好用18电容器的电容》上课课件选修3-1

1、、定义：、定义： 任何两个彼此任何两个彼此绝缘绝缘又相距又相距很近很近的的导体导体，组成一个组成一个电容器电容器。 一、电容器一、电容器平行板电容器平行板电容器电介质电介质电容器的极板电容器的极板电容器的极板电容器的极板2 2、电容器的充电：、电容器的充电： 将电容器两个极板将电容器两个极板带上电荷带上电荷的过程，叫的过程，叫电容器的电容器的充电充电。 一、电容器一、电容器 QQ正正极板极板负负极板极板两板分别带两板分别带等量异等量异种种电荷，每个极板电荷，每个极板带电量的带电量的绝对值绝对值叫叫电容器的电容器的带电量带电量E有短暂有短暂的的电流电流两极间两极间有有电压电压3 3、电容器的放电

2、：、电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通，两用导线将充电后的电容器两极接通，两极极失去电荷失去电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的放电放电。 一、电容器一、电容器 QQ在在放电放电过程中导线上过程中导线上有有短暂的电流短暂的电流产生产生 电容器两极电容器两极正负电正负电荷荷通过导线中和。通过导线中和。 1 1、电容器带电的特点：、电容器带电的特点： 充电后的电容器两极间的充电后的电容器两极间的电压电压，叫电容，叫电容器的器的电压电压。 二、电容器的电容二、电容器的电容 QQ 电容器的电容器的带电量带电量QQ越多，越多，电压电压U U越高。越高。 Q=0.01C Q=0.01C，U

3、=100V U=100V Q=0.02C Q=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03C Q=0.03C，U=300V U=300V QQ与与U U成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值两极间有两极间有电压电压U U2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比： 二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=2cmV=2dm3V V与与h h成成正比正比V/hV/h是是定值定值ShV水桶截面积水桶截面积二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=1cmV=4dm3水桶水桶V/h=SV/h=S越大，容越大，容纳水的本领越强纳水的本领越强2 2、

4、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比： S S与与V V 、 h h无关无关3 3、电容的定义：、电容的定义： 电容器所带电容器所带电量电量QQ与电容器两极间的与电容器两极间的电电压压U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电容。 QQ二、电容器的电容二、电容器的电容UUQC 容纳电荷的本领容纳电荷的本领，与水桶截面积与水桶截面积S S类比类比4 4、电容的单位：、电容的单位：二、电容器的电容二、电容器的电容法拉法拉: : F F还有：微法（还有：微法（ ）、皮法（）、皮法（p p） pFFF126101011F=1C/V 1F=1C/V 如果一个电容器带如果一个电容器带

5、1C1C电量时，两极间电电量时，两极间电压是压是1V1V，这个电容器的电容就是，这个电容器的电容就是1F 1F 电容器的电容器的电容电容与与电量电量QQ及电压及电压U U都无关，由电都无关，由电容器容器本身本身决定。决定。与水桶与水桶截面积截面积S S类似。类似。例与练例与练D-9.0-9.01010-8-8C C C C QQ9.09.01010-8-8 1.51.510104 4 1.51.510104 4 电容与电容与电电压压U U无关无关例与练例与练例与练例与练B21UU 21CC 21QQ 例与练例与练A2.02.01010-8-8F F UQC11UQC 电容的另一种定义式电容的另

6、一种定义式11CUQ 22UQC 22CUQ )(1212UUCQQUCQ即C102.0-7例与练例与练6、下列说法正确的是 ：（）A.由公式可知，电容大小和电量成正比和电压成反比B.电容器的电容大小和电容器两端电压、电容器带电量均无关C.电容器的带电量是指电容器每个极板所带电量的绝对值D.某一电容器带电量越多，它的电容就越大B C重中之重；解决好平行板电容器的两重中之重；解决好平行板电容器的两类问题要抓住两个关键：类问题要抓住两个关键：A、充电后仍连接电源，电容器两端、充电后仍连接电源，电容器两端电压电压不变；不变；B、充电后断开电源，电容器上的、充电后断开电源，电容器上的电电荷量荷量保持不

7、变。保持不变。最简单的电容器是平行板电容器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猜想：平行板电容器的电容跟哪些因素有关？因素有关？两极板间的距离两极板间的距离d 两极板间的正对面积两极板间的正对面积S是否插入电介质或电介质的种类是否插入电介质或电介质的种类。实实 验验 探探 究究1 1、电容与两板正对面积、电容与两板正对面积S S的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SUSUUQC SC CC静电计静电计2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容dUdUdC1CUQC C3 3、电容与电介

8、质的关系：、电容与电介质的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容介质UrCCUQC 4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SC dC1两板间距离两板间距离kdSCr4两板正对面积两板正对面积介电常数介电常数真空真空 r r=1=1静电力常量静电力常量rC不变UdECQdC1UQC 例与练例与练AB不变QddUE CUCdQSkQ4E E与与d d无关无关，即即E E不变不变。例与练例与练BCD C/2C/2 正正负负例与练例与练 2C2C U/2U/2E E例与练例与练 5 51010-11-11 F2.52.5101

9、0-11-11 F4 410104 4 N/C2.52.51010-11-11 F例与练例与练不变USCQ不变d不变E例与练例与练D mgFNmgF12101CNdUE/1024CEFq17105例与练例与练1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、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，用为电介质，用两层两层铝箔铝箔为极板。为极板。符号：符号：1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、常用电容器（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，以铝箔上很薄很薄的一层氧化膜的一层氧化膜为电

10、介质，用为电介质，用浸过电解浸过电解液的纸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2 2、可变电容器：、可变电容器：四、常用电容器四、常用电容器 两极由两极由两组铝片两组铝片组成，固定的一组铝组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片动片; ;空气空气为电介质。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发生变化，电容相应生变化，电容相应变化变化。符号：符号：3 3、击穿电压和额定电压：、击穿电压和额定电压：四、常用电容器四、常用电容器 加在电容器两极板上的电压不能超过加在电容器两极板上的电压不

11、能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将某一个限度，超过这个限度，电介质将被被击穿击穿，这个电压称为，这个电压称为击穿电压击穿电压。 电容器电容器正常工作正常工作时两极板上的时两极板上的最大电最大电压压，称为，称为额定电压额定电压。额定电压额定电压比比击穿电压击穿电压低低外壳上标的电压外壳上标的电压是是额定电压额定电压额定电压额定电压25V25V是电容器是电容器正常工正常工作作时两极板上的时两极板上的最大电压最大电压电容器的电压多数情电容器的电压多数情况下是况下是交流电压交流电压例与练例与练D例与练例与练变大变大变大变大不变不变最小最小2、连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时

12、A.电容器的电容C变大B.电容器极板的带电量Q变大C.电容器两极间的电势差U变大D.电容器两极板间的电场强度E变大 （ABD）1.7 1.7 电容器与电容电容器与电容 观察纸介电容器的构造观察纸介电容器的构造 该元件有两片锡箔（导体），该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。中间是一层薄纸。1 1、任何两个、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以都可以构成电容器。构成电容器。这两个导体这两个导体称为称为电容器电容器的的电极电极。2 2、电容器的充放电、电容器的充放电 充电充电：使电容器带上电荷的过程：使电容器带上电荷的过程 充电时两个极板总是带等量的异种电充电时两个极

13、板总是带等量的异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫做电容器的荷，每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量带电量 放电放电：使电容器失去电荷的过程：使电容器失去电荷的过程3 3、电容器的作用：、电容器的作用： 容纳储存电荷容纳储存电荷 一、电容器一、电容器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？如何反映其储水本领？如何反映其储水本领？hQ深度水量S截面积思考与讨论思考与讨论 那电容器储存电荷的本领那电容器储存电荷的本领如何表征呢？如何表征呢？UQ

14、C 1 1、电容器所带电量、电容器所带电量QQ与电容器两极板间的电势与电容器两极板间的电势差差U U的比值，叫电容器的电容。符号的比值，叫电容器的电容。符号C C。2 2、电容的定义式、电容的定义式: : 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. . 理解：理解： 电容器的电容与电容器的电容与QQ、U U无关，由电容器本身无关，由电容器本身的结构决定。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、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加势差增加1V1V时，所需要的电荷量。时，所需要的

15、电荷量。 4 4、意义：电容是一个反映电容器容纳、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。电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（F F） 1F=1C / V1F=1C / V 常用单位：微法（常用单位：微法（F);F);皮法（皮法（pFpF) ) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC课堂训练课堂训练1、某一电容器，当所带电量为某一电容器，当所带电量为4 41010-6-6C C，两极，两极板间的电势差为板间的电势差为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

16、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？研究平行板电容器研究平行板电容器的电容和哪些因素有关的电容和哪些因素有关演示演示三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容4sCkd1. 1.板间是板间是真空真空时：时：2 .2 .板间板间充满介质充满介质时：时：4rsCkd式中式中 S S表示两板的表示两板的正对面积正对面积 d d表示两板间的表示两板间的距离距离 r是电介质的是电介质的相对介电常数相对介电常数，与，与电介质的性质有关电介质的性质有关。几种常用介质的相对介电常数：见课本几种常用介质的相对介电常数：见课本P P3030 四、

17、常用电容器四、常用电容器1 1、固定电容器：电容固定不变、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器 电解电容器电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电正负极不能接反，不能接交流电 2 2、可变电容器、可变电容器 通过改变两极间的正对面积或距离来改变通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容电容五、电容器使用时应注意的问题五、电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的击穿电压：、电容器的击穿电压： 加在电容器两极板上的电压不能超过某加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。电容

18、器损坏，这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压： 电容器正常工作时的最大电压电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压3 3、注意电解电容器的极性、注意电解电容器的极性小小 结结一、电容器一、电容器1 1、任何两个、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以构成电容器。都可以构成电容器。2 2、 电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电场能电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能其他形式能其他形式能二、电容二、电容1 1、定义、定义

19、: : C C与与QQ、U U无关无关2 2、单位：法拉、单位：法拉F F 1F=106F=1012pF三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 C C与与r r 、S S、d d有关有关 四、常用电容器四、常用电容器 电解电容器电解电容器 可变电容器可变电容器 五、电容器使用时注意的问题五、电容器使用时注意的问题 工作电压工作电压额定电压额定电压击穿电压击穿电压 电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电UQC UQ4rsCkd例题例题1 1、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板、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

20、，在这种情况下，如增大两板间距与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距d d，则电容器电容则电容器电容C C、板间电势差、板间电势差U U、电容器所带电量、电容器所带电量QQ，板间场强，板间场强E E分别如何改变？分别如何改变？ 充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两板间电势差两板间电势差U U不变不变. .如增大如增大d d，则由，则由 ， C C 将减小，再，将减小，再，QQ减小，依减小，依E E=U U/ /d d，E E将增大。将增大。 2 2、平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这、平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如

21、增大种情况下，如增大d d，则，则C C、 U U、QQ、E E分别如何改分别如何改变变 ？ C C变小、变小、QQ不变、不变、U U变大、变大、E E不变不变kdSCr4课堂训练课堂训练2 2、平行板电容器充电后，与电池两极断开、平行板电容器充电后，与电池两极断开连接，当两极板间的距离减小时（连接，当两极板间的距离减小时（ ）A A电容器的电容电容器的电容C C变大变大B B电容器极板的带电量电容器极板的带电量QQ变大变大C C电容器两极间的电势差电容器两极间的电势差U U变大变大D D电容器两极板间的电场强度电容器两极板间的电场强度E E不变不变ADAD电容器放电过程中电容器放电过程中电流随时间变化的图像电流随时间变化的图像1 1、在图中画一个狭长矩形，它、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？的面积的物理意义是什么？ 电荷量电荷量2 2、怎样