第七节了解电容器

第七节 了解电容器 电容器的内部结构 由上图可见 该元件有两片锡箔 导体 两导体中间夹着一层薄纸 绝缘体 一 电容器 定义 两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件 符号 电容器的充放电 充电 使原本不带电的两板带上等量异种电荷的过程 特点 有短暂的电流产生 且电流在逐渐的减小 当充电结束时 电荷量 在逐渐的增加 两板间的电场强度 和电势差 在逐渐的增加 电能减小 电场能增加 放电 使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程 有短暂的电流产生 且电流在逐渐的减小 当放电结束时 电荷量 在逐渐的减小 两板间的电场强度 和电势差 在逐渐的减小 电场能减小 电能增加 特点 思考 电容器有什么作用 可以用来储存电荷 电容器所带的的电量为其中一个极板上所带电量的绝对值 电容器 水容器 容纳电荷的本领 装水的本领 电荷量的多少 装水的多少Q 电势差 水的高度差h 圆柱型水杯容器的储水问题 h h A B C 1 水位每升高h 试比较A B C的储水量 2 哪个储水本领大 如何反映其储水本领 容纳电荷的本领 储水的本领 二 电容 定义 电容器所带的电荷量 与电容器两极板间的电势差 的比值 叫电容 用 来表示 表达式 其中电荷量 为任意一个极板上所带电荷量的绝对值 4 物理意义 反映电容器容纳电荷量本领的物理量 5 单位 国际单位 法拉或法 F 1F 1C V常用单位 微法 F 皮法 pF 1F 106 F 1012pF 3 电容C与Q和U都无关 是由电容器本身的性质决定的 1 甲同学说 电容器带电越多 电容越大 不带电时 电容为零 此说法对吗 为什么 思考 三 影响电容的因素 平行板电容器 1 平行板电容器 两块平行的互相绝缘的金属板构成的电容器 2 影响平行板电容器的电容的因素 1 猜一猜 可能与 两极板的正对面积 S 两极板之间的距离 d 两极板之间的电介质有关 影响电容器电容的因素 充电后保持 不变 保持d和 不变 改变两板间的正对面积 保持 和 不变 改变两板的间距d S 1 d 相对电介质常数 五 电容器使用时应注意的问题 1 电容器的额定直流电压 电容器正常工作时的最大电压 2 电容器的击穿电压 加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度 超过这个限度 电介质将被击穿 电容器损坏 这个极限电压称为击穿电压 额定电压低于击穿电压 3 注意电解电容器的极性 1 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 在这种情况下 如增大两板间距d 则电容器电容C 板间电势差U 电容器所带电量Q 板间场强E分别如何改变 2 平行板电容器充电后 切断与电源的连接 在这种情况下 如增大d 则C U Q E分别如何改变 三 平行板电容器的两种典型情况 1 若充电后与电源断开 Q保持不变 a S增大 b d增大 c 插入电介质 d 插入一定厚度的导体板 判断U C E怎样变化 C将增大 U将减小 E将减小 C将减小 U将增大 E将保持不变 C将增大 U将减小 E将减小 相当于d减小 C将增大 U将减小 E将保持不变 2 若两板始终跟电源连接 U保持不变 a S增大 b d增大 c 插入介质 d 插入一定厚度的导体板 判断Q C E怎样变化 C将增大 Q将增大 E将保持不变 C将减小 Q将减小 E将减小 C将增大 Q将增大 E将保持不变 相当于d减小 C将增大 Q将增大 E将增大 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ABCD BC 课堂练习 1 平行板电容器的两极与电源的两极相连 增大两极板之间的距离 则 A 电量Q增大B 电量Q减少C 电容增大D 电压U不变 2 平行板电容器充电后与电源断开 增大两极板之间的正对面积 则 A 电量Q增大B 电量Q不变C 电容C增大D 电压U不变 电容器始终接在电源上 两极间的电压U保持不变 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 B D B C 3 如图电路中 电源两端的电压为U 则连通S的瞬间及平行板电容器充电稳定后增大两极板间距离的过程中 对于R来说 有无电流通过 如果有 方向怎样 4 如图所示 开关闭合 今在电容器C的两极板间插入一块电介质 在电介质插入的过程中 R上有无电流通过 如果有 方向如何 5 平行板电容器充电后与电源断开 负极板接地 在两板间有一正电荷 电荷量很少 固定在P点 如图所示 以U表示电容两极板间的电压 E表示两极板间的场强 Ep表示正电荷在P点的电势能 若保持负极板不动 而将正极板移至图中虚线所示的置 则A U变大 Ep不变B E变大 Ep不变C U变小 Ep变大D U不变 Ep不变 A 解 由U 4k Qd rS及E 4k Q rS可知 d增大 则U增大而E不变 Ep q p q Ed1也不变 6 如图所示电路中 某一带电微粒q在平行板电容器中处于静止 平衡 状态 如图所示 现将两板间距离增大 则微粒m将 A 仍然静止B 向上运动C 向下运动D 运动状态无法确定 C 7 带电的平行板电容器中 某一带电微粒处于静止 平衡 状态 如图所示 现将两板间距离增大 则微粒m将 A 仍然静止B 向上运动C 向下运动D 运动状态无法确定 A 小结 一 电容器1 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器 2 电容器的充电 电容器与电源相连 电源能量 电场能电容器的放电 电容器与导线相连 电场能 其他形式能二 电容1 定义