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文档简介
1、第七节 电容器 电容知识要点:1、电容器:两块相互靠近又彼此绝缘的导体组成电容器。电容器可以容纳电荷。2、电容器的充放电:充电:使电容器带电的过程称为充电。充电后两极板带有等到量异种电荷。放电:使充电后的电容器失去电荷的过程。电容器的带电量:一个极板所带电量的绝对值。3、电容:定义:电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容。公式C=Q/U=Q/U 。是比值定义式,C 与Q 、U 无关,只取决于电容器本身。 单位:法拉(F ),1F=106F=1012pF物理意义:电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加1V 所需充加的电量。电容器的额定电压和击穿电压
2、击穿电压是电容器的极限电压。额定电压是电容器的最大工作电压。4、平行板电容器的电容C :与平行板正对面积S ,电介质的介电常数成正比,与极板间的距离d 成反比。公式:C=S/4kd k 为静电力常量:k=9.0×109Nm 2/C2。5、两个典型问题平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电池的两极相连接,电容器的d 、S 、变化,将引起电容的C 、Q 、U 、E 怎样变化?由于电容器始终连接在电池上,因此两板间的电压U 保持不变,可根据下列几式讨论C 、Q 、E 的变化。C=S/4kd S/dQ=UC=US/4kd S/d 1/d平行板电容器充电后,切断电容器的两极板与电池的连
3、接,电容器的d 、S 、变化,将引起电容的C 、Q 、U 、E 怎样变化?由于电容器充电后,切断与电池的连接,使电容器带电量Q 保持不变,可根据下列几式讨论C 、U 、E 的变化。 A BC=S/4kd S/dU=Q/C=4kdQ/S d /S kQ/S 1/S 典型例题:例1、如图所示,S 闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中,对电阻R 来说有无电流通过?如果有,方向怎样?解析:S 接通瞬间,尽管电流无法通过电容器,但电容器充 例1图电,即上板充上正电,下板充上负电,故R 上有从A 到B 的电流。充电平衡后,由于U 不变,增大两极间距d ,C 变小,Q=CU也变小,故电容
4、器放电,R 上有从B 到A 的电流。例2、有一个电容器原来已带电,如果使它的电量增加4×10-8C 两极板间的电势差增加20V ,这个电容器的电容为多少皮法?解:由C=Q/U=Q/U 知:C=4×10-8/20=2×10-9F=2000pF例3如图所示,保持电容器与电源接通,将电容器两极板 C 间正对面积减小,则下列各量的变化情况是C_,Q_,E_。 解析:由于电容器保持和电源接通,U 不变。由C=S/4kd 可知,当S 减小时,C 也减小; 例3图由Q=CU得,当U 不变、C 减小时,Q 减小;由E=U/d得,E 不变。思考:如果是电容器充电后和电源断开,再增大
5、两极板间距离,情况又怎样?(C 变小,U 变大,E 不变。)练习题:1、下列关于电容器和电容的说法中,正确的是( )A 根据C=Q/U可知,电容器的电容与其所带电量成正比,跟两板间电压成反比;B 对于确定的电容器,其带电量与两板间的电压成正比;C 无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)它所带的电量与电压的比值恒定不变;D 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与加在两板上的电压无关。2、有一空气平行板电容器,仅增加两极板间的正对面积,其电容将_;仅缩小极板的距离,其电容将_;仅在两板间充以介电常数较大的电介质,其电容_;增大其带电量,其电容将_。3、两个耐压为6V 的电
6、容器,它们的电容分别为10F 和30F ,它们最多能储存的电量分别为_C和_C。4、一个平行板电容器电容为200pF ,充电后两极板间电压为100V ,电容器的带电量是多少?断开电源后,将两板距离减半,两板间电压为多少?5、如图是描述对给定的电容器充电时电量Q 电压U 电容C 之间相互关系的图象,其中正确的有( )5题图6、如图所示,平行金属板A 、B 组成的电容器,充电后 与验电计相连,要使验电计指针张角变大,下列措施中可行的是( )A 将A 板向上移动; B 将B 板向右移动;C 将A 、B 间充满电介质; D 使A 板放走部分电荷。7d 增为2d 的过程中( ) A BA 电容器两板电压始终不变;B 电容器两板电压瞬时升高后又恢复原值;C 根据Q=CU知电容器带电量先增大后减小;D 电路中电流由A 板经电源流向B 板。 7题图8、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示用E 表示两极板间场强,U 表示电容器的电压,表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( ) ·PA U变小,E 不变; B E变大,不变;C U变小,不变; D U
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