電容和電容器公開課(經(jīng)典)

第八節(jié)：電容器與電容第一頁，共34頁。第一頁，共34頁。第二頁，共34頁。第二頁，共34頁。第三頁，共34頁。第三頁，共34頁。

第四頁，共34頁。第四頁，共34頁。第五頁，共34頁。第五頁，共34頁。第六頁，共34頁。第六頁，共34頁。觀察紙介電容器的構(gòu)造

該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙。第七頁，共34頁。第七頁，共34頁。１、定義：任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，組成一個電容器。一、電容器平行板電容器電介質(zhì)電容器的極板電容器的極板第八頁，共34頁。第八頁，共34頁。2、電容器的充電：將電容器兩個極板帶上電荷的過程，叫電容器的充電。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q正極板負(fù)極板兩板分別帶等量異種電荷，每個極板帶電量的絕對值叫電容器的帶電量E有短暫的電流兩極間有電壓第九頁，共34頁。第九頁，共34頁。3、電容器的放電：用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過程，叫電容器的放電。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q在放電過程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)生電容器兩極正負(fù)電荷通過導(dǎo)線中和。第十頁，共34頁。第十頁，共34頁。1、電容的定義：電容器所帶電量Q與電容器兩極間的電壓U的比值，叫電容器的電容。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q二、電容器的電容U容納電荷的本領(lǐng)電容是電容器本身的一種屬性，其大小與電容器的電荷量無關(guān)。第十一頁，共34頁。第十一頁，共34頁。2、電容的單位：法拉:F還有：微法（μＦ）、皮法（pＦ）1F=1C/V如果一個電容器帶1C電量時，兩極間電壓是1V，這個電容器的電容就是1F第十二頁，共34頁。第十二頁，共34頁。例1、關(guān)于電容，下列說法中正確的是（）A．電容器的極板上帶電量越大，這只電容器的電容就越大B．電容器的極板間電壓越大，這只電容器的電容就越大C．如果電容器兩極板上沒有帶電，它的電容為零D．對某一個電容器來說，兩板間的電勢差隨所帶電量的增加而增加電容器的電容與電量Q及電壓U都無關(guān)，由電容器本身決定。例與練D第十三頁，共34頁。第十三頁，共34頁。例2、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別接在電壓是6V的電池組正負(fù)極，跟電池組負(fù)極相連的極板帶電量為-9.0×10-8C

，則電容器的帶電量為

C，電容器的電容為

PF。若將此電容器兩極接電壓12V的電池組正負(fù)極，電容器的電容為

PF。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q9.0×10-8

1.5×104

1.5×104

電容與電壓U無關(guān)例與練第十四頁，共34頁。第十四頁，共34頁。1、電容與兩板正對面積S的關(guān)系：三、平行板電容器的電容靜電計第十五頁，共34頁。第十五頁，共34頁。2、電容與板間距離d的關(guān)系：第十六頁，共34頁。第十六頁，共34頁。3、電容與電介質(zhì)的關(guān)系：第十七頁，共34頁。第十七頁，共34頁。4、平行板電容器的電容公式：兩板間距離兩板正對面積介電常數(shù)真空εr=1靜電力常量第十八頁，共34頁。第十八頁，共34頁。1、平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，在這種情況下，①如果增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差U，電容器所帶的電量Q，兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？②如果減小兩極板間的正對面積S，那么，兩極板間的電勢差U，電容器所帶的電量Q，兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？思考與討論（1）第十九頁，共34頁。第十九頁，共34頁。解題關(guān)鍵電容器充電后與電源斷開，Q保持不變。d增加C減小U=Q/CU增加E=U/dE不變S減小C減小U==Q/CU增加E=U/dE增加分析（1）分析（2）第二十頁，共34頁。第二十頁，共34頁。2、平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，①如果增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差U，電容器所帶的電量Q，兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？②如果減小兩極板間的正對面積S，那么，兩極板間的電勢差U，電容器所帶的電量Q，兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？思考與討論（2）第二十一頁，共34頁。第二十一頁，共34頁。d增加C減小Q=CUQ減小E=U/dE減小S減小C減小Q=CUQ減小E=U/dE不變電容器始終與電源連接，U保持不變。解題關(guān)鍵第二十二頁，共34頁。第二十二頁，共34頁。例3、兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連的電路如圖所示，接通開關(guān)S，電源即給電容器充電（）A保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強(qiáng)度減??；B保持S接通，在兩極間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量增大；C斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減??；D斷開S，在兩極間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大。BCRS例與練第二十三頁，共34頁。第二十三頁，共34頁。1、固定電容器：四、常用電容器（1）聚苯乙烯電容器：以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用兩層鋁箔為極板。符號：第二十四頁，共34頁。第二十四頁，共34頁。＋－（2）電解電容器：用鋁箔做一個極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過電解液的紙做另一個極板。符號：電容較大第二十五頁，共34頁。第二十五頁，共34頁。2、可變電容器：兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片，可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫做動片;空氣為電介質(zhì)。轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。符號：第二十六頁，共34頁。第二十六頁，共34頁。3、擊穿電壓和額定電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓。電容器正常工作時兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓第二十七頁，共34頁。第二十七頁，共34頁。例4、某電解電容器上標(biāo)有“25v470μF”的字樣，對此，下述說法中正確的是（）A.當(dāng)電容器兩極間電壓是25v時，電容器的電容才是470μFB.電容器兩極間電壓必須是25v時，電容器才能正常工作C.電容器兩極間電壓必須在直流25v以下時，電容器才能正常工作D.這種電容器使用時，必須考慮電容器的兩根引線的極性額定電壓25V是電容器正常工作時兩極板上的最大電壓電容器的電壓多數(shù)情況下是交流電壓;但電解電容器要用直流電。例與練CD第二十八頁，共34頁。第二十八頁，共34頁。例5、把可變電容器的動片旋進(jìn)去一些，電容器的電容______；如果把兩板間的電介質(zhì)由空氣換成陶瓷，則電容______；如果增大兩板間的電勢差，則電容______（以上填“變大”、“變小”或“不變”）；如果把動片全部旋出來，則電容______（填“最大”或“最小”）。例與練變大變大不變最小第二十九頁，共34頁。第二十九頁，共34頁。1、對于一給定的電容器，在如下圖所示中，描述電容C、帶電荷量Q、電壓U之間的相互關(guān)系的圖線中正確的是（）鞏固練習(xí)B第三十頁，共34頁。第三十頁，共34頁。2、平行板電容器充電平衡后與電源斷開，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場強(qiáng)為E，電容為C，現(xiàn)將兩極板間距離減小，則（）

A.Q變大 B.C變大

C.E不變 D.U變小E與d無關(guān)，即E不變。BCD第三十一頁，共34頁。第三十一頁，共34頁。3、如圖,平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接,a處有一帶電荷量非常小的點電荷,S是閉合的,φa表示a點的電勢,F表示點電荷受到的電場力,現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動,使兩板間的距離增大φ

a變大,F變大;B.φ

a變大,F變小;C.φa不變,F不變;D.φ

a不變,F變小;(B)ABaS第三十二頁，共34頁。第三十二頁，共34頁。4、（2011天津）板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U1，板間場強(qiáng)為E1。現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐/2，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間場強(qiáng)為E2，下列說法正確的是（）A.U2=U1，E2=E1B.U2=2U1，E2=4E1C.U2=U1