《电容器的电容》课件(3)教程.ppt

,第一章：静电场,第8节：电容器的电容,带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能“装电荷的容器”,电容器：能够容纳（储存）电荷的器件。,电容器。,1）两个绝缘且相离很近的导体极板,2）中间夹一层绝缘物物质,3）两条引线,电介质,电容器构造：,一、电容器,任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以看成一个电容器。,电容器工作方式:,充电,注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压U不变；若断开电源，则极板所带电量Q不变。,电容器是储存电场能的装置。1）原理：异种电荷互相吸引。2）电容器的电荷量：一个极板所带电量的绝对值。,放电,思考：电容器带电荷与两板间电势差有什么关系呢？,小结：电容器的充放电（1）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)充电时两个极板总是带等量的异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量.（2）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：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。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？,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)常用单位：微法（F);皮法（pF)1F=106F=1012pF,对于一个固定的电容器来说，若其电荷量Q增大，正、负极板的电势差U增大，且Q与U成正比，比值Q/U是一个常量。此常量反应电容器本身性质物理量，Q/U越大，则表明U一定时，容纳了更多的电荷量Q，即此电容器容纳电荷本领越大。物理学中将其定义为电容。,电容：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量。注：电容是电容器本身的一种属性，其大小与电容器的电荷量无关。,类比法理解电容（电容器与水容器）,物理意义：表征电容器容纳电荷本领的大小,水深H电势差U,水体积V每个极板带电量Q,截面积S电容C,S=V/H,C=Q/U,最简单的电容器是平行板电容器,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？,静电计,静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差。,在Q和S不变时，d减小，U减小。由C=Q/U知：C增大。,d则容量C,在Q和d不变时，S越小，U越大。由C=Q/U可知：C越小。,S则C,静电计,在Q、d和S不变时，插入电介质（r增大），U减小。由C=Q/U知：C增大。,三、平行板电容器的电容,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。真空或空气的为“1”,几种常用介质的相对介电常数：见课本P30,r相对介电常数；k=9.0109Nm2/C2一般来说，电容器的电容决定于两极板的大小和形状、相对位置及板间的电介质。,3、平行板电容器充电后的两类典型题型,、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。,A、B间场强分布,电势差,电容,理论探究,当两极板间充满同一种介质时，电容变大为真空时的r倍,平行板电容器(忽略边缘效应，即S很大,d很小)，设A、B分别带电+q、-q,面电荷密度分别为+和-.,四、常用电容器,1、固定电容器：电容固定不变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改变电容,3、常用电容器：,（1）按构造分:,固定电容器：C不可变（符号为）,可变电容器：C可改变（符号为）,半可变电容器：C只能作微小改变,（2）按介质分：,纸介电容器：容量大，价格低，体积小；损耗大，有电感。,云母电容器：介质损耗小，绝缘性能好，较稳定。,瓷介电容器：耐磨，寿命长；易破碎。,电解电容器：容量大（介质薄且两极近)，体积小；有极性，易漏电。（符号为：）,该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。,4、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,、电容器的充放电,二、电容,三、平行板电容器：,、定义：,充电：使原本不带电的两板带上等量异种电荷的过程放电：使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程,小结：,、定义：两块彼此靠近又互相绝缘的导体组成的器件。,一、电容器,、表达式：,、物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱,、国际单位：法拉或法（F）,四、电容器的种类,电容器电容,1、某电容C=20PF，那么用国际单位表示，它的电容为_F,210-11,练习巩固：,2、两个电容器电量之比为2：1，电压之比为1：2，则它们的电容之比为_。,4:1,3、对于一个确定的电容器的电容正确的理解是：（）A电容与带电量成比。B电容与电势差成反比。C电容器带电量越大时，电容越大。D对确定的电容器，每板带电量增加，两板间电势必增加。,D,D,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,5、对于给定的电容器，在描述电容量C、带电量Q、两板间电势差U的相互关系中，下列图116中正确的是：(),ACE,6、关于电容器的电容，下列说法正确的是（）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,CD,7、有一正充电的平行板电容器，若使它的电荷量减少310-4C，其电压降为原来的三分之一，则:（）A、电容器原来的带电量可能是910-4CB、电容器原来的带电量为4.510-4CC、电容器原来的电压可能为1VD、电容器原来的电压可能为110-4V,BC,D,8、下列说法中正确的是:（）A、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。B、由公式C=Q/U可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大。C、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。D、电容器的带电量与两极板间的电势差成正比。,9、两块平行金属板带等量异量电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，应使（）A、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍B、两板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍C、两板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍D、两板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍,C,10、用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电，已知C1C2，当达到稳定状态时，两电容器的电势差分别为U1和U2，带电量分别为Q1和Q2，则：（）AU1U2BU1=U2CQ1=Q2DQ1Q2,BD,A,11、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