高中物理《電容器與電容》

電容器的電容2021/5/912021/5/922021/5/932021/5/942021/5/95１、定義：一、電容器的了解平行板電容器電容器的極板電介質(zhì)能夠容納電荷的裝置2、結(jié)構(gòu)：任何兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器。這兩個(gè)導(dǎo)體稱(chēng)為電容器的電極。電容器的兩個(gè)導(dǎo)體之間可以填充絕緣物質(zhì)（電解質(zhì)）2021/5/96兩個(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?相鄰兩個(gè)同學(xué)能否構(gòu)成電容器？能能一、電容器的了解2021/5/97（1）電容器的充電：使電容器兩個(gè)極板帶上電荷的過(guò)程，叫電容器的充電。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－QE上下極板帶上了等量的異種電荷充電后的兩極板間的電壓，叫電容器的電壓U問(wèn)：如果電容器帶的電量越多電容器的電壓會(huì)增大還是減??？3、電容器的作用：容納儲(chǔ)存電荷一、電容器的了解2021/5/98（2）電容器的放電：用導(dǎo)線(xiàn)將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過(guò)程，叫電容器的放電。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋2Q－2Q放電時(shí)帶正電極板上的電荷與負(fù)極板的電荷中和一、電容器的了解放電過(guò)程中，請(qǐng)問(wèn)導(dǎo)線(xiàn)中移動(dòng)的電荷量是多少？我們把一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，叫電容器的電量2021/5/99（2）電容器的放電：用導(dǎo)線(xiàn)將充電后的電容器兩極接通，兩極失去電荷的過(guò)程，叫電容器的放電。＋＋＋＋＋＋＋＋－

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＋2Q－2Q放電時(shí)帶正電極板上的電荷與負(fù)極板的電荷中和一、電容器的了解問(wèn)：放電過(guò)程有電流嗎？我們把一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值，叫電容器的電量2021/5/910圓柱型水杯容器的儲(chǔ)水問(wèn)題:hhABC1.水位每升高h(yuǎn)，試比較A、B、C的儲(chǔ)水量?2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？探究：電容的本領(lǐng)與什么有關(guān)2021/5/911思考與討論那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表現(xiàn)呢？給甲電容器充入2×10-4C的電荷量時(shí)，它的電壓增大20V，給乙電容器充入9×10-4C的電荷量時(shí)，它的電壓增大30V.這兩個(gè)電容器，誰(shuí)的儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)強(qiáng)？比較每升1V，電容器所能存儲(chǔ)的電荷量乙電容器所能存儲(chǔ)的電荷量的本領(lǐng)強(qiáng)2021/5/9121、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電容器容納電荷的本領(lǐng)的大小2、物理意義：2021/5/9133、電容的單位：二、電容器的電容法拉:F還有：微法（μＦ）、皮法（pＦ）1F=1C/V1F=106μF=1012pF2021/5/914電容器帶電時(shí)有電容，不帶電時(shí)就沒(méi)有電容。這種說(shuō)法正確嗎？思考？2021/5/915課堂訓(xùn)練1、某一電容器，當(dāng)帶電量為4×10-6C，兩極板間的電勢(shì)差為20v，求（1）電容器的電容（2）當(dāng)所帶電量減半時(shí)，電容器的電容為多少（3）如果電容器不帶電呢？2021/5/9162021/5/9171、電容與兩板正對(duì)面積S的關(guān)系：三、平行板電容器的電容靜電計(jì)2021/5/918三、平行板電容器的電容2、電容與板間距離d的關(guān)系：2021/5/9193、電容與電介質(zhì)的關(guān)系：三、平行板電容器的電容2021/5/9204、平行板電容器的電容公式：三、平行板電容器的電容兩板間距離兩板正對(duì)面積介電常數(shù)真空εr=1靜電力常量εr是電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。幾種常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)：見(jiàn)課本P262021/5/9211、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(hào)：2021/5/9221、固定電容器：四、常用電容器＋－（2）電解電容器：用鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過(guò)電解液的紙做另一個(gè)極板。符號(hào)：電容較大2021/5/9232、可變電容器：四、常用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(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片;空氣為電介質(zhì)。轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。符號(hào)：2021/5/9242021/5/9253、擊穿電壓和額定電壓：四、常用電容器加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一個(gè)限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個(gè)電壓稱(chēng)為擊穿電壓。電容器正常工作時(shí)兩極板上的最大電壓，稱(chēng)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2021/5/926②電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能儲(chǔ)存在了電場(chǎng)中——

。注意：①電容器充電的過(guò)程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大,直到兩極電壓等于電源電壓為止，通常該過(guò)程中電路中有短暫的充電電流；電場(chǎng)能指一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值。③電容器的電量：2021/5/927基礎(chǔ)鞏固：平行板電容器兩板距離為4cm，帶電量為8×10-8C，板間場(chǎng)強(qiáng)為4×104N/C，則其電容為

，若保持其它條件不變，而使兩板正對(duì)面積減為原來(lái)的1/2，則其電容為

；若將兩板距離增加為8cm，則兩板間場(chǎng)強(qiáng)為

，電容為

。

5×10-11F2.5×10-11F4×104

N/C2.5×10-11F例與練2021/5/9281、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例與練2021/5/929電路中電容器的兩類(lèi)問(wèn)題：電容器的動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)與練P20要點(diǎn)二電容器電容的求解公式比值定義法：平行電容板電容決定式：1、電容器始終與電源連接2、電容器充電后與電源斷開(kāi)兩種情況下，改變電容的d、s或者，電容器的C、Q、U和E怎么變化？2021/5/9301、電容器始終與電源連接例1：導(dǎo)與練P20要點(diǎn)二如圖所示，一平行板電容器與一電源相接，當(dāng)S閉合時(shí)，平行板電容器極板A、B間的一帶電液滴恰好靜止。若將兩板間距離增大為原來(lái)的兩倍，兩個(gè)電容板之間的U、C、Q和E怎么變化？解：當(dāng)S閉合時(shí)，電容器兩端的電壓U不變?nèi)魋減小呢？若假如介電常數(shù)大的電介質(zhì)呢？2021/5/931導(dǎo)與練P21，針對(duì)2-1：如圖所示，平行板電容器充電完畢后與電源斷開(kāi)．設(shè)平行板電容器的電容為C，兩極板正對(duì)面積為S，兩極板間的距離為d，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E．下列說(shuō)法正確的是（）A、若保持S不變，增大d，則C變小，E變大B、若保持S不變，減小d，則C變大，E不變C、若保持d不變，增大S，則C變大，E不變D、若保持d不變，減小S，則C變小，E變小2、電容器充電后與電源斷開(kāi)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，充電完成，電容器兩端的電荷量Q不變斷開(kāi)電源后，E與d無(wú)關(guān)，只與Q和S有關(guān)2021/5/932導(dǎo)與練P21，針對(duì)2-1：如圖所示，平行板電容器充電完畢后與電源斷開(kāi)．設(shè)平行板電容器的電容為C，兩極板正對(duì)面積為S，兩極板間的距離為d，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E．下列說(shuō)法正確的是（）A、若保持S不變，增大d，則C變小，E變大B、若保持S不變，減小d，則C變大，E不變C、若保持d不變，增大S，則C變大，E不變D、若保持d不變，減小S，則C變小，E變小2、電容器充電后與電源斷開(kāi)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，充電完成，電容器兩端的電荷量Q不變B2021/5/9333、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，充電荷量為Q，兩極板間場(chǎng)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變小例與練AB2021/5/9344、平行板電容器充電平衡后與電源斷開(kāi)，兩極板間的電壓是U，充電荷量為Q，兩極板間場(chǎng)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變小例與練Q不變BC2021/5/935靜電計(jì)的使用如圖所示，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、減小兩極板之間的距離，指針張角減小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)指針張角變大D、若將A板拿走，則靜電計(jì)指針張角變?yōu)榱鉗不變自身同性相斥異性相吸AB2021/5/9365、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(cuò)開(kāi)一些，其它條件不變。則（）

A．油滴將向上加速，電流計(jì)中電流由b流向aB．油滴將向下加速，電流計(jì)中電流由a流向bC．油滴將靜止不動(dòng)，電流計(jì)中電流由b流向aD．極板帶電量減少，兩板間電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)不變例與練D油滴將靜止不動(dòng)，電流計(jì)中電流由a流向b2021/5/937動(dòng)態(tài)分析的生活運(yùn)用：報(bào)紙第5期第3版第5題6、傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域．如圖所示為幾種電容式傳感器，其中通過(guò)改變電容器兩極間距離而引起電容變化的是（）A、測(cè)位移B、測(cè)液高C、測(cè)壓力D、測(cè)角度關(guān)鍵：找出電容器的兩電極板、電介質(zhì)、有效面積、極板距離等。再看看改變的是什么物理量。改變電介質(zhì)改變面積改變距離改變面積2021/5/9387.一個(gè)C=2×10-8F的平行板電容器與電源連接，充電后帶電量Q=1.2×10-6C，電容器電壓為

。負(fù)極板接地，兩極板距離為d=3cm，A點(diǎn)在兩極板中間，A點(diǎn)的電勢(shì)為

。若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移d/3，A點(diǎn)的電勢(shì)為

。＋＋＋＋＋＋＋－－

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·A=2×103V/m60V35V如果A點(diǎn)放入一個(gè)q=2×10-14C的電荷，此時(shí)恰好平衡，此電荷質(zhì)量是多少？2021/5/9397.一個(gè)C=2×10-8F的平行板電容器與電源連接，充電后帶電量Q=1.2×10-6C，電容器電壓為

。負(fù)極板接地，兩極板距離為d=3cm，A點(diǎn)在兩極板中間，A點(diǎn)的電勢(shì)為

。若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移d/3，A點(diǎn)的電勢(shì)為

。＋＋＋＋＋＋＋－－

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·A=3×103V/m60V35V之前的q=2×10-14C的電荷，將怎么運(yùn)動(dòng)？U不變，上極板的電勢(shì)=15V15V不變2021/5/9407、一個(gè)平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，負(fù)極板接地，在兩板中間有一個(gè)正電荷（電量很小）處在A(yíng)點(diǎn)，如圖示，若以E表示板間電場(chǎng)強(qiáng)度，W表示將正電荷從A移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做的功．若保持正極板不動(dòng)，將負(fù)極板上移到圖中虛線(xiàn)位置，比較兩種情況下的E、W和正電荷在A(yíng)點(diǎn)的電勢(shì)能Ep的大?。ǎ〢、E不變，Ep不變B、Ep不變，W不變