第七节 电容器 电容.doc

第一章 电场第七节 电容器 电容知识要点：1、电容器：两块相互靠近又彼此绝缘的导体组成电容器。电容器可以容纳电荷。2、电容器的充放电：充电：使电容器带电的过程称为充电。充电后两极板带有等到量异种电荷。放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。电容器的带电量：一个极板所带电量的绝对值。3、电容：定义：电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容。公式C=Q/U=Q/U。是比值定义式，C与Q、U无关，只取决于电容器本身。单位：法拉（F），1F=106F=1012pF物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加1V所需充加的电量。电容器的额定电压和击穿电压击穿电压是电容器的极限电压。额定电压是电容器的最大工作电压。4、平行板电容器的电容C：与平行板正对面积S，电介质的介电常数成正比，与极板间的距离d成反比。公式：C=S/4kd k为静电力常量：k=9.0109Nm2/C2。5、两个典型问题平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电池的两极相连接，电容器的d、S、变化，将引起电容的C、Q、U、E怎样变化？由于电容器始终连接在电池上，因此两板间的电压U保持不变，可根据下列几式讨论C、Q、E的变化。C=S/4kd S/dQ=UC=US/4kd S/dE=U/d1/d平行板电容器充电后，切断电容器的两极板与电池的连接，电容器的d、S、变化，将引起电容的C、Q、U、E怎样变化？由于电容器充电后，切断与电池的连接，使电容器带电量Q保持不变，可根据下列几式讨论C、U、E的变化。 A BC=S/4kd S/d U=Q/C=4kdQ/S d /S RE=U/d=Q/Cd=4kQ/S 1/S S C典型例题：例1、如图所示，S闭合的瞬间和平行板电容器充电稳定后增大两极板距离的过程中，对电阻R来说有无电流通过？如果有，方向怎样？解析：S接通瞬间，尽管电流无法通过电容器，但电容器充 例1图 B电，即上板充上正电，下板充上负电，故R上有从A到B的电流。充电平衡后，由于U不变，增大两极间距d，C变小，Q=CU也变小，故电容器放电，R上有从B到A的电流。例2、有一个电容器原来已带电，如果使它的电量增加410-8C两极板间的电势差增加20V，这个电容器的电容为多少皮法？解：由C=Q/U=Q/U知：C=410-8/20=210-9F=2000pF例3如图所示，保持电容器与电源接通，将电容器两极板 C间正对面积减小，则下列各量的变化情况是C_，Q_，E_。 S解析：由于电容器保持和电源接通，U不变。由C=S/4kd可知，当S减小时，C也减小； 例3图由Q=CU得，当U不变、C减小时，Q减小；由E=U/d得，E不变。思考：如果是电容器充电后和电源断开，再增大两极板间距离，情况又怎样？（C变小，U变大，E不变。）练习题：1、下列关于电容器和电容的说法中，正确的是（ ）A 根据C=Q/U可知，电容器的电容与其所带电量成正比，跟两板间电压成反比；B 对于确定的电容器，其带电量与两板间的电压成正比；C 无论电容器的电压如何变化（小于击穿电压且不为零）它所带的电量与电压的比值恒定不变；D 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关。2、有一空气平行板电容器，仅增加两极板间的正对面积，其电容将_；仅缩小极板的距离，其电容将_；仅在两板间充以介电常数较大的电介质，其电容_；增大其带电量，其电容将_。3、两个耐压为6V的电容器，它们的电容分别为10mF和30mF，它们最多能储存的电量分别为_C和_C。4、一个平行板电容器电容为200pF，充电后两极板间电压为100V，电容器的带电量是多少？断开电源后，将两板距离减半，两板间电压为多少？5、如图是描述对给定的电容器充电时电量Q电压U电容C之间相互关系的图象，其中正确的有（ ） C C Q C O Q O U O U O Q A B C D 5题图6、如图所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后 A B与验电计相连，要使验电计指针张角变大，下列措施中可行的是（ ）A 将A板向上移动； B 将B板向右移动；C 将A、B间充满电介质； D 使A板放走部分电荷。 6题图7、如图所示，电容器的两极板与电源的正负极相连，电容器两极板间的距离由d迅速增为2d的过程中（ ） A BA 电容器两板电压始终不变；B 电容器两板电压瞬时升高后又恢复原值；C 根据Q=CU知电容器带电量先增大后减小；D 电路中电流由A板经电源流向B板。 7题图8、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示用E表示两极板间场强，U表示电容器的电压，e表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ） PA U变小，E不变； B E变大，e