电容器与电容.ppt

8电容器的电容,人教版选修3-1,观察纸介电容器的构造,该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。Zx。xk,两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器?,相邻两个同学能否构成电容器？,能,能,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。这两个导体称为电容器的电极。,极板总是带等量的异种电荷。2、电容器的充放电充电：使电容器带上电荷的过程(Q增加U增加E增加电场能增加)两个每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量放电：使电容器失去电荷的过程（Q减少U减少E减少电场能减少）3、电容器的作用：容纳储存电荷,注意（一）：电容器充电的过程中，在两极间加电压、两板带等量异种电荷不断增大,直到两极电压等于电源电压为止，该过程中电路中有短暂的充电电流；电容器充电后切断电源电荷不消失，从电源获得的电能储存在了电场中电场能。,注意（二）：充电后的电容器两极间短路时，即放电过程（用一根导线相连），两板电量会中和，直到两极电压等于零为止，该过程中电路中有短暂的放电电流；电容器放电后，两板间不再有电场，电场能其他形式的能量。注意（三）：电容器的电量：指一个极板所带电量的绝对值。,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？,思考与讨论,那电容器储存电荷的本领如何表征呢？,1、电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号C。2、电容的定义式:Q指每一个极板带电量绝对值,U表示电容器两板的电势差电压.理解：电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。,二.电容,3、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1V时，所需要的电荷量。4、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。5、单位：国际单位制：法拉法（F）1F=1C/V常用单位：微法（F);皮法（pF)1F=106F=1012pF,【误区警示】理解电容的四点注意(1)电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量。(2)电容由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定。(3)公式是电容的定义式，对任何电容器都适用。(4)对一个确定的电容器，其电容已确定，不会随其带电荷量的改变而改变。,【例】(多选)如图所示是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像,其中正确的是(),CD,【变式训练】电容器A的电容比电容器B的电容大,这表明()A.A所带的电荷量比B多B.A比B容纳电荷的本领大C.A的体积比B的体积大D.两电容器的电压都改变1V时,A的电荷量改变比B的大,BD,课堂训练,某一电容器，当带电量为410-6C，两极板间的电势差为20v，求（1）电容器的电容？（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少？（3）如果电容器不带电，电容为多少？,研究平行板电容器的电容和哪些因素有关?,平行板电容器的电容【实验探究】如图,把一个已充电的平行板电容器和一静电计相连。探究影响平行板电容器电容的因素。,(1)如何应用静电计判断电容的变化?提示：由Q=CU可知,由于极板上的电量Q几乎不变,所以电容器的电容C与电压U成反比,而电压U的大小与静电计指针的偏转角度成正比,即两个导体间的待测电压U通过静电计指针的偏转角度指示出来:变大,电压U增大,说明C减小;变小,电压U减小,说明C增大。,(2)怎样通过实验探究平行板电容器的电容与各因素的关系?提示：保持极板上的电荷量Q和两极间距离d不变,改变两极板的正对面积S,S越大,静电计指示的电势差越小。可得到:S越大,U越小,则C越大。保持极板上的电荷量Q和两极板的正对面积S不变,改变两极板间的距离d,d越小,静电计指示的电势差越小。可得到:d越小,U越小,则C越大。保持Q、S、d都不变,在两极板中间插入电介质,静电计指示的电势差减小。可得到:插入电介质,U减小,C增大。,(3)本实验应用的方法是什么?控制变量法。,演示实验,三、平行板电容器的电容,1.板间是真空时：,2.板间充满介质时：,式中S表示两板的正对面积d表示两板间的距离r是电介质的相对介电常数，与电介质的性质有关。,几种常用介质的相对介电常数：见课本P31,公式与的比较,讨论：,公式与的比较,四、常用电容器,1、固定电容器：电容固定不变如：聚苯乙烯电容器电解电容器：正负极不能接反，不能接交流电2、可变电容器：通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容,五、电容器使用时应注意的问题,1、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。2、电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压额定电压低于击穿电压3、注意电解电容器的极性,1.(多选)关于电容器，下列说法正确的是()A.若电容器不带电，则电容C为零B.电容C与电容器所带电荷量Q成正比，与电压U成反比C.电容C与电容器所带电荷量Q的多少无关D.平行板电容器的电容跟两极板间的距离成正比E.平行板电容器的电容在两极板间距离和正对面积一定时，跟充满极板间的电介质的相对介电常数成正比F.平行板电容器的电容在两极板间距离和电介质的相对介电常数一定时，跟两极板的正对面积成正比,CEF,2.(多选)一个电容器的规格是100F、25V，对这两个数据的理解正确的是()A.这个电容器加上25V电压时，电容才是100FB.这个电容器的最大电容是100F，当带电荷量较少时，电容小于100FC.这个电容器所加电压不能高于25VD.这个电容器所加电压可以低于25V，但电容不变，总是100F,CD,3.(多选)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是测定液面高度h的电容式传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两个极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，测出电容器电容C的变化，就可以知道h的变化情况，两者的关系是(),A.C增大表示h增大B.C增大表示h减小C.C减小表示h减小D.C减小表示h增大,AC,4.(多选)如图所示是一个由电源、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中()A.电阻R中没有电流B.电容器的电容变小C.电阻R中有从a流向b的电流D.电阻R中有从b流向a的电流,BC,5.一个平行板电容器,使它每板电荷量从Q1=310-5C增加到Q2=3.610-5C时,两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V,这个电容器的电容是多少?如果使两极板间电势差从U1=10V降为U2=6V,则每板需减少多少电荷量?只把电容器极板间的距离减半,它的电容变为多大?,答案:3F1.210-5C6F,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:C与Q、U无关2、单位：法拉F1F=106F=1012pF三、平行板电容器的电容C与r、S、d有关四、常用电容器：电解电容器可变电容器五、电容器使用时注意的问题工作电压额定电压击穿电压电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电,分析：电容器放电过程中电流随时间变化的图像,1、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？电荷量2、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？图像与坐标轴间的面积40格Q=3.210-3C,讨论：平行板电容器的动态分析,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？C减小，