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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
③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
二.电容
类比法理解电容概念(电容器与水容器)
水深H
水体积V
电量Q
容器的截面积S
S = V/H
两极板间电势差U
每个极板带
电容C
C = Q/U
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。
常用单位有微法(μF)、皮法(pF)。 1F = 106μF = 10-12pF
3.物理意义:表征电容器容纳电荷本领的大小
最简单的电容器是平行板电容器
猜想:平行板电容器的电容跟哪些
因素有关?
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。
实验探究
三 平行板电容器的电容
1、平行板电容器的电容C跟介电常数ε
成 正比,跟正对面积S正比,跟极板
间的距离d成反比。
2、平行板电容器的电容公式:
C=εS/4πkd
(式中k为静电力常量)
思考与讨论⑴ :
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。
⑴ C=εS/4πkd
∝
⑵ Q=CU= UεS/4πkd
⑶ E=
U/d
∝
εS/d
∝
1/d
εS/d
思考与讨论⑵ :
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=εS/4πkd
∝
εS/d
(2)U=Q/C=Q/(εS/4πkd) ∝
(3)E=U/d=Q/Cd=Q/(εSd/4πkd)
= πkQ/εS
∝
1/εS
d/εS
本题的思路是:
当d(或变化ε、S)发生变化,
用 C=εS/4πkd判断C的变化,
再用C=Q/U判断出Q(或U)的变化,
最后用 E=U/d=Q/Cd判断E的变化。
比较⑴、⑵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。
3、平行板电容器充电后的两类典型情况:
⑴ 、电容器始终连接在电源上,
两极间的电压U保持不变。
⑵ 、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。
四 常用电容器
电容器是一储能元件。
纸质电容器
陶瓷电容器
可变电容器
电解电容器
钽电容器
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。
⑴常用电容器,从构造上看,可以分为哪两类?
常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。
⑵常用的固定电容器有哪些?
聚苯乙烯电容器和电解电容器
⑶电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著
特征? 电解电容器的正、负极性是固定的。
⑷电容器常见的损坏原因是什么?
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。
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 =εS/4πkd。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)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
·
a
G
b
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
+
-
-
·P
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Q极板间电压U和电容C之
间的关系的图象,其中正确的是
答案:BCD
例题2: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
A该仪器中电容器的电极分别是金属
芯柱和导电液体
B金属芯柱外套的绝缘层越厚,该电
容器的电容越大
C 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
答案:AC
D 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
一、电容器
§1.7
电容器与电容
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