1[1].8电容器的电容(上课用)

1、第一章第一章 静电场静电场1.8 电容器的电容电容器的电容电容器是一种重要的电学元件，应用广泛。电容器是一种重要的电学元件，应用广泛。 该元件有两片锡箔（导体），中间该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。是一层薄纸。一、电容器一、电容器 在两个相距很近的在两个相距很近的平行金属板中间平行金属板中间夹上一层绝缘物质夹上一层绝缘物质电介质电介质（空气也（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫做的电容器，叫做平行板电容器平行板电容器。这两个金属板叫做这两个金属板叫做极板极板中间的绝缘物质叫做中间的绝缘物质叫做电介质电介质平行板电容器平行板电容器 任

2、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都可以构成电容器。以构成电容器。AQQESUC（一），电容器的充电（一），电容器的充电AES0UC注意注意电容的充电、放电都是电容的充电、放电都是短暂的短暂的过程，过程，有短暂的充电、放电电有短暂的充电、放电电流。流。（二），电容器的放电（二），电容器的放电 圆柱型水杯容器的储水问题圆柱型水杯容器的储水问题: :hhABC1.1.水位每升高水位每升高h h，试比较，试比较A A、B B、C C的储水量的储水量2.2.哪个储水本领大？哪个储水本领大？如何反映其如何反映其储水本领？储水本领？hQ深度水量S截面积 那电容器储存电荷的本

3、领如何表那电容器储存电荷的本领如何表征呢？征呢？UQC 实验表明：实验表明： 一个电容器所带的电荷量一个电容器所带的电荷量Q与电容器与电容器两极板间的电势差两极板间的电势差U成正比，比值成正比，比值 是一是一个常量。与电容器本身有关，不同的电容个常量。与电容器本身有关，不同的电容器的比值是不同的。可见，这个比值表征器的比值是不同的。可见，这个比值表征了电容器储存电荷的特性。了电容器储存电荷的特性。UQ1 1、电容器所带电量、电容器所带电量Q Q与电容器两极板与电容器两极板间的电势差间的电势差U U的比值，叫电容器的电的比值，叫电容器的电容。符号容。符号C C。2 2、电容的定义式、电容的定义式

4、: : 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 、理解：、理解： 电容器的电容与电容器的电容与Q Q、U U无关，由电无关，由电容器本身的结构决定。容器本身的结构决定。二二. .电容电容UQC 3 3、电容在数值上等于使两极板间的电势、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加差增加1V1V时，所需要的电荷量。时，所需要的电荷量。 4 4、意义：电容是一个反映电容器容纳电、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。荷本领大小的物理量。5 5、单位：、单位： 国际单位制：法拉国际单位制：法拉法（法

5、（F F） 1F=1C / V1F=1C / V 常用单位：微法（常用单位：微法（FF); );皮法（皮法（pF) pF) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC1 1、某一电容器，当带电量为、某一电容器，当带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的电势差为两极板间的电势差为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）当所带电量减半时，电容器的电容为多少为多少（3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 平行板电容器是最简单的也是最基平行板电容器是最简单的

6、也是最基本的电容器，我们以平行板电容器为本的电容器，我们以平行板电容器为例研究影响平行板电容器的因素。例研究影响平行板电容器的因素。 实验中会实验中会使用静电计测使用静电计测量平行板电容量平行板电容器两极板间的器两极板间的电势差电势差U。 保持极板上的电荷保持极板上的电荷量量Q不变，两极板间距不变，两极板间距d不变，改变两极板的不变，改变两极板的正对面积，通过静电正对面积，通过静电计指针的变化来观测计指针的变化来观测两极板电势差的变化。两极板电势差的变化。（1）改变两极板的正对面积）改变两极板的正对面积结论：结论：电容电容C随正对随正对面积面积S的增大而增大的增大而增大。现象：现象：S ，U

7、保持极板上的电荷保持极板上的电荷量量Q不变，两极板正对不变，两极板正对面积面积S不变，改变两极不变，改变两极板间的距离板间的距离d，通过静，通过静电计指针的变化来观测电计指针的变化来观测两极板电势差的变化。两极板电势差的变化。（2）改变两极板间的距离）改变两极板间的距离结论：结论：电容电容C C随两极板随两极板间距间距d d的增大而减小的增大而减小 。现象：现象：d ，U 保持保持Q、S、d都都不变，在两极板间插不变，在两极板间插入电介质，通过静电入电介质，通过静电计的指针来观测两极计的指针来观测两极板间电势差的变化。板间电势差的变化。（3）在两极板间插入电介质）在两极板间插入电介质结论：结论

8、：电容电容C随电介随电介质的相对介电常数的质的相对介电常数的增大而增大增大而增大。现象：现象： ，U理论表明理论表明: : 当平行板电容器的两极板间是当平行板电容器的两极板间是真空时真空时，电，电容容C与极板的正对面积与极板的正对面积S、极板距离、极板距离d的关系为的关系为kdSC4式中式中k为静电力常量。为静电力常量。 当两极板间充满同一种当两极板间充满同一种介质时介质时，电容变大为真，电容变大为真空时的空时的r倍，即倍，即kdSCr4 r是一个常数，与电介质的性质是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的有关，称为电介质的相对介电常数相对介电常数。几种常用电介质的几种常用电介质的相对相对

9、介电常数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 r1.005 22.0 2.1 6 4 11 6 881 2.一个电容器储存的电荷量是一个电容器储存的电荷量是410-8C,两两极板间电压是极板间电压是2V。那么这个电容器的电容是。那么这个电容器的电容是_F，如果将所带电荷全部放掉，这个，如果将所带电荷全部放掉，这个电容器的电容是电容器的电容是_F。 1.有一空气平行板电容器，仅增加两极板的有一空气平行板电容器，仅增加两极板的正对面积，其电容正对面积，其电容_；仅缩小极板间距离，；仅缩小极板间距离，其电容其电容_;仅降低两极板间电压，其电容仅降低两

10、极板间电压，其电容_;仅在两极板间充以介电常数较大的电介仅在两极板间充以介电常数较大的电介质，其电容质，其电容_。 课堂训练课堂训练增大增大增大增大不变不变增大增大81028102提示提示 （1）若）若电容器保持与电源相连接电容器保持与电源相连接，则两极，则两极板间电势差保持不变，即板间电势差保持不变，即U不变不变。 （2 2）若）若电容器与电源断开电容器与电源断开，则电容器的带，则电容器的带带电荷量保持不变带电荷量保持不变，即，即Q Q不变不变。2 2，电容器充电后，电容器充电后A.保持保持S接通，减小两极板间的距离，则两极接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场的电场强度减小；板间的电场

11、的电场强度减小；B.保持保持S接通，在两极板间插入一块电介质，接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大；则极板上的电荷量增大；C.断开断开S，减小两极板间的距离，减小两极板间的距离，则两极板间电势差减小；则两极板间电势差减小；D.断开断开S，在两极板间插入，在两极板间插入一块电介质，则两极板间电势差增大。一块电介质，则两极板间电势差增大。 3. 两块大小、形状完全相同的金属板平行放两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，接通开关，电源立即置，构成一平行板电容器，接通开关，电源立即给电容器充电：（给电容器充电：（ ）。）。BCESR4.一空气平行板电容器，极板正对面积为一空气平行板电容器，极板正对面积为S,两极板相距两极板相距d，充以电荷量，充以电荷量Q后，两极板间电后，两极板间电压为压为U,使电容器的电容加倍，可采用办法有使电容器的电容加倍，可采用办法有（ ）。）。 A.将电压变为将电压变为U/2