选修3-1第一章第八节电容器电容

电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。2016、08第八节

电容器的电容带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”——电容器。闪光灯说明：照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能。多媒体实验室闪光灯的内部结构电容器认识电容器点击任意图片一些常见的电容器是一种重要的电学元件一、电容器1、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质—电介质,就组成一个简单的电容器。2、电路图符号：金属极板绝缘物质(电介质)断路1、电容器的充电：

＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。

正极板负极板有短暂的电流两极间有电压两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量E二、电容器的充电和放电注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压U不变；若断开电源，则极板所带电量Q不变。2、电容器的放电：＋＋＋＋＋＋＋＋

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＋Q－Q用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。在放电过程中导线上有短暂的电流产生U=0充电后的电容器两极间的电压，叫电容器的电压。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q电容器的带电量Q越多，电压U越高。

Q=0.01C，U=100V

Q=0.02C，U=200V

Q=0.03C，U=300V

…………Q与U成正比Q/U是定值两极间有电压UU++++++++--------Qd=1cm电容器是用来储存电荷的容器水深H两极板间电势差U水体积V每个极板带电量Q容器的截面积S电容CS=V/HC=Q/U问题：水杯的S水的V、H有关吗？C不由Q和U来决定，由电容器本身来决定。三.电容1、定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值2、定义式：

，或者3、物理意义：C是表示电容器容纳电荷本领的物理量4、单位：

在国际单位制中单位是法拉（F）1F=1C/V

常用单位：微法（μF);皮法（pF)1μF=10-6F1рF=10-12FQ指每一个极板带电量绝对值2．对电容的定义式C＝的理解(1)电容由电容器本身的构造决定：电容器的电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量，用比值C＝来定义，但它却是由电容器自身的构造决定的，与所带电荷量Q和所加电压U无关。即使电容器不带电，其电容仍然存在，并且是一个确定的值。当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则(

)A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变B．电容器的电容减小为原来的一半，两极板间电势差保持不变C．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍D．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减小为原来的1、某一电容器，当所带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求：1）电容器的电容.2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少?3）如果电容器不带电呢？解:1)2)仍是2×10-7F.3)仍是2×10-7F.课堂小练四.影响平行板电容器电容的因素电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？极板面积极板距离电介质方法：控制变量法++++++实验探究：影响平行板电容器电容的因素

------改变d改变S改变电介质说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。多媒体实验室平行板电容器的电容公式：两极板间距离两极板正对面积静电力常量介电常数真空

=1几种常用电介质的相对介电常数电介质空气煤油石蜡陶瓷玻璃云母水1.0005266～84～112.0～2.181空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。如图所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图，当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况。如图5的图像中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是(

)B1、固定电容器：五、常用电容器（1）聚苯乙烯电容器：以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板。符号：＋（2）电解电容器：用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。符号：电容较大2、可变电容器：两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。符号：3．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够_________工作时的电压．(2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的_____电压，若电压超过这一限度，则电容器就会被损坏．长期正常最小1、关于电容，下列说法中正确的是（）A．电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大B．电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大C．如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零D．对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加D2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C，则电容器的带电量为

C，电容器的电容为

pF。若将此电容器两极板与电动势为12V的电池组相连，则电容器的电容为

pF。＋＋＋＋＋＋＋＋－

－

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－

－

＋Q－Q9.0×10-8

1.5×104

1.5×104

例1、电容器的电容C=2.0×10-8F，如果电容器两极板电压增加了10V，则电容器的带电量变化了多少？电容的另一种定义式一、对电容器的电容两个公式理解：定义式适用于任何电容器适用于平行板电容器决定式2、例与练【答案】

150μF

150μF例2、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连，两极板间的电压是U，电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（）A.Q变大 B.C变大C.E不变 D.U变小AB二、平行板电容器的两类问题若电容器始终与电源相连，这时电容器两极间的电压不变。（1）当εd不变，改变正对面积S时：S变大（不变）S变小C变小Q变小E不变1．定电压问题（2）当εS不变，改变两板间距d时：ε变大d变小C变大Q变大E变大（3）当Sd不变，改变介电常量ε时：d变大（不变）ε变小C变小Q变小E不变

例3、平行板电容器充电平衡后与电源断开，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为E，电容为C，现将两极板间距离减小，则（）

A.Q变大 B.C变大

C.E不变 D.U变小BCD若电容器在充电后与电源断开，这时电容器的电荷量保持不变。2、定电荷量问题（1）当εd不变，改变正对面积S时：S变大S变小C变小U变大E变大（2）当εS不变，改变两板间距d时：d变大(不变)d变小C变大U变小E不变（3）当Sd不变，改变介电常量ε时：ε变大ε变小C变小U变大E变大

C如图，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(

)A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减小D．若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子(

)A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动BD三、电容器充、放电而引起电路中电流的判断方法：充电时，电流从电源正极流向电容器正极板，从电容器负极板流向电源负极放电时，电流从电容器正极板通过电路流向负极板(电容器的带电量Q增加)(电容器的带电量Q减少)例5、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（）

A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向aB．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向bC．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向aD．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变D若水平放置的平行板电容器，两板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电压为100V时，一个质量为10-10g的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为

C。

例6、在下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一个灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的指针变化做出平行板电容器电容变小的依据是（

）

A、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小

B、两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大

C、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变小

D、极板上电荷量几乎不变，两极板间电压变大D如图所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连。要使静电计指针张角变大，下列措施中可行的是(

)A．将A板向上移动 B．将B板向左移动C．将A、B之间充满电介质 D．使A板放走部分电荷A变式、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在