第一章18_电容器与电容新人教版选修3-1

1、 问题问题:电容器到底是什么样的元件？电容器到底是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什么？它的作用、构造、原理是什么？ 本节课就要研究这些问题。本节课就要研究这些问题。日光灯中的起辉器日光灯中的起辉器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），中该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。间是一层薄纸。两个平行金属板夹上一层绝缘物质能两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器否构成一个电容器? ?相邻两个同学能否构成电容器相邻两个同学能否构成电容器？能能能能一、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

2、器。都可以构成电容器。这两个导体这两个导体称为称为电电容器容器的的电极电极。电容器和电容电容器和电容2.2.电容器的充、放电电容器的充、放电 充电：充电： 电容器两板分别接在电电容器两板分别接在电源两端源两端, ,两板带上等量异两板带上等量异种电荷的过程种电荷的过程放电：放电：充了电的电容器的两板用充了电的电容器的两板用导线相连导线相连, ,使两板上正、负使两板上正、负电荷中和的过程电荷中和的过程是电源的电能转化为电容器是电源的电能转化为电容器的电场能的过程。的电场能的过程。是电场能转化为其它形式的能的过程。是电场能转化为其它形式的能的过程。(Q增加增加 U增加增加 E增加增加 电场能增加电场

3、能增加)（Q减少减少 U减少减少 E减少减少 电场能减少）电场能减少） 电容器充电后，电容器充电后，任意任意一个极板带电量的绝对值叫一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量，用电容器的带电量，用“Q”表示。表示。3、电容器的作用：、电容器的作用：那电容器储存电荷的本领如何表征呢？那电容器储存电荷的本领如何表征呢？UQC 容纳储存水容纳储存水容纳储存电荷容纳储存电荷电电荷量荷量Q Q水量水量V V电电势差势差U U水位差水位差h h横截面横截面S S电容电容C ChVS + + + + + + + + +- - - - - - - - - 电电容器水容器 容纳储存电荷容纳储存电荷二、电容二、电容C

4、1.1.定义定义: :把电容器带电量把电容器带电量Q Q与两极板间的电压与两极板间的电压U U的比值叫这个电容器的电容，用的比值叫这个电容器的电容，用C C表示表示2.2.定义式定义式：3.3.单位：单位：法拉（法拉（F F） 1F=1C/V1F=1C/V其它单位：其它单位：1F = 101F = 106 6F = 10F = 101212pFpF意义：意义：“C=1F”C=1F”表示当表示当U=1VU=1V时，时，Q=1CQ=1C “C=10F” “C=10F”表示当表示当U=1VU=1V时，时，Q=10CQ=10CUQC 4.4.物理意义：物理意义： 描述电容器容纳电荷本领的物理量描述电容

5、器容纳电荷本领的物理量电容器的电容与电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。无关，由电容器本身的结构决定。电荷电荷 量量电压电压甲同学说:“电容器带电越多,电容越大,不带电时,电容为零”.此说法对吗?为什么?思考:乙同学说:“若A电容器带电比B电容器带电量多,则A的电容就比B的电容大”.此说法对吗?为什么?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平行板电容器平行板电容器 猜想：平行板电容器的电容跟哪些因素有关？猜想：平行板电容器的电容跟哪些因素有关？两极板间的距离两极板间的距离d d 两极板间的正对面积两极板间的正对面积S S是否插入电介质或电介质的种

6、类。是否插入电介质或电介质的种类。三三. .决定电容大小的因素决定电容大小的因素 如图所示，给电容器充电后再脱离电源，此时静电计如图所示，给电容器充电后再脱离电源，此时静电计指针偏转一个角度。指针偏转一个角度。以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小？以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小？把两板间的距离减小；把两板间的距离减小；把两板间的正对面积减小；把两板间的正对面积减小；在两板间插入相对介电常数较大的电介质。在两板间插入相对介电常数较大的电介质。平行板电容器与哪能些因素有关平行板电容器与哪能些因素有关C C和和d d成反比成反比 C C与与S S成正比成正比 C C与与成正比成正比 kdS

7、Cr4相对介电常数相对介电常数正对面积正对面积静电力常量静电力常量两极板间的距离两极板间的距离（平行板电容器）（平行板电容器）三三. .决定电容大小的因素决定电容大小的因素 电容器的电容是电容器本身的结构决定，电容器的电容是电容器本身的结构决定，与是否带电或与带电量的多少无关。与是否带电或与带电量的多少无关。四、电容器的分类四、电容器的分类 电容器固定电容器可变电容器聚苯乙烯电容器陶瓷电容器电解电容器纸质电容器从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息五、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

8、压： 加在电容器两极板上的电压不能超过某一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，电容限度，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。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+电解电容器电解电容器电容的定义式电容的定义式电容的决定式电容的决定式UQC kdSCr4电容器的充、放电过程电容器的充、放电过程电容器的电容电容器的电容小结小结1、两个电容器电量之

9、比为2:1，电压 之比为1:2， 则它们的电容之比 为 .4:1练习练习2对于一个确定的电容器的电容正确的理解是( ) A电容与带电量成正比 B电容与电势差成反比C电容器带电量越大时，电容越大D对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加 D3下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大些( ) A使两极板靠近些 B增大两极板的正对面积C把两极板的距离拉开些D在两极板间放入云母 ABD4用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已知C1C2，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，则( ) AU1U2 BU1=U2 CU1U2 D无法确定U1与U2的大小关系B5用

10、两节相同的电池给两个原来不带电的电容器C1和C2充电，已知C1C2，当达到稳定状态时，两电容器每板的带电量分别为Q1和Q2，则 ()AQ1Q2 BQ1=Q2CQ1Q2D无法确定Q1与Q2的大小关系C6对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图中正确的是( )ACE如图所示如图所示,先接通开关先接通开关S使平行板电容器充电使平行板电容器充电,然后断开然后断开S,则当增大两板间距离时则当增大两板间距离时,电容器所带的电容器所带的电荷量电荷量Q,电容电容C,两板间电压两板间电压U及两板间电场强度及两板间电场强度E的变化情况为的变化情况为( )A.Q变小变小,C不变

11、不变,U不变不变,E不变不变B.Q变小变小,C变小变小,U不变不变,E变小变小C.Q不变不变,C变小变小,U变大变大,E不变不变D.Q不变不变,C不变不变,U变小变小,E变小变小若开关若开关S闭合后不断开闭合后不断开,则当增大两板间距离时则当增大两板间距离时,电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q,电容电容C,两板间电压两板间电压U及两板及两板间电场强度间电场强度E的变化情况为的变化情况为( )平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极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，在这种情况下，电容器两板间电板与电源相连，在这种情况下，电容器两板间电势差势差U不变不变如增大两板间距如增大

12、两板间距d,则电容器所带电量则电容器所带电量Q减小，板减小，板间场强间场强E减小减小平行板电容器充电后，切断与电源的连接。电平行板电容器充电后，切断与电源的连接。电容器所带电荷量容器所带电荷量Q不变不变如增大两板间距如增大两板间距d，则，则U增大、增大、E不变不变结论：结论：两块大小形状完全相同的金属平板平行放置，两块大小形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开头，电源即给电容器充电示，接通开头，电源即给电容器充电( )A.保持接通，减小两极板间的距离，则两极保持接通，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度减小板间的电场强度减小B.保持接通，在两极板间插入一块介质，则保持接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大极板上的电荷量增大C.断开，减小两极板间的距离，则两极板间断开，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小的电势差减小D.保持接通，在两极板间插入一块介质，则保持接通，在两极板间插入一块介质，则极板间的电势差增大极板间的电势差增大水平放置的平行板电容器与