1.8節(jié)電容器的電容3-1解析

照相機(jī)的閃光燈，在不到的短暫時(shí)間內(nèi)發(fā)出強(qiáng)烈閃光，瞬時(shí)電流很大，各種電池都不能承受。用什么電器零件可幫助閃光燈實(shí)現(xiàn)它的功能？電容器是一個(gè)重要的電學(xué)元件，它在電力系統(tǒng)和電子技術(shù)中具有廣泛的應(yīng)用．下面請(qǐng)看這樣幾幅圖片．

電容器的外形電容器從外形上來(lái)看有很多種，有方的,扁的，圓柱型的電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電容器雖然外形不一，但其內(nèi)在的構(gòu)造都基本相同．下面我們以紙制電容器為例來(lái)看看它的內(nèi)部構(gòu)造．

該元件有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙(絕緣體)。一、電容器（1）.相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？（2）.兩個(gè)平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否構(gòu)成一個(gè)電容器?１、定義：兩塊彼此靠近又互相絕緣的導(dǎo)體組成的器件。思考：最簡(jiǎn)單的電容器————平行板電容器２.電容器的充、放電

①充電：

使電容器兩極板帶上等量異種電荷的過(guò)程②放電：電源能量→電場(chǎng)能電場(chǎng)能→其他形式能(Q增加U增加E增加電場(chǎng)能增加)（Q減少U減少E減少電場(chǎng)能減少）3、電容器的作用：容納儲(chǔ)存電荷電容器的帶電量：任意一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值“Q”使充電后的電容器電荷中和，失去電荷的過(guò)程如何表征電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)？容納儲(chǔ)存水容納儲(chǔ)存電荷電荷量的多少Q(mào)裝水的多少V電勢(shì)差U水的高度差h橫截面S電容C+++++++++---------

電容器水容器比值是定值甲同學(xué)說(shuō):“電容器帶電越多,電容越大,不帶電時(shí),電容為零”.此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?乙同學(xué)說(shuō):“若A電容器帶電比B電容器帶電量多,則A的電容就比B的電容大”.此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?丁同學(xué)說(shuō):“若A電容器比B電容器的電容大,則A電容器一定比B電容器能夠存儲(chǔ)更多的電量.”此說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?二、電容C1.定義:把電容器

與

的比值叫這個(gè)電容器的電容，用C表示2.比值定義式：4.單位：國(guó)際制單位：法拉（F）1F=1C/V3.物理意義：

描述電容器

本領(lǐng)的物理量Q--指每一個(gè)極板帶電量絕對(duì)值；U--兩板的電勢(shì)差—電壓.常用單位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF帶電量Q兩極板間的電壓U容納電荷C--與Q、U無(wú)關(guān)，由電容器本身的結(jié)構(gòu)決定針對(duì)練習(xí)1：有一充電的平行板電容器，兩板間電壓3V，所帶電荷量為4.5×10-5C,求：1、此電容器的電容是多少？

2、將電容器的電壓降為2V，電容是多少？所帶電荷量是多少？

3、將電荷量減少3×10-5C，電容是多少？此時(shí)電壓是多少？

4、若將電容器極板上的電荷量全部放掉，此時(shí)電容又為多少？平行板電容器的電容和哪些因素有關(guān)？C和d成反比C與S成正比

C與ε成正比介電常數(shù)正對(duì)面積靜電力常量?jī)蓸O板間的距離（平行板電容器）如圖：兩極板間電荷量Q不變?nèi)?平行板電容器的電容C與Q、U無(wú)關(guān)，僅由電容器本身結(jié)構(gòu)決定．電容器上的電勢(shì)差就等于靜電計(jì)上所指示的電勢(shì)差U，U的大小就從靜電計(jì)上的刻度讀出.如圖所示，用靜電計(jì)可以測(cè)量已充電的平行板電容器兩極板之間的電勢(shì)差U，現(xiàn)使B板帶電，則下列判斷正確的是(

)A．增大兩極板之間的距離，指針張角變大B．將A板稍微上移，靜電計(jì)指針張角將變大C．若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計(jì)指針張角將變大D．若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱?/p>

AB如圖所示，電路中，A、B為兩塊豎直放置的金屬板，G是一只靜電計(jì)，開(kāi)關(guān)S合上后，靜電計(jì)指針張開(kāi)一個(gè)角度，下述哪些做法可使指針張角增大 (

)CDA．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些C．?dāng)嚅_(kāi)S后，使B板向右平移拉開(kāi)一些D．?dāng)嚅_(kāi)S后，使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開(kāi)一些下圖的電路中C是平行板電容器，在S先觸1后又扳到2，這時(shí)將平行板的板間距拉大一點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．平行板電容器兩板的電勢(shì)差不變B．平行板電容器兩板的電勢(shì)差變小C．平行板電容器兩板的電勢(shì)差增大D．平行板電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變CD總結(jié)：電容器的動(dòng)態(tài)分析思路：①確定不變量，分析是電壓不變還是所帶電荷量不變．

②用決定式C＝分析平行板電容器電容的變化．③用定義式分析電容器所帶電荷量或兩極板間電壓的變化．④用分析電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)的變化．分類(lèi)充電后與電池兩極相連充電后與電池兩極斷開(kāi)不變量UQ

d變大

C變小Q變小E變小

C變小U變大E不變

S變大

C變大Q變大E不變

C變大U變小E變小

ε變大

C變大Q變大E不變

C變大U變小E變小附：電容器兩類(lèi)問(wèn)題的比較傳感器在自動(dòng)控制中有著廣泛的應(yīng)用，右圖是一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體外面的一層絕緣物質(zhì)，外部為導(dǎo)電液體，從指示器顯示的電容C大小的變化，就能反映液面的升降情況．二者關(guān)系正確的是 (

)A．C增大表示h增大B．C增大表示h減小C．C減小表示h減小D．C減小表示h增大AC點(diǎn)評(píng)：當(dāng)液面的高度h發(fā)生變化時(shí)，極板間的正對(duì)面積S發(fā)生變化如圖所示，計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵下面都連有一塊金屬片，與該金屬片隔有一定空隙的是另一塊小的固定的金屬片．這兩片金屬組成一小電容器．該電容器的電容C可用公式C＝εS/d計(jì)算，式中常量ε＝9×10－12F/m，S表示金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)鍵被按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測(cè)出是哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號(hào)．設(shè)每個(gè)金屬片的正對(duì)面積為50mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片的距離為0.6mm.如果電容變化0.25pF，電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào)，則鍵至少需要被按下________．0.15mm電容式鍵盤(pán)答案：0.15mm解析：＝7.5×10－13F

當(dāng)鍵被按下Δd時(shí)，電容增加ΔC＝0.25pF，四、電容器的分類(lèi)電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器從電容器的包裝上可以得到該電容的哪些信息？電容值額定電壓值五、電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1、電容器的擊穿電壓：

2、電容器的額定電壓：

電解電容器有極性，正負(fù)極不能接反，不能接交流電3、注意電解電容器的極性工作電壓≤額定電壓<擊穿電壓加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱(chēng)為擊穿電壓。電容器正常工作時(shí)的最大電壓+電解電容器 如圖所示，兩平行金屬板水平放置并接到電源上，一個(gè)帶電微粒P位于兩板間，恰好平衡．現(xiàn)用外力將P固定住，然后固定導(dǎo)線各接點(diǎn)，使兩板均轉(zhuǎn)過(guò)α角，如圖虛線所示，再撤去外力，則P在兩板間 (

)A．保持靜止B．水平向左做直線運(yùn)動(dòng)C．向右下方運(yùn)動(dòng)D．不知α角的值，無(wú)法確定P的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B解析：設(shè)原來(lái)兩板間距為d，電勢(shì)差為U，則qE＝mg.當(dāng)板轉(zhuǎn)過(guò)α角時(shí)兩板間距d′＝dcosα，此時(shí)電場(chǎng)力F′＝qE′＝qE/cosα，其方向斜向上，其豎直分力F′y＝F′cosα＝qE＝mg，故豎直方向上合力為零，則P水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．答案：B點(diǎn)評(píng)：平行板電容器內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)，當(dāng)兩極板接電源時(shí)其電壓恒為電源電動(dòng)勢(shì)．

如圖所示，有一平行板電容器，電容為C，A板接地，中間開(kāi)一小孔，通過(guò)這一小孔連續(xù)地向電容器射入電子，電子射入小孔的速度為v0