電容器的電容(課件).

1、 靜電場靜電場電容器的電容電容器的電容電容器是一種重要的電學元件，應用廣泛。電容器是一種重要的電學元件，應用廣泛。 該元件有兩片錫箔（導體），中間該元件有兩片錫箔（導體），中間是一層薄紙。是一層薄紙。一、電容器一、電容器 在兩個相距很近的在兩個相距很近的平行金屬板中間平行金屬板中間夾上一層絕緣物質夾上一層絕緣物質電介質電介質（空氣也（空氣也是一種電介質），就構成了一個最簡單是一種電介質），就構成了一個最簡單的電容器，叫做的電容器，叫做平行板電容器平行板電容器。這兩個金屬板叫做這兩個金屬板叫做極板極板中間的絕緣物質叫做中間的絕緣物質叫做電介質電介質平行板電容器平行板電容器 任何兩個任何兩個彼此絕

2、緣彼此絕緣又相互靠近的又相互靠近的導體導體都可都可以構成電容器。以構成電容器。AQQESUC（一），電容器的充電（一），電容器的充電AES0UC注意注意電容的充電、放電都是電容的充電、放電都是短暫的短暫的過程，過程，有短暫的充電、放電電有短暫的充電、放電電流。流。（二），電容器的放電（二），電容器的放電 圓柱型水杯容器的儲水問題圓柱型水杯容器的儲水問題: :hhABC1.1.水位每升高水位每升高h h，試比較，試比較A A、B B、C C的儲水量的儲水量2.2.哪個儲水本領大？哪個儲水本領大？如何反映其如何反映其儲水本領？儲水本領？hQ深度水量S截面積 那電容器儲存電荷的本領如何表那電容器儲存

3、電荷的本領如何表征呢？征呢？UQC 實驗表明：實驗表明： 一個電容器所帶的電荷量一個電容器所帶的電荷量Q與電容器與電容器兩極板間的電勢差兩極板間的電勢差U成正比，比值成正比，比值 是一是一個常量。與電容器本身有關，不同的電容個常量。與電容器本身有關，不同的電容器的比值是不同的。可見，這個比值表征器的比值是不同的?？梢姡@個比值表征了電容器儲存電荷的特性。了電容器儲存電荷的特性。UQ1 1、電容器所帶電量、電容器所帶電量Q Q與電容器兩極板與電容器兩極板間的電勢差間的電勢差U U的比值，叫電容器的電的比值，叫電容器的電容。符號容。符號C C。2 2、電容的定義式、電容的定義式: : Q Q指每一

4、個極板帶電量絕對值指每一個極板帶電量絕對值, , U U表示電容器兩板的電勢差表示電容器兩板的電勢差電壓電壓. .3 3 、理解：、理解： 電容器的電容與電容器的電容與Q Q、U U無關，由電無關，由電容器本身的結構決定。容器本身的結構決定。二二. .電容電容UQC 3 3、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢、電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差增加差增加1V1V時，所需要的電荷量。時，所需要的電荷量。 4 4、意義：電容是一個反映電容器容納電、意義：電容是一個反映電容器容納電荷本領大小的物理量。荷本領大小的物理量。5 5、單位：、單位： 國際單位制：法拉國際單位制：法拉法（法（F F） 1F=1

5、C / V1F=1C / V 常用單位：微法（常用單位：微法（FF); );皮法（皮法（pF) pF) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC1 1、某一電容器，當帶電量為、某一電容器，當帶電量為4 41010-6-6C C，兩極板間的電勢差為兩極板間的電勢差為20v20v，求，求（1 1）電容器的電容）電容器的電容（2 2）當所帶電量減半時，電容器的電容）當所帶電量減半時，電容器的電容為多少為多少（3 3）如果電容器不帶電呢？）如果電容器不帶電呢？三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容 平行板電容器是最簡單的也是最基平行板電容器是最簡單的也是最基本的電容器，

6、我們以平行板電容器為本的電容器，我們以平行板電容器為例研究影響平行板電容器的因素。例研究影響平行板電容器的因素。 實驗中會實驗中會使用靜電計測使用靜電計測量平行板電容量平行板電容器兩極板間的器兩極板間的電勢差電勢差U。 保持極板上的電荷保持極板上的電荷量量Q不變，兩極板間距不變，兩極板間距d不變，改變兩極板的不變，改變兩極板的正對面積，通過靜電正對面積，通過靜電計指針的變化來觀測計指針的變化來觀測兩極板電勢差的變化。兩極板電勢差的變化。（1）改變兩極板的正對面積）改變兩極板的正對面積結論：結論：電容電容C隨正對隨正對面積面積S的增大而增大的增大而增大?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：S ，U 保持極板上的電荷保持

7、極板上的電荷量量Q不變，兩極板正對不變，兩極板正對面積面積S不變，改變兩極不變，改變兩極板間的距離板間的距離d，通過靜，通過靜電計指針的變化來觀測電計指針的變化來觀測兩極板電勢差的變化。兩極板電勢差的變化。（2）改變兩極板間的距離）改變兩極板間的距離結論：結論：電容電容C C隨兩極板隨兩極板間距間距d d的增大而減小的增大而減小 ?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：d ，U 保持保持Q、S、d都都不變，在兩極板間插不變，在兩極板間插入電介質，通過靜電入電介質，通過靜電計的指針來觀測兩極計的指針來觀測兩極板間電勢差的變化。板間電勢差的變化。（3）在兩極板間插入電介質）在兩極板間插入電介質結論：結論：電容電容C隨電介隨

8、電介質的相對介電常數(shù)的質的相對介電常數(shù)的增大而增大增大而增大?，F(xiàn)象：現(xiàn)象： ，U理論表明理論表明: : 當平行板電容器的兩極板間是當平行板電容器的兩極板間是真空時真空時，電，電容容C與極板的正對面積與極板的正對面積S、極板距離、極板距離d的關系為的關系為kdSC4式中式中k為靜電力常量。為靜電力常量。 當兩極板間充滿同一種當兩極板間充滿同一種介質時介質時，電容變大為真，電容變大為真空時的空時的r倍，即倍，即kdSCr4 r是一個常數(shù)，與電介質的性質是一個常數(shù)，與電介質的性質有關，稱為電介質的有關，稱為電介質的相對介電常數(shù)相對介電常數(shù)。幾種常用電介質的幾種常用電介質的相對相對介電常數(shù)介電常數(shù)電介

9、質電介質 空氣空氣 煤油煤油 石蠟石蠟 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 云母云母 水水 r1.005 22.0 2.1 6 4 11 6 881 2.一個電容器儲存的電荷量是一個電容器儲存的電荷量是410-8C,兩兩極板間電壓是極板間電壓是2V。那么這個電容器的電容是。那么這個電容器的電容是_F，如果將所帶電荷全部放掉，這個，如果將所帶電荷全部放掉，這個電容器的電容是電容器的電容是_F。 1.有一空氣平行板電容器，僅增加兩極板的有一空氣平行板電容器，僅增加兩極板的正對面積，其電容正對面積，其電容_；僅縮小極板間距離，；僅縮小極板間距離，其電容其電容_;僅降低兩極板間電壓，其電容僅降低兩極板間電壓，其電容_

10、;僅在兩極板間充以介電常數(shù)較大的電介僅在兩極板間充以介電常數(shù)較大的電介質，其電容質，其電容_。 課堂訓練課堂訓練增大增大增大增大不變不變增大增大81028102提示提示 （1）若）若電容器保持與電源相連接電容器保持與電源相連接，則兩極，則兩極板間電勢差保持不變，即板間電勢差保持不變，即U不變不變。 （2 2）若）若電容器與電源斷開電容器與電源斷開，則電容器的帶，則電容器的帶帶電荷量保持不變帶電荷量保持不變，即，即Q Q不變不變。2 2，電容器充電后，電容器充電后A.保持保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電場的電場強度減??；板間的電場的電場強度減??；B.

11、保持保持S接通，在兩極板間插入一塊電介質，接通，在兩極板間插入一塊電介質，則極板上的電荷量增大；則極板上的電荷量增大；C.斷開斷開S，減小兩極板間的距離，減小兩極板間的距離，則兩極板間電勢差減小；則兩極板間電勢差減??；D.斷開斷開S，在兩極板間插入，在兩極板間插入一塊電介質，則兩極板間電勢差增大。一塊電介質，則兩極板間電勢差增大。 3. 兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放兩塊大小、形狀完全相同的金屬板平行放置，構成一平行板電容器，接通開關，電源立即置，構成一平行板電容器，接通開關，電源立即給電容器充電：（給電容器充電：（ ）。）。BCESR4.一空氣平行板電容器，極板正對面積為一空氣平行板電

12、容器，極板正對面積為S,兩極板相距兩極板相距d，充以電荷量，充以電荷量Q后，兩極板間電后，兩極板間電壓為壓為U,使電容器的電容加倍，可采用辦法有使電容器的電容加倍，可采用辦法有（ ）。）。 A.將電壓變?yōu)閷㈦妷鹤優(yōu)閁/2 B.將電荷量變?yōu)閷㈦姾闪孔優(yōu)?Q C.將兩極板正對面積變?yōu)閷蓸O板正對面積變?yōu)?S D.兩極板間充入電介質常數(shù)為兩極板間充入電介質常數(shù)為2的電介質的電介質CD四、常見電容器四、常見電容器 常用的電容器從構造上看主要分為兩常用的電容器從構造上看主要分為兩種，可以分為種，可以分為固定電容器固定電容器和和可變電容器可變電容器。電容固定不變電容固定不變 如：聚苯乙烯電容器；如：聚苯乙

13、烯電容器； 電解電容器；電解電容器；可變電容器：可變電容器： 以聚苯乙烯以聚苯乙烯膜為電介質，把膜為電介質，把兩層鋁箔隔開，兩層鋁箔隔開，卷起來，就制成卷起來，就制成了聚苯乙烯電容了聚苯乙烯電容器。改變鋁箔的器。改變鋁箔的面積和薄膜的厚面積和薄膜的厚度可以制成不同度可以制成不同電容的聚苯乙烯電容的聚苯乙烯電容器。電容器。聚苯乙烯電容器聚苯乙烯電容器 電解電容器是電解電容器是用鋁板做一個極板，用鋁板做一個極板，用鋁箔上很薄的一用鋁箔上很薄的一層氧化膜做電介質，層氧化膜做電介質，用浸過電解液的紙用浸過電解液的紙做另一個電極板做另一個電極板（要靠另一鋁箔與（要靠另一鋁箔與外部引線連接）制外部引線連接

14、）制成的。由于氧化膜成的。由于氧化膜很薄，所以電容很很薄，所以電容很大。大。 電解電容器電解電容器 可變電容器可變電容器 可變電容器由可變電容器由兩組鋁片組成，固兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定的一組鋁片叫做定片，可以轉動的定片，可以轉動的一組鋁片叫做動片。一組鋁片叫做動片。轉動動片，使兩組轉動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容就隨生變化，電容就隨著改變。著改變。五、電容器使用時應注意的問題五、電容器使用時應注意的問題1 1、電容器的、電容器的擊穿電壓擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質將被擊穿，

15、電容度，超過這個限度，電介質將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。2 2、電容器的、電容器的額定電壓額定電壓：電容器正常工作時的最大電壓電容器正常工作時的最大電壓 額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓3 3、注意電解電容器的極性、注意電解電容器的極性課堂小結課堂小結一、電容器一、電容器 以平行板電容器為例，介紹常用電容器的構以平行板電容器為例，介紹常用電容器的構造：極板、介質。造：極板、介質。 電容器充放電過程。電容器充放電過程。二、電容二、電容電容的定義、單位、表達式。電容的定義、單位、表達式。 以平行板電容器為例探究影響電容器電容的以平行板電

16、容器為例探究影響電容器電容的因素，并推導出電容的決定式。因素，并推導出電容的決定式。三、平行板電容器的電容三、平行板電容器的電容四、常見電容器四、常見電容器 常見電容器分為固定電容和可變電容，固定常見電容器分為固定電容和可變電容，固定電容常見的有聚苯乙烯電容器和電解電容器?？呻娙莩Ｒ姷挠芯郾揭蚁╇娙萜骱碗娊怆娙萜?。可變電容器是通過改變正對面積改變電容器的電容。變電容器是通過改變正對面積改變電容器的電容。 電容器使用時注意不要超過額定電壓，防止電容器使用時注意不要超過額定電壓，防止被擊穿。被擊穿。 1.有兩個平行板電容器，它們的有兩個平行板電容器，它們的電容之比是電容之比是3：2，帶電量之比是，

17、帶電量之比是3：1，如果有兩個電子分別從兩個電容器的如果有兩個電子分別從兩個電容器的負極板到正極板，則這兩個電子的動負極板到正極板，則這兩個電子的動能增量之比是多少？能增量之比是多少？例題分析：例題分析：1 1、在圖中畫一個狹長矩形，它、在圖中畫一個狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？的面積的物理意義是什么？ 電荷量電荷量2 2、怎樣根據(jù)圖像計算電容器在、怎樣根據(jù)圖像計算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？全部放電過程中釋放的電荷量？ 圖像與坐標軸間的面積圖像與坐標軸間的面積 40 40格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？、根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算出的電容是多少？ C=4C=41010-4-4F F高考鏈接高考鏈接 1.（2007年年 海南）一平行板電容器存在勻海南）一平行板電容器存在勻強電場，電場沿豎直方向，兩個比荷不同的帶強電場，電場沿豎直方向，兩個比荷不同的帶正電粒子正電粒子a和和b,從電容器的從電容器的P點以相同的水平速點以相同的水平速度兩平行板之間。測得度兩平行板之間。測得a和和b與電容器極板的撞與電容器極板的撞擊點到射入點之間的水平距離之比為擊點到射入點之間的水平距離之比為1：2,若若不計重力，則不計重力，則a和和b的比荷之