1.8 電容器與電容解析

1、第一章 靜電場(chǎng)第8節(jié) 電容器的電容 人教版高中物理選修人教版高中物理選修3-13-1、定義：、定義： 任何兩個(gè)彼此任何兩個(gè)彼此絕緣絕緣又相距又相距很近很近的的導(dǎo)體導(dǎo)體，組成一個(gè)組成一個(gè)電容器電容器。 一、電容器一、電容器平行板電容器平行板電容器電介質(zhì)電介質(zhì)電容器的極板電容器的極板電容器的極板電容器的極板2 2、電容器的充電：、電容器的充電： 一、電容器一、電容器2 2、電容器的充電：、電容器的充電： 將電容器兩個(gè)極板將電容器兩個(gè)極板帶上電荷帶上電荷的過程，叫的過程，叫電容器的電容器的充電充電。 一、電容器一、電容器 QQ正正極板極板負(fù)負(fù)極板極板兩板分別帶兩板分別帶等量異等量異種種電荷，每個(gè)極板

2、電荷，每個(gè)極板帶電量的帶電量的絕對(duì)值絕對(duì)值叫叫電容器的電容器的帶電量帶電量E有短暫有短暫的的電流電流兩極間兩極間有有電壓電壓3 3、電容器的放電：、電容器的放電： 一、電容器一、電容器3 3、電容器的放電：、電容器的放電： 用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩用導(dǎo)線將充電后的電容器兩極接通，兩極極失去電荷失去電荷的過程，叫電容器的的過程，叫電容器的放電放電。 一、電容器一、電容器 QQ在在放電放電過程中導(dǎo)線上過程中導(dǎo)線上有有短暫的電流短暫的電流產(chǎn)生產(chǎn)生 電容器兩極電容器兩極正負(fù)電正負(fù)電荷荷通過導(dǎo)線中和。通過導(dǎo)線中和。 1 1、電容器帶電的特點(diǎn)：、電容器帶電的特點(diǎn)： 二、電容器的電容二、電容器的電

3、容 QQ 電容器的電容器的帶電量帶電量QQ越多，越多，電壓電壓U U越高。越高。 Q=0.01CQ=0.01C，U=100V U=100V Q=0.02CQ=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03CQ=0.03C，U=300V U=300V QQ與與U U成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值兩極間有兩極間有電壓電壓U U2 2、電容的定義：、電容的定義： 電容器所帶電容器所帶電量電量QQ與電容器兩極間的與電容器兩極間的電電壓壓U U的的比值比值，叫電容器的，叫電容器的電容電容。 QQ二、電容器的電容二、電容器的電容UUQC 容納電荷的本領(lǐng)，與水桶截面積與水桶截面積S S類比類比二

4、、電容器的電容二、電容器的電容h=1cmV=1dm3h=1cmV=4dm3水桶水桶V/h=SV/h=S越大，容越大，容納水的本領(lǐng)越強(qiáng)納水的本領(lǐng)越強(qiáng)3 3、電容器帶電與水桶盛水類比：、電容器帶電與水桶盛水類比： S S與與V V 、 h h無關(guān)無關(guān)4 4、電容的單位：、電容的單位：二、電容器的電容二、電容器的電容法拉法拉: : F F還有：微法（還有：微法（ ）、皮法（）、皮法（p p） pFFF126101011F=1C/V 1F=1C/V 如果一個(gè)電容器帶如果一個(gè)電容器帶1C1C電量時(shí)，兩極間電量時(shí)，兩極間電壓是電壓是1V1V，這個(gè)電容器的電容就是，這個(gè)電容器的電容就是1F 1F 電容器的電

5、容與電量Q及電壓U都無關(guān)，由電容器本身決定。與水桶與水桶截面積截面積S S類似。類似。例與練例與練-9.0-9.01010-8-8C C C C QQ9.09.01010-8-8 1.51.510104 4 1.51.510104 4 例與練例與練2.02.01010-8-8F F UQC11UQC 電容的另一種定義式11CUQ 22UQC 22CUQ )(1212UUCQQUCQ即C102.0-7例與練例與練1 1、電容與兩板正對(duì)面積、電容與兩板正對(duì)面積S S的關(guān)系：的關(guān)系：三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容SUSUUQC SC CC2 2、電容與板間距離、電容與板間距離d d的關(guān)

6、系：的關(guān)系：三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容dUdUdC1CUQC C3 3、電容與電介質(zhì)的關(guān)系：、電容與電介質(zhì)的關(guān)系：三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容電介質(zhì)UrCCUQC 4 4、平行板電容器的電容公式：、平行板電容器的電容公式：三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容SC dC1兩板間距離兩板間距離kdSCr4兩板正對(duì)面積兩板正對(duì)面積相對(duì)介電常數(shù)相對(duì)介電常數(shù)真空r=1靜電力常量靜電力常量rC電容器始終與電源連接，電容器始終與電源連接，U U保持不變保持不變U不變電容器充電后與電源斷開，電容器充電后與電源斷開，Q Q保持不變保持不變Q不變不變UdECQdC1UQC

7、 例與練例與練不變QddUE CUCdQSkQ4E E與與d d無關(guān)無關(guān)，即即E E不變不變。例與練例與練C/2C/2 正正負(fù)負(fù)例與練例與練2C2C U/2U/2E E例與練例與練 2C2C 負(fù)負(fù)正正例與練例與練1 1、固定電容器：、固定電容器：四、常用電容器四、常用電容器（1 1）聚苯乙烯電容器：）聚苯乙烯電容器： 以以聚苯乙烯薄膜聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用為電介質(zhì)，用兩層兩層鋁箔鋁箔為極板。為極板。符號(hào)：符號(hào)：1 1、固定電容器：、固定電容器：（2 2）電解電容器：）電解電容器： 用用鋁箔鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄很薄的一層氧化膜的一層氧化膜為電介質(zhì)，用為電介質(zhì)，用浸過

8、電解浸過電解液的紙液的紙做另一個(gè)極板。做另一個(gè)極板。符號(hào)：符號(hào)：電容較大電容較大四、常用電容器四、常用電容器2 2、可變電容器：、可變電容器： 兩極由兩極由兩組鋁片兩組鋁片組成，固定的一組鋁組成，固定的一組鋁片叫做片叫做定片定片，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片動(dòng)片; ;空氣空氣為電介質(zhì)。為電介質(zhì)。 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積正對(duì)面積發(fā)發(fā)生變化，電容相應(yīng)生變化，電容相應(yīng)變化變化。符號(hào)：符號(hào)：四、常用電容器四、常用電容器3.3.擊穿電壓和額定電壓：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加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個(gè)限度，超過這個(gè)

9、限度，電介質(zhì)將某一個(gè)限度，超過這個(gè)限度，電介質(zhì)將被被擊穿擊穿，這個(gè)電壓稱為，這個(gè)電壓稱為擊穿電壓擊穿電壓。 電容器電容器正常工作正常工作時(shí)兩極板上的時(shí)兩極板上的最大電最大電壓壓，稱為，稱為額定電壓額定電壓。額定電壓額定電壓比比擊穿電壓擊穿電壓低低外殼上標(biāo)的電壓外殼上標(biāo)的電壓是是額定電壓額定電壓四、常用電容器四、常用電容器變大變大變大變大不變不變最小最小例與練例與練小結(jié)：小結(jié)：一、電容器一、電容器 1 1、定義、定義 2 2、工作過程：充電與放電過程、工作過程：充電與放電過程二、電容二、電容 1 1、定義、定義 2 2、單位、單位 3 3、電容的物理意義、電容的物理意義 三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容 1 1、決定電容大小的幾個(gè)因素、決定電容大小的幾個(gè)因素 2 2、平行板電容器的電容公式：、平行板電容器的電容公式： 3 3、平行板電容器