選修3-1第一章第八節(jié)電容器電容

電容器是一種儲能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時。按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。2016、08第八節(jié)

電容器的電容帶電體放在空中，它所帶的電荷是會慢慢地失去的，為了保存電荷，我們就需要有一個能“裝電荷的容器”——電容器。閃光燈說明：照相機的閃光燈，在不到0.001s的短暫時間內(nèi)發(fā)出強烈閃光，瞬間電流很大，各種電池都不能承受。在實際中，常常用電容器幫助閃光燈實現(xiàn)它的功能。多媒體實驗室閃光燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容器認識電容器點擊任意圖片一些常見的電容器是一種重要的電學元件一、電容器1、構(gòu)造：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)—電介質(zhì),就組成一個簡單的電容器。2、電路圖符號：金屬極板絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))斷路1、電容器的充電：

＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q將電容器兩個極板帶上等量異種電荷的過程，叫電容器的充電。

正極板負極板有短暫的電流兩極間有電壓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二、電容器的充電和放電注意：若電容器保持與電源連接，則板間電壓U不變；若斷開電源，則極板所帶電量Q不變。2、電容器的放電：＋＋＋＋＋＋＋＋

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＋Q－Q用導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。在放電過程中導線上有短暫的電流產(chǎn)生U=0充電后的電容器兩極間的電壓，叫電容器的電壓。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q電容器的帶電量Q越多，電壓U越高。

Q=0.01C，U=100V

Q=0.02C，U=200V

Q=0.03C，U=300V

…………Q與U成正比Q/U是定值兩極間有電壓UU++++++++--------Qd=1cm電容器是用來儲存電荷的容器水深H兩極板間電勢差U水體積V每個極板帶電量Q容器的截面積S電容CS=V/HC=Q/U問題：水杯的S水的V、H有關(guān)嗎？C不由Q和U來決定，由電容器本身來決定。三.電容1、定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值2、定義式：

，或者3、物理意義：C是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量4、單位：

在國際單位制中單位是法拉（F）1F=1C/V

常用單位：微法（μF);皮法（pF)1μF=10-6F1рF=10-12FQ指每一個極板帶電量絕對值2．對電容的定義式C＝的理解(1)電容由電容器本身的構(gòu)造決定：電容器的電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，用比值C＝來定義，但它卻是由電容器自身的構(gòu)造決定的，與所帶電荷量Q和所加電壓U無關(guān)。即使電容器不帶電，其電容仍然存在，并且是一個確定的值。當一個電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間的電勢差為U，如果所帶電荷量增大為2Q，則(

)A．電容器的電容增大為原來的2倍，兩極板間電勢差保持不變B．電容器的電容減小為原來的一半，兩極板間電勢差保持不變C．電容器的電容保持不變，兩極板間電勢差增大為原來的2倍D．電容器的電容保持不變，兩極板間電勢差減小為原來的1、某一電容器，當所帶電量為4×10-6C，兩極板間的電勢差為20v，求：1）電容器的電容.2）當所帶電量減半時，電容器的電容為多少?3）如果電容器不帶電呢？解:1)2)仍是2×10-7F.3)仍是2×10-7F.課堂小練四.影響平行板電容器電容的因素電容的大小由電容器本身決定，與哪些因素有關(guān)？極板面積極板距離電介質(zhì)方法：控制變量法++++++實驗探究：影響平行板電容器電容的因素

------改變d改變S改變電介質(zhì)說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量導體間的電勢差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個導體間的電勢差的大小。多媒體實驗室平行板電容器的電容公式：兩極板間距離兩極板正對面積靜電力常量介電常數(shù)真空

=1幾種常用電介質(zhì)的相對介電常數(shù)電介質(zhì)空氣煤油石蠟陶瓷玻璃云母水1.0005266～84～112.0～2.181空氣的相對介電常數(shù)與1十分接近，研究中，空氣對電容的影響一般可以忽略。如圖所示是一只利用電容器電容(C)測量角度(θ)的電容式傳感器的示意圖，當動片和定片之間的角度(θ)發(fā)生變化時，電容(C)便發(fā)生變化，于是通過知道電容(C)的變化情況就可以知道角度(θ)的變化情況。如圖5的圖像中，最能正確反映角度(θ)與電容(C)之間關(guān)系的是(

)B1、固定電容器：五、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)，兩層鋁箔為極板。符號：＋（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：3．電容器的額定電壓和擊穿電壓(1)額定電壓：電容器能夠_________工作時的電壓．(2)擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿時加在電容器兩極板上的_____電壓，若電壓超過這一限度，則電容器就會被損壞．長期正常最小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D2、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別接在電壓是6V的電池組正負極，跟電池組負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。若將此電容器兩極板與電動勢為12V的電池組相連，則電容器的電容為

pF。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－Q9.0×10-8

1.5×104

1.5×104

例1、電容器的電容C=2.0×10-8F，如果電容器兩極板電壓增加了10V，則電容器的帶電量變化了多少？電容的另一種定義式一、對電容器的電容兩個公式理解：定義式適用于任何電容器適用于平行板電容器決定式2、例與練【答案】

150μF

150μF例2、平行板電容器充電平衡后仍與電源相連，兩極板間的電壓是U，電荷量為Q，兩極板間場強為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AB二、平行板電容器的兩類問題若電容器始終與電源相連，這時電容器兩極間的電壓不變。（1）當εd不變，改變正對面積S時：S變大（不變）S變小C變小Q變小E不變1．定電壓問題（2）當εS不變，改變兩板間距d時：ε變大d變小C變大Q變大E變大（3）當Sd不變，改變介電常量ε時：d變大（不變）ε變小C變小Q變小E不變

例3、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BCD若電容器在充電后與電源斷開，這時電容器的電荷量保持不變。2、定電荷量問題（1）當εd不變，改變正對面積S時：S變大S變小C變小U變大E變大（2）當εS不變，改變兩板間距d時：d變大(不變)d變小C變大U變小E不變（3）當Sd不變，改變介電常量ε時：ε變大ε變小C變小U變大E變大

C如圖，平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則(

)A．帶電油滴將沿豎直方向向上運動B．P點的電勢將降低C．帶電油滴的電勢能將減小D．若電容器的電容減小，則極板帶電荷量將增大如圖，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子(

)A．所受重力與電場力平衡B．電勢能逐漸增加C．動能逐漸增加D．做勻變速直線運動BD三、電容器充、放電而引起電路中電流的判斷方法：充電時，電流從電源正極流向電容器正極板，從電容器負極板流向電源負極放電時，電流從電容器正極板通過電路流向負極板(電容器的帶電量Q增加)(電容器的帶電量Q減少)例5、如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將兩極板間稍錯開一些，其它條件不變。則（）

A．油滴將向上加速，電流計中電流由b流向aB．油滴將向下加速，電流計中電流由a流向bC．油滴將靜止不動，電流計中電流由b流向aD．極板帶電量減少，兩板間電勢差和場強不變D若水平放置的平行板電容器，兩板相距5mm，電容為2μF，當將其充電到兩板電壓為100V時，一個質(zhì)量為10-10g的帶電塵埃正好在板間靜止。則塵埃的電荷量為

C。

例6、在下圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A與一個靈敏的靜電計相接，極板B接地，若極板B稍向上移動一點，由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是（

）

A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小

B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大

C、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小

D、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大D如圖所示，平行金屬板A、B組成的電容器，充電后與靜電計相連。要使靜電計指針張角變大，下列措施中可行的是(

)A．將A板向上移動 B．將B板向左移動C．將A、B之間充滿電介質(zhì) D．使A板放走部分電荷A變式、平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩板間有一正電荷（電荷量很少）固定在