电容器的电容 (2)课件

1.8电容器的电容一、电容器1．电容器：两个相互

又彼此

的导体组成一个电容器．2．电容器的充电和放电(1)充电：①定义：使电容器两极板带上

电荷的过程叫做充电．如下图甲所示．②特征：两极板所带等量异种电荷均匀分布在两极板相对的

，充电的过程是将电场能储存在电容器中．靠近绝缘等量异种内侧(2)放电：①定义：使充电后的电容器

电荷的过程叫做放电．如下图乙所示．②特征：放电过程是储存在电场中的

转化为其他形式的能．3．电容器的带电荷量：是指其中一个

所带电荷量的绝对值．失去电场能极板二、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

，叫做电容器的电容．2．定义式：

.3．单位是法拉，简称法，符号是F.常用单位还有微法(μF)和皮法(pF)，量值关系：1F＝106μF＝1012pF.比值四、平行板电容器的电容1．实验：探究影响电容的几个因素(1)实验方法：

法．(2)实验目的：探究影响平行板电容器电容的因素．(3)实验导析：如下图甲、乙、丙．控制变量五、常见的电容器1．分类(1)按电介质分：空气电容器、

电容器、

电容器、陶瓷电容器、

电容器、

电容器等；(2)按是否可变分：

电容器、

电容器等．云母纸质涤纶电解可变固定 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是()A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板平行错开一些，使正对面积减小，电容将减小C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大2．电容器的击穿电压和额定电压(1)击穿电压：电容器两极板间电压超过某一数值，电介质被击穿，电容器损坏，这个极限电压为电容器的击穿电压．电容器正常工作时的电压应低于击穿电压．(2)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压，额定电压低于击穿电压． 关于电容器，下列说法中正确的是()A．按电介质的不同，电容器分为纸介电容器、陶瓷电容器、固定电容器、电解电容器B．电容器的额定电压是指加在电容器上的最大电压，超过这一电压，电容器会被击穿C．可变电容器一般通过改变两极板间距离实现D．电解电容器，两极板间距离很小，正对面积较大，电容较大解析：

选项个性分析A错误固定电容器是按电容是否可变分类，不是按电介质的不同B错误额定电压是指电容器正常工作时的电压，不是击穿电压C错误改变可变电容器的电容时，一般通过改变正对面积实现D正确电解电容器两极板间介质氧化膜很薄，两极卷起来，面积较大，故电容较大(2)放电过程特点①放电电流：电流方向是从正极板流出，电流是由大变小；②电容器上电荷量减少；③电容器两极板间电压降低；④电容器中电场强度减弱；⑤电容器的电场能转化成其他形式的能．

如下图所示，电容器的两极板与电源的正、负极相连，当电容器两极板间的距离由d迅速增大为2d的过程中，下列说法正确的是()A．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可知，电容器带电荷量先增大后减小D．电路中电流由A板经电源流向B板答案：

B

(2)平行板电容器充电后，切断与电池的连接，电容器的带电量Q不变，而d、S、εr中某一量的变化将引起电容器的C、U、E变化．结论：从E的表达式可以看出，当平行板电容器的带电荷量Q不变，而仅改变间距d时，内部场强E不变．

如下图所示，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板向右移动C．将A，B之间充满电介质D．将A板放走部分电荷解析：

首先要搞清楚电路的结构，明确静电计测量的是电容器两极间的电压；再者是要明确各个选项中是电容器的电压不变还是电荷量不变，然后根据题设条件运用相应的公式分别进行讨论，确定选项．1．电容器和电容是一回事吗？提示：

电容器是盛放电荷的一种容器，电容是描述这种容器盛放电荷本领大小的一个物理量，如果把电容器比作水缸，则电容就是这个水缸的横截面积．水缸的横截面积越大，水缸容纳水的本领就越大．2．电容式传感器的构造及工作原理？

提示：

(1)图甲所示是测定液面高度h的电容式传感器．在金属芯线的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中．金属芯线和导电液体构成电容器的两个极，金属芯线外面的绝缘物质就是电介质．液面高度h发生变化时，正对面积发生变化，从而使电容C发生变化．知道C的变化，就可以知道h的变化情况．

(2)图乙是测定压力F的电容式传感器．待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化．知道C的变化，就可以知道F的变化情况．3．验电器和静电计是静电学中常用的实验仪器，两者的构造和用途是怎样的？

提示：

(1)验电器是用来检验物体是否带电和带哪一种电荷的仪器，通常所用的一种验电器叫金箔验电器．金箔验电器是利用同种电荷相斥、异种电荷相吸的原理制成的，其构造如图甲所示．在一个金属棒的上端装一个金属球，在其下端贴两条很薄的金属箔片，金属棒插在用绝缘体制成的瓶塞中，瓶塞塞在玻璃瓶或有玻璃窗的金属盒子上．(2)静电计是用来测量导体的电势和导体间电势差的仪器，把金箔验电器的玻璃瓶改为有玻璃窗的金属盒，箔片改为带有刻度的金属指针(图乙)，就成为一个静电计．它有三个用途：一是做一般验电器使用，可以检验物体是否带电和带哪一种电荷，因而静电计也叫指针式验电器．二是测量导体间的电势差，将两导体分别与静电计的金属棒及盒相连，棒与盒间便产生电场．指针表面的电荷受到电场力的作用，即受到棒上同种电荷的斥力及金属内壁异种电荷的引力，指针便产生偏转．被测电势差越大时盒内场强越大，指针偏转角度越大．三是测量导体的电势，只要把被测导体与静电计的棒相连，将金属盒接地，便可测出导体与大地间的电势差，即导体的电势，通常规定大地电势为零．

◎

教材资料分析〔做一做〕电流传感器可以像电流表一样测量电流，……点拨：(1)狭长的矩形面积表示电流与时间的乘积，即在一段时间内所放电荷量．(2)全部放电过程中所释放的电荷量，等于曲线与坐标轴所围成的面积．所以只需要查一下小方格的个数，用每个方格的面积乘以方格的格数即可得放电电量．查格数时，多于半个格的按一个计算，不到半个格的舍去．(3)根据以上数据，估算出电容器的电容约为400μF.

一个平行板电容器，使它每板电荷量从Q1＝3×10－5C增加到Q2＝3.6×10－5C时，两板间的电势差从U1＝10V增加到U2，U2是多大？这个电容器的电容多大？如果使两极板电势差从U1＝10V降为U2′＝6V，则每板需减少多少电荷量？答案：

12V3μF1.2×10－5C(2)设电容器原来所带的电荷量为Q，则Q＝CU＝1.5×10－4×3C＝4.5×10－4C.(3)电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF.答案：

1504.5×10－4150

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示．接通开关S，电源即给电容器充电．则()A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大解析：答案：BC

【跟踪发散】2－1：一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(电荷量很少)固定在P点，以E表示极板间的场强，U表示两极板间的电压，WP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到如右图中虚线表示的位置，则()A．U变小，WP不变B．U变小，E不变C．U变大，WP变大 D．U不变，E不变答案：

AB 如右图所示，平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油滴在极板间静止，断开开关后，再将极板间距离增大些，则油滴将()A．向上运动 B．仍然静止C．向下运动 D．向左或向右运动答案：B【跟踪发散】3－1：如下图所示，平行板电容器竖直放置，A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时，绝缘线与固定的A板成θ角，平移B板，下列说法正确的是()A．S闭合，B板向上平移一小段距离，θ角变大B．S闭合，B板向左平移一小段距离，θ角变大C．S断开，B板向上平移一小段距离，θ角变大D．S断开，B板向左平移一小段距离，θ角不变答案：BCD

答案：B2．如下图所示的电容式键盘，是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的()A．两板间的距离B．两板间的电压C．两板间的电介质 D．两板的正对面积答案：A3．有一只电容器的规格是“1.5μF,9V”，那么()A．这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10－5CB．这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10－5CC．这只电容器的额定电压为9VD．这只电容器的击穿电压为9V

解析：

9V为电容器的额定电压(或工作电压)，故C正确；正常工作时的带电荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9C＝1.35×10－5C，选项B亦正确．答案：

BC4．有两个平行板电容器，它们的电容量之比为5∶4，它们的带电荷量之比为5∶1，两极板间距离之比为4∶3，则两极板