质电介质电介质电介质) )1 1、电容器的充电：、电容器的充电： ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ －－ －－ －－ －－ －－ －－ ＋＋Q Q－－Q Q将电容器两个极板将电容器两个极板带上等量异种电荷带上等量异种电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的充电充电 正正极板极板负负极板极板有短暂的有短暂的电流电流两极间有两极间有电压电压两板分别带两板分别带等量等量异种异种电荷，电荷，每个每个极板带电量的极板带电量的绝绝对值对值叫电容器的叫电容器的带电量带电量E E二、电容器的充电和放电二、电容器的充电和放电注意：注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压若电容器保持与电源连接，则板间电压U U不变；若断开电源，则极板所带电量不变；若断开电源，则极板所带电量Q Q不变。

不变2 2、电容器的放电：、电容器的放电： ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ －－ －－ －－ －－ －－ －－ ＋＋Q Q－－Q Q 用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的荷的过程，叫电容器的放电放电 在在放电放电过程中导过程中导线上有线上有短暂的电短暂的电流流产生产生U=0U=0U U+ + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - -Q Qd=1cmd=1cm电容器是用来储存电荷的容器电容器是用来储存电荷的容器类比法理解电容概念（电容器与水容器）类比法理解电容概念（电容器与水容器）水深水深H H 两极板间电势差两极板间电势差U U水体积水体积V V 每个极板带电量每个极板带电量Q Q容器的截面积容器的截面积S SS = V/HS = V/HC = Q/UC = Q/U电容电容C C三三. .电容电容1 1、定义：、定义：2 2、定义式：、定义式： ，或者，或者3 3、物理意义：、物理意义：C C是表示电容器容纳电荷本领的物理量是表示电容器容纳电荷本领的物理量 4 4、单位：、单位： 国际单位是法拉（国际单位是法拉（F F）） 1F=1C/V1F=1C/V 常用单位：微法（常用单位：微法（μF); μF); 皮法（皮法（pF)pF) 1μF=10 1μF=10-6-6F 1рF=10F 1рF=10-12-12F FQ 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 电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q Q与电容器两极板间的与电容器两极板间的电势差电势差U U的比值的比值 问题：水杯的问题：水杯的S S和水的和水的V V、、H H有关吗？有关吗？ C C是由是由Q Q和和U U来决定吗？来决定吗？C C由电容器本身来决定。

由电容器本身来决定1 1、对一电容器充电时电容器的电容、对一电容器充电时电容器的电容C C，，带电荷量带电荷量Q,Q,电压电压U U之间的关系图象，正确之间的关系图象，正确的是（的是（ ））BCDBCD2 2、某一电容器，当所带电量为、某一电容器，当所带电量为4×104×10-6-6C C，两极板间的，两极板间的电势差为电势差为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，电容器的电容为多少）当所带电量减半时，电容器的电容为多少? ?3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？解解:1):1)2)2)仍是仍是2×102×10-7-7 F. F.3)3)仍是仍是2×102×10-7-7 F. F.四四. .影响平行板电容器电容的因素影响平行板电容器电容的因素电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？极板面积极板面积极板距离极板距离电介质电介质方法：控制变量法方法：控制变量法+ ++ ++ ++ ++ ++ +•实验探究：影响平行板电容器电容的因素实验探究：影响平行板电容器电容的因素 - -- -- -- -- -- -说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。

电势差的大小平行板电容器的电容公式：平行板电容器的电容公式：两极板间距离两极板间距离两极板正对面积两极板正对面积静电力常量静电力常量介电常数介电常数真空真空 =1=1几种常用电介质的相对介电常数几种常用电介质的相对介电常数电介质电介质空气空气煤油煤油石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母水水1.00051.00052 26 66 6～～8 84 4～～11112.02.0～～2.12.18181 空气的相对介电常数与空气的相对介电常数与1 1十分接近，研十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略究中，空气对电容的影响一般可以忽略1 1、固定电容器：、固定电容器：五、常用电容器五、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，为电介质，两层铝箔两层铝箔为极板符号：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，以铝箔上很薄的一层氧化膜很薄的一层氧化膜为电介质，用为电介质，用浸过电解液的纸浸过电解液的纸做另一个极板做另一个极板符号：符号：电容较大电容较大注意：电解电容器正负极不能接反，不能接交流电注意：电解电容器正负极不能接反，不能接交流电2 2、可变电容器：、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；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可以转动的一组铝片叫做动片; ;空气为电介质。

空气为电介质 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，发生变化，电容相应电容相应变化变化符号：符号：3 3．电容器的额定电压和击穿电压．电容器的额定电压和击穿电压(1)(1)额额定定电电压压：：电电容容器器能能够够__________________工工作作时的电压．时的电压．(2)(2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的两极板上的__________电压，若电压超过这一限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会被损坏．度，则电容器就会被损坏．长期正常期正常最小最小•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：•          ⑴⑴电容器始终连接在电源上，两极间电容器始终连接在电源上，两极间的电压的电压U保持不变保持不变•          •　　　　　　⑵⑵电容器充电后，切断与电源的连电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量接，电容器的带电荷量Q保持不变保持不变　　　　思考与讨论思考与讨论⑴⑴ ：平行板电容器充电后，继续保：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果增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的电势差，那么，两极板间的电势差U U、、电容器所带的电量电容器所带的电量Q Q、两极板间的场强、两极板间的场强E E各如何变化？各如何变化？一、电容器动态问题分析一、电容器动态问题分析U U不变不变思考与讨论思考与讨论⑵ ⑵ ：： 平行板电容器充电后，切断与平行板电容器充电后，切断与电源的连接在这种情况下，如果增大电源的连接在这种情况下，如果增大d d，则，则U U、、Q Q、、E E各如何变化？各如何变化？Q Q不变不变1．如图所示是一个由电池、电阻．如图所示是一个由电池、电阻R与平行板与平行板电容器组成的串联电路电容器组成的串联电路.在增大电容器两极在增大电容器两极板间距离的过程中（板间距离的过程中（        ））A．电阻．电阻R中没有电流中没有电流                      B．电容器的电容变小．电容器的电容变小C．电阻．电阻R中有从中有从a流向流向b的电流的电流            D．电阻．电阻R中有从中有从b流向流向a的电流的电流巩固训练巩固训练BCBC2.2.如图所示，电路中，如图所示，电路中，A A、、B B为两块竖直放置的金为两块竖直放置的金属板，属板，G G是一只静电计，开关是一只静电计，开关S S合上后，静电计指合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大大( (　　 　　) )A A．使．使A A、、B B两板靠近一些两板靠近一些B B．使．使A A、、B B两板正对面积错开一些两板正对面积错开一些C C．断开．断开S S后，使后，使B B板向右平移拉开一些板向右平移拉开一些D D．断开．断开S S后，使后，使A A、、B B正对面积错开一些正对面积错开一些CDCD3.3.如图所示，水平放置的平行板电容器，闭合电键如图所示，水平放置的平行板电容器，闭合电键与稳压直流电源连接，下板固定，当上板在与稳压直流电源连接，下板固定，当上板在ABAB位置位置时，一个带电油滴刚好静止在电容器的中点，现在时，一个带电油滴刚好静止在电容器的中点，现在断开电键，使上板在断开电键，使上板在ABAB位置与位置与A A′′B B′′位置之间上下位置之间上下往复移动，以下关于带电油滴的运动描述正确的是往复移动，以下关于带电油滴的运动描述正确的是( (　　　　) ) A A．油滴在电容器两极板间上下往复运动．油滴在电容器两极板间上下往复运动B B．油滴始终向下极板运动最后到达下极板．油滴始终向下极板运动最后到达下极板C C．油滴始终处于静止状态．油滴始终处于静止状态D D．上板向上移动时，油滴做加速运动；上板向下．上板向上移动时，油滴做加速运动；上板向下移动时，油滴做减速运动移动时，油滴做减速运动C C4.如图所示，平行板电容器与电动势为如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。

一带电油滴位（内阻不计）连接，下极板接地一带电油滴位于容器中的于容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离电容器的上极板竖直向上移动一小段距离(         ) A．带点油滴将沿竖直方向向上运动．带点油滴将沿竖直方向向上运动  B．．P点的电势将降低点的电势将降低C．带点油滴的电势将减少．带点油滴的电势将减少D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大B B解析：电容器两端电压解析：电容器两端电压U不变，由公式不变，由公式 E=U/d，场，场强变小，电场力变小，带点油滴将沿竖直方向向强变小，电场力变小，带点油滴将沿竖直方向向下运动，下运动，A错；错；P到下极板距离到下极板距离d不变，而强场不变，而强场E减减小，由公式小，由公式U=Ed知知P与正极板的电势差变小，又与正极板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所以因为下极板电势不变，所以P点的电势变小，点的电势变小，B对；对；由于电场力向上，而电场方向向下，可以推断油由于电场力向上，而电场方向向下，可以推断油滴带负电，又滴带负电，又P点的电势降低，所以油滴的电势能点的电势降低，所以油滴的电势能增大，增大，C错；图中电容器两端电压错；图中电容器两端电压U不变不变,电容电容C减减小时由公式小时由公式Q=CU，带电量减小，，带电量减小，D错。

错２、电容器２、电容器的充放电　　　　　　　　　　　　　的充放电　　　　　　　　　　　　　 二、二、 电电 容容 三、平行板电容器：三、平行板电容器：１、定义：１、定义：充电：使原本充电：使原本不带电的两板不带电的两板带带上上等量异种电荷等量异种电荷的过程的过程放电：放电： 使充电后的电容器使充电后的电容器失去失去电荷电荷的过程的过程１、定义：两块１、定义：两块彼此靠近彼此靠近又又互相绝缘互相绝缘的导体的导体组成的器件组成的器件一、一、电电容　　　容　　　器器２、表达式：２、表达式：Ｃ＝Ｑ／ＵＣ＝Ｑ／Ｕ　　　　３、３、物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱４、国际单位：法拉或法（４、国际单位：法拉或法（F F））四、电容器的种类四、电容器的种类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，电容器的电容就越大．电容器的极板上带电量越大，电容器的电容就越大B B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大C C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零D D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的．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增加而增加D D2 2、电容器的电容、电容器的电容C = C = 2.0×102.0×10-8 -8 F F ，如果电容器，如果电容器两极板电压增加了两极板电压增加了10V10V，则电容器的带电量变，则电容器的带电量变化了多少？化了多少？解：由解：由 得，得，3 3、平行板电容器充电平衡后仍与、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连电源相连，两极板间的，两极板间的电压是电压是U U，电荷量为，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，，现将两极板间距离减小，则现将两极板间距离减小，则 （（ ）） A. Q A. Q变大变大 B. CB. C变大变大 C. E C. E不变不变 D. UD. U变小变小ABAB4 4 4 4、平行板电容器充电平衡后、平行板电容器充电平衡后、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与电源断开与电源断开，两极板间的，两极板间的，两极板间的，两极板间的电压是电压是电压是电压是U U U U，充电荷量为，充电荷量为，充电荷量为，充电荷量为Q Q Q Q，两极板间场强为，两极板间场强为，两极板间场强为，两极板间场强为E E E E，电容为，电容为，电容为，电容为C C C C，现将两极板间距离减小，则（，现将两极板间距离减小，则（，现将两极板间距离减小，则（，现将两极板间距离减小，则（ ）））） A.QA.QA.QA.Q变大变大变大变大 B.CB.CB.CB.C变大变大变大变大 C.EC.EC.EC.E不变不变不变不变 D.UD.UD.UD.U变小变小变小变小BCDBCD。