第1章静电场第8节电容器的电容

1、第八节第八节电容器的电容电容器的电容 。带带电电荷荷量量的的绝绝对对值值之之和和绝绝对对值值，不不是是指指两两极极所所荷荷量量的的指指电电容容器器一一个个极极所所带带电电注注：电电容容器器的的带带电电量量：的的过过程程。中中和和，使使两两极极上上的的电电荷荷发发生生吸吸引引电电荷荷互互相相的的两两极极相相连连，两两极极上上的的（2 2）放放电电：把把电电容容器器电电荷荷的的过过程程。等等量量异异种种两两极极板板分分别别带带上上极极连连接接使使的的两两极极分分别别与与电电源源的的两两( (1 1) )充充电电：把把电电容容器器2 2. .电电容容器器的的充充放放电电的的导导体体组组成成. .靠靠

2、近近又又相相互互绝绝缘缘彼彼此此1 1. .基基本本结结构构：由由两两个个一一、电电容容器器. .4 4k kd dS SC C: :决决定定式式极极板板间间距距d d成成反反比比。正正对对面面积积S S成成反反比比，跟跟跟跟极极板板跟跟介介电电常常数数成成正正比比，平平行行板板电电容容器器的的电电容容C C素素4 4. .决决定定电电容容大大小小的的因因P PF F1 10 0F F1 10 01 1F F: :3 3. .单单位位物物理理量量. .容容器器容容纳纳电电荷荷的的本本领领的的2 2. .物物理理意意义义：表表述述电电C CU UQ QU UQ Q值值，定定义义式式C C1 1.

3、 .定定义义：Q Q与与U U的的比比二二、电电容容1 12 26 6U UQ QC CU UQ Q3 3. .C C大大小小的的因因素素。反反映映平平行行板板电电容容器器电电容容器器，只只适适应应于于平平行行板板电电容容平平行行板板电电容容器器的的决决定定式式4 4k kd dS S2 2. .C C与与Q Q及及U U无无关关。器器本本身身，都都适适应应，C C决决定定于于电电容容定定义义式式，对对一一切切电电容容器器U UQ Q1 1. .C C的的理理解解4 4k kd dS S和和C CU UQ Q对对C C 会会被被损损坏坏。这这一一限限度度，则则电电容容器器就就最最小小电电压压，

4、若若电电压压超超过过容容器器两两极极板板上上的的电电介介质质被被击击穿穿时时加加在在电电: :（2 2）击击穿穿电电压压作作时时的的电电压压电电容容器器能能够够长长期期正正常常工工: :（1 1）额额定定电电压压和和击击穿穿电电压压2 2. .电电容容器器的的额额定定电电压压器器等等可可变变电电容容器器、固固定定电电容容( (2 2) )按按是是否否可可变变分分：容容器器等等陶陶瓷瓷电电容容器器、电电解解质质电电、纸纸质质电电容容器器、气气电电容容器器、云云母母电电容容器器（1 10 0按按电电介介质质分分：空空1 1. .分分类类三三、常常见见的的电电容容器器E增大.与d无关.E增大.与d无

5、关.S增大E减小，S减小S增大E减小，S减小Q,Q,S S4k4k内部场强E内部场强EQ不变Q不变2.电容器与电源断开2.电容器与电源断开. .E增大.与S、E增大.与S、无关无关d增大E减小，d减小d增大E减小，d减小, ,d dU U内部场强：E内部场强：EU不变U不变1.电容器与电源相连1.电容器与电源相连(二）两种情况(二）两种情况d dU U电场E电场E平行板电容器内部匀强平行板电容器内部匀强4k4kd dS S决定式C决定式C, ,U UQ Q式C式C（一）三个公式：定义（一）三个公式：定义态分析态分析四、平行板电容器的动四、平行板电容器的动例例1、 对电容对电容C=Q/U ，以下

6、说法正确的，以下说法正确的()A电容器充电荷量越大，电容增加越大电容器充电荷量越大，电容增加越大B电容器的电容跟它两极所加电压成反比电容器的电容跟它两极所加电压成反比C电容器的电容越大，所带电荷量就越多电容器的电容越大，所带电荷量就越多D对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板对于确定的电容器，它所充的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变间所加电压的比值保持不变理理解解U UQ Q类类型型一一、对对公公式式C C D D纳纳电电荷荷的的本本领领越越大大. .电电容容器器的的电电容容越越大大，容容练习练习1 1对于对于给定的电容器给定的电容器，描述其电容，描述其电容C C、电荷、电荷量量Q

7、 Q、电压、电压U U之间相应关系的图应是图中的之间相应关系的图应是图中的( () )B B 2.2.一个平行板电容器，使它每板电荷量从一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q Q1 13 310105 5C C增加到增加到Q Q2 23.63.610105 5C C时，两板间的电势差从时，两板间的电势差从U U1 110V10V增加到增加到U U2 212V12V，求这个电容器的电容多大？如要使两极板电势差从，求这个电容器的电容多大？如要使两极板电势差从U U1 110V10V降到降到U U2 26V6V，则每板需减少多少电荷量？，则每板需减少多少电荷量？C C1 10 01 1. .2 2C

8、CU U4 4V V，则则Q QU U3 3F FF F1 10 03 3F F1 10 01 12 21 10 03 3) )( (3 3. .6 6U UQ Q解解析析：C C5 5减减减减减减6 65 5例例2.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与平行板电容器与平行板电容器组成的串联电路，在组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离增大电容器两极板间距离的过程中的过程中()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的电流的电流类型二、电容器的充电和放电问题类型

9、二、电容器的充电和放电问题+ + +- - -用电器）用电器）当于电源，电池相当于当于电源，电池相当于(放电过程，电容器相(放电过程，电容器相故选BC.故选BC.b,b,，放电，电流由a，放电，电流由a则Q则QC CU不变,U不变,得得U UQ Q由C由C，与电源相连U不变，与电源相连U不变，C Cd d, ,4k4kd dS S分析：C分析：C3 3关于电容器的充、放电过程，下列说法中正确的是关于电容器的充、放电过程，下列说法中正确的是( () )A A充、放电过程中外电路有瞬间电流充、放电过程中外电路有瞬间电流B.B.充、放电过程中外电路有恒定电流充、放电过程中外电路有恒定电流C.C.充电

10、过程中电源提供的电能全部转化为内能充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D.D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减小放电过程中电容器中的电场能逐渐减小解析：解析：选选AD.电容器充、放电过程中，外电路中有电容器充、放电过程中，外电路中有短暂的电流，且电流是逐渐减小的，选项短暂的电流，且电流是逐渐减小的，选项A正确，正确，B错错误；充电过程中电源提供的电能有一部分储存到电容器误；充电过程中电源提供的电能有一部分储存到电容器两板间的电场中，选项两板间的电场中，选项C错误；放电过程中，随着电容错误；放电过程中，随着电容器两板间所带的电荷量逐渐减小，场强也逐渐减小，电器两板间所带的电荷量逐渐减小，场强也

11、逐渐减小，电场能也逐渐减小，选项场能也逐渐减小，选项D正确正确.场能相互转化的过程.场能相互转化的过程.充放电过程是电能和电充放电过程是电能和电例例3、如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当S闭闭合时，平行板电容器极板合时，平行板电容器极板A、B间的一间的一带电液滴恰好静止带电液滴恰好静止.若将若将两两板间距离增大为原来的两倍板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态如何变，那么液滴的运动状态如何变化？若先将化？若先将S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？的运动状态又将如何变化？

12、类型三、带电粒子在平行板电容器间的运动分析类型三、带电粒子在平行板电容器间的运动分析mgmgqEqE不变，仍静止.不变，仍静止.S S4k4kQ Q，E，E3.与电源断开Q不变3.与电源断开Q不变g向下匀加速运动.g向下匀加速运动.2 21 1a amamaqE/qE/2 21 1mgmg向下运动.向下运动., ,qEqEmgmg, ,E Ed d, ,d dU U，E，E2.与电源相连U不变2.与电源相连U不变qEqE止，受力平衡mg止，受力平衡mg分析：1.开始油滴静分析：1.开始油滴静/ / /类型类型4 4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 R、电键、电键S S

13、与平行板与平行板电容器组成的串联电路，电键电容器组成的串联电路，电键S S闭合闭合. .一带电液滴一带电液滴悬浮悬浮在两板在两板间间P P点不动点不动，下列说法正确的是，下列说法正确的是( () )A.A.带电液滴可能带正电带电液滴可能带正电B.B.增大两极板距离的过程中，电阻增大两极板距离的过程中，电阻R R中有从中有从a a到到b b的电流，电的电流，电容器中负电荷从容器中负电荷从B B到到A AC.C.断开断开S S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降D.D.断开断开S S，减小两极板距离过程中，液滴静止不动，减小两极板距离过程中，液滴

14、静止不动mgmgqEqEC错D对.C错D对.运动，E与d无关，故运动，E与d无关，故，加速向上，加速向上qEqEE ES S, ,S S4k4kQ Q，E，E3.与电源断开Q不变3.与电源断开Q不变故AB错故AB错会由B经电容器到A.会由B经电容器到A.电流由a到b，电荷不电流由a到b，电荷不放电，放电，得Q得QU UQ Q4k4kd dS S，由C，由C，d，d2.与电源相连U不变2.与电源相连U不变下，故为负电荷.下，故为负电荷.电容器内部场强方向向电容器内部场强方向向分析：1.受力如图，分析：1.受力如图，1 1下面关于电容器及其电容的叙述正确的是下面关于电容器及其电容的叙述正确的是(

15、() )A.A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关跟这两个导体是否带电无关B.B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C.C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D.D.一个电容器的电荷量增加一个电容器的电荷量增加Q Q1.01.010106 6C C时，两板间电时，两板间电压升高压升高10 V10 V，则电容器的电容无法确定，则电容器的电容无法确定3 3如图所示，用如图所示，用静电计静电计可以测量已充电的

16、平行板电容器两极可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差板之间的电势差U U，现使，现使B B板带电，则下列判断正确的是板带电，则下列判断正确的是( () )A.A.增大两极板之间的距离，指针张角变大增大两极板之间的距离，指针张角变大B.B.将将A A板稍微上移，静电计指针张角将变大板稍微上移，静电计指针张角将变大C.C.若将玻璃板插入两板之间，若将玻璃板插入两板之间， 则静电计指针张角变大则静电计指针张角变大D.D.若将若将A A板拿走，则静电计指针张角变为零板拿走，则静电计指针张角变为零D D错错. .Q Q不不变变U U增增大大，增增大大于于d d更更大大，C C3 3. .将将A

17、 A板板拿拿走走，相相当当则则C C错错则则, ,Q Q不不变变U UC C2 2. .A AB B对对. .则则, ,Q Q不不变变U UC C得得U UQ QC C, ,4 4k kd dS S1 1. .由由C C源源断断开开Q Q不不变变压压的的工工具具，电电容容器器与与电电分分析析：静静电电计计是是测测量量电电4如图所示，平行板电容器的两个极板如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在分别接在电压为电压为60 V的恒定电源上，两板间距为的恒定电源上，两板间距为3 cm，电容器带电荷，电容器带电荷量为量为6108C，A极板接地极板接地.求：求：(1)平行板电容器的电容；平行板电容器

18、的电容；(2)平行板两板间电场强度；平行板两板间电场强度；(3)距距B板板2 cm的的C点的电势点的电势.-20V-20V20V20V20V20VU UACACABABU UU U或或-20V-20V则则10102)2)E(3E(30,0, ,EdEd3.沿电场线方向U3.沿电场线方向UV/mV/m10102 2d dU U2.E2.EF F10101 1U UQ Q解析：1.C解析：1.CC CC CA AACACACACABABC C2 2C CA AA AACACACAC3 39 95.5.如图所示，如图所示，C C为中间插有电介质的电容器，为中间插有电介质的电容器，a a和和b b为其两极板，为其两极板，