《电容器的电容》PPT课件.ppt

8 电容器的电容,1电容器：任何两个_而又相互靠近的_， 都可看成一个电容器，这两个导体称为电容器的_电容,器可以容纳_,彼此绝缘,导体,电极,电荷,2电容：电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间的电势,比值,差 U 的_叫电容器的电容定义式为 C_.,3平行板电容器的电容：电容 C 与平行板间电介质的介 电常数 、正对面积S成 _ ，与极板间距离d成,_，决定式 C_.,正比,反比,S 4kd,4电容器的分类 (1)按电容是否可变分类：_电容器和_电容器 (2)按电介质分类：聚苯乙烯电容器、_电容器、陶,瓷电容器等,固定,可变,电解,5(双选)一个空气平行板电容器，极板间距离为 d，正对 面积为 S，充以电荷量 Q 后，两极板间电压为 U，为使电容器,),CD,的电容加倍，可采用的办法是( U A将电压变为 2,B将带电荷量变为 2Q C将极板正对面积变为 2S D在两极板间充满介电常数为 2 的电介质,知识点 1 电容器与电容,1746 年，荷兰莱顿大学的物理学家马森布洛克发明了一种 具有蓄电功能的电容器由于该电容器诞生在荷兰都市莱顿， 人们将其称之为“莱顿瓶”，由此开始了人类使用电容器的历 史,当时改进后的莱顿瓶是这样的，把玻璃瓶的内壁与外壁都 用金属箔贴上，在莱顿瓶顶盖上插一根金属棒，它的上端连接 一个金属球，它的下端通过金属链与内壁相连这样莱顿瓶实 际上是一个普通的电容器若把它的外壁接地，而金属球连接 到电荷源上，则在莱顿瓶的内壁与外壁之间会积聚起相当多的 电荷当莱顿瓶放电时可以通过相当大的电流,图 181,讨论：,(1)电容器：任何两个_而又相互靠近的 _ ，都可以构成一个电容器电容器带电时， _ 即为电容器 所带的电荷量,(2)电容器的工作基础,充电：使电容器的极板_的过程称为充电，,充电后两极板带等量异种电荷,放电：使充电后的电容器_的过程叫做放电,彼此绝缘,导体,一个极板所带电荷量的绝对值,带上电荷,不带电荷,(3)电容,定义：电容器所带电荷量 Q 与电容器的两极板间的电势,差 U 的_，叫做电容器的电容,定义式：C_.,电容的国际制单位是_ ，简称_ ，符号 _ ，此外还有_、_，三者关系是 _,物理意义：表征电容器_电荷本领的物理量，在 数值上等于使电容器两板间的电压为_时电容器需要带 的电荷量，与电容器是否带电_，与 Q、U_.,比值,Q U,法拉,法,F,微法,皮法,1 F106 F1012 pF,容纳,1 V,无关,无关,1平行板电容器,(1)基本结构：两块彼此绝缘而又互相靠近的平行金属板组,成,(2)带电特点：两板电荷等量异号，分布在相对两板的内侧,向垂直板面,2电容器的充放电过程,(1)充电过程的特点(如图 182 所示),充电电流：电流方向是从正极板流进，电流由大到小 电容器所带电荷量增加 电容器两极板间电压升高 电容器中电场强度增加,注意：当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，,电容器两极板间电压与充电电压相等,图 182,图 183,(2)放电过程的特点(如图 183 所示),放电电流：电流方向是从正极板流出，电流由大到小 电容器上电荷量减少,电容器两极板间电压降低 电容器中电场强度减弱,电容器的电场能转化成其他形式的能,注意：放电的过程实际上就是电容器极板正、负电荷中和,的过程，当放电结束时，电路中无电流,3对电容器和电容的几点理解,(1)电容器是一种仪器，而电容是一个物理量，它表征了电,容器容纳电荷的本领,(2)电容器的电荷量是一个极板上电荷量的绝对值,(3)电容 C 是用比值定义法定义的，本章学过的电场强度 E、,Q 成正比、与 U 成反比，电容 C 由电容器本身的性质决定，与 Q、U 的大小无关,【例 1】下列关于电容器的叙述中错误的是(,),A电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的电容器 才称为电容器 B任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都能组成电 容器，而且跟这两个导体是否带电无关 C电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的绝对 值 D电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电 能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为 其他形式的能,解析：并不是只有带电时的电容器才称为电容器，A 错， B 对每个极板所带电荷量的绝对值称为电容器的带电荷量， C 对电容器充电的过程中其他形式的能转化为电能，放电过 程中电能转化为其他形式的能，D 对,答案：A,【例 2】下列关于电容器的说法中，正确的是(,),A电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B电容器不带电时，其电容为零 无限制地增大 D电容器的电容跟它是否带电无关,解析：电容器的电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物 理量，这是比值法定义的物理量，C 与电容器所带电量 Q 和两 极板间电压无关，故 D 选项正确 答案：D,【触类旁通】 1(双选)关于电容器及它的充放电，下列说法正确的是,(,),A电容器是一个阻值很大的电阻器 B把电容器接在直流电路中可以导电 C把电容器接在直流电路中是不导电的 D把电容器接在电路中，两端有电压，电容器两极板就 带电,解析：由电容器的定义可知，电容器的两极板彼此绝缘， 在直流电路里是不导电的，与电阻器有本质的区别，故选项 A、 B 错误，选项 C 正确；当电容器接在电路中时，电容器的两端 就产生了电压，这样就会使电容器的两极板带电，故选项 D 正 确,答案：CD,2电容的大小取决于(,),C,A电容器的带电量 B电容器两极板间的电势差 C电容器本身的构造 D构成电容器的金属材料的性质,知识点 2 决定电容的因素 探究影响平行板电容器电容的因素 (1)保持极板所带电荷量 Q 和极板的间距 d 不变，改变平行 极板的正对面积 S, 观察静电计的偏角的变化，得出电容与两极,板正对面积 S 的关系：C_.,S,(2)保持极板所带电荷量 Q 和两极板正对面积 S 不变，改变 极板间的距离 d，观察静电计的偏角的变化，得出电容与极板,间距离 d 的关系：C_.,(3)保持两极板正对面积 S 和极板的间距 d 不变，在平行板 电容器内插入电介质， 观察静电计的偏角的变化，得出电容与,电介质的关系：C_.,(4)结论：平行板电容器电容的决定式 C_.,1平行板电容器的电容 (1)影响因素：平行板电容器的电容与正对面积成正比，与 介质的介电常数成正比，与两板间的距离反比,(2)决定式：C,，k 为静电力常量,2电容器的额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压 (2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的最小 电压，若电压超过这一限度，则电容器就会被损坏,【例 3】一个平行板电容器，使它每板电荷量从 Q1310,5,C 增加到 Q23.6105 C 时，两板间的电势差从 U110 V,增加到 U212 V，求这个电容器的电容多大？如要使两极板电 势差从 U110 V 降到 U26 V，则每板需减少多少电荷量？,原来的 ，此电容器的电容等于_F，电容器原来所带的电,【触类旁通】,3有一充电的平行板电容器，两板间电压为 3 V，现设法 使它的电荷量减少 3104 C，导致电容器两极板间的电压降到,荷量是_C，若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容 器的电容是_F.,答案：150,4.5104 150,2三个公式：,平行板电容器动态分析的方法 1两种情况 (1)保持两极板与电源相连，则电容器两极板间电压不变 (2)充电后断开电源，则电容器的电量不变,3方法：找不变量与变化量之间的公式来决定要比较的量,的变化关系如下表：,【例 4】 如图 184 所示，一平行板电容器跟一电源相 接，当开关 S 闭合时，平行板电容器极板 A、B 间的一带电液 滴恰好静止若将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的 运动状态如何变化？若先将 S 断开，再将两板间距离增大为原 来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？,图 184,思路点拨：带电液滴静止时，所受的静电力和重力平衡， 液滴带负电，由于液滴所受重力不变，液滴运动状态随静电力 的变化而变化，由于 FqE，因此只要分析出场强 E 的变化情 况即可,思维总结：平行板电容器动态分析的基本思路：,(1)在判断电容器相关物理量的变化时，首先要弄清哪些量 是不变的，然后根据不变量和相关公式推断其他待分析量的变 化情况,(2)若电容器充电后与电源断开，则带电荷量 Q 不变；若电,容器始终与电源相连，则电压 U 不变,【触类旁通】 4(双选)平行板电容器的两极板 A、B 接于电池两极，一 带正电