电容器的电容

第八节电容器的电容 前言 能盛东西的物体称为容器 能盛水的物体称为水容器 那么 能容纳电荷的物体称为电容器 什么样的物体可以容纳电荷呢 仔细学习本节 相信你会有所收获 观察下图 思考两金属平行板能否起到容纳电荷的作用 K 观察下图 思考两金属平行板能否起到容纳电荷的作用 K 观察下图 思考两金属平行板能否起到容纳电荷的作用 一 电容器 1 电容器 两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件 活动 2 电容器的充电 使两板带上等量异种电荷的过程 3 电容器的放电 使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程 试着归纳一下平行板电容器的带电特点 板间电场是怎样的 两板电荷等量异号 分布在相对两板的内侧板间形成匀强电场 场强大小为E U d 方向垂直板面指向负极板 最简单的电容器是平行板电容器 类比法理解电容概念 电容器与水容器 二 电容 2 定义 电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容 用C表示 3 单位 国际制单位为法拉 简称法 符号为F 1F 106 F 1012pF 1 物理意义 表征电容器容纳电荷本领的大小 储存电荷的容器 常用单位有微法 F 皮法 pF C Q U C Q U 两极板间的距离d两极板间的正对面积S是否插入电介质或电介质的种类 猜想 平行板电容器的电容跟哪些因素有关 公式是由比值定义法定义的物理量 回忆比值定义法有什么特点 1 C Q U 可知 2 Q CU 电容器所带电荷量与板间电压成正比3 电容的大小与Q和U无关 关于公式C Q U 三 平行板电容器的电容 平行板电容器组成结构 实验原理 实验结论 计算公式 1 电量Q 正对面积S保持不变时 距离d越大 C越小 三 平行板电容器的电容 2 电量Q 距离d保持不变时 正对面积S越大 C越大 3 电量Q 距离d 正对面积S保持不变时 插入介质 电容C越大 K 静电力常量 介电常数 S 正对面积 d 距离 思考与讨论 平行板电容器充电后 继续保持电容器的两极板与电源相连接 在这种情况下 如果增大两极板间的距离d 那么 两极板间的电势差U 电容器所带的电量Q 两极板间的场强E各如何变化 解析 平行板电容器充电后 继续保持电容器的两极板与电源相连接 其电势差恒等于电源电压 并保持不变 Q变小E变小 C S 4 kd S d E U d 1 d Q CU U S 4 kd S d 思考与讨论 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 如果增大d 则U Q E各如何变化 解析 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 电容器不存在充 放电的可能性 两极板上的带电量Q始终不变 U变大E不变 1 C S 4 kd S d 2 U Q C Q S 4 kd d S 3 E U d Q Cd Q Sd 4 kd kQ S 1 S 本题的思路是 比较 两类题型的解析过程 可以看到 抓住Q 或U 不变这个条件是一个关键 最后用E U d Q Cd判断E的变化 再用C Q U判断出Q 或U 的变化 用C S 4 kd判断C的变化 当d 或变化 S 发生变化 3 平行板电容器充电后的两类典型情况 电容器充电后 切断与电源的连接 电容器的带电荷量Q保持不变 电容器始终连接在电源上 两极间的电压U保持不变 例1 两平行金属板 正对放置 充电后两极间的电势差为2V 两极板带电量分别为 6 10 6C和 6 10 6C 求 1 电容C 2 若电势差升高1V 电容C 和所带电量Q 为多少 解析 电容器的电容C Q U 但电容是由电容器的构造决定的 跟Q U无关 1 根据电容的定义式C Q U 6 10 6 2 F 3 10 6F 2 若电势差升高1V 电容器的电容仍不变 而此时所带电量Q CU 3 10 6 3C 9 10 6C 例2 对于给定的电容器 描述其电容C 电量Q 电压U之间的相应关系图正确的是 BCD 四 常见电容器 阅读课本常见电容器部分找出下列问题 1 从构造上电容器分为几类 记住几类常见电容器的标示符合 2 什么叫击穿电压 什么叫额定电压 电容器为什么有击穿电压 电容器的应用 五 小结 1 两块彼此靠近而又绝缘的导体在一起就组成了电容器 2 电容器的作用是容纳电荷 储存能量 3 电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容 4 电容描述了电容器容纳电荷本领的大小 由电容器本身的属性决定 5 平行板电容器的电容公式为C S 4 kd 利用这个公式可以判断平行板电容器电容的变化 如果再结合公式C Q U E U d 可以判断电容器的带电量 两极板间电势差 两极板间场强的变化 习题 1 下列说法中正确的是 A 电容器所带的电荷越多 电容就越大B 电容器两极板间电压越高 电容就越大C 电容器所带电荷增加一倍 则两极间的电压也一定增加一倍D 电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量E 平行板电容器保持带电量不变而增大板距时 两板间电压要减小F 平行板电容器一板带电 Q 另一板带电 Q 则此电容器不带电 2 有一正充电的平行板电容器 若使它的电荷量减少3 10 4C 其电压降为原来的三分之一 则电容器原来的带电量可能是 CD 4 5 10 4C 3 连接在电池两极上的平行板电容器 当两极板间的距离减小时A 电容器的电容C变大B 电容器极板的带电量Q变大C 电容器两极间的电势差U变大D 电容器两极板间的电场强度E变大 ABD 4 在下图所示的实验装置中 平行板电容器的极板A与一个灵敏的静电计相接 极板B接地 若极板B稍向上移动一点 由观察到的指针变化做出平行板电容器电容变小的依据是 A 两极板间的电压不变 极板上的电荷量变小B 两极板间的电压不变 极板上的电荷量变大C 极板上电荷量几乎不变 两极板间电压变小D 极板上电荷量几乎不变 两极板间电压变大 D 例3 将平行板电容器接在电池两极 板间有一带电尘埃恰好处于静止状态 若将两板缓慢地错开一些 其它条件不变 则A 电容器带电量不变 B 电源中将有