1.8《电容器的电容》

1、电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。 闪光灯闪光灯 多媒体实验室多媒体实验室 闪光灯的内部结构闪光灯的内部结构 电容器电容器 电容器的应用电容器的应用 4 多媒体实验室多媒体实验室 说明：说明：以纸介质电容器为例以纸介质电容器为例,观察电容器的结构。观察电容器的结构。 一、电容器一、电容器 1、构造：、构造： 任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成电任何两个彼此绝缘又

2、相距很近的导体，都可以看成电 容器。这两个导体叫做电容器的电极容器。这两个导体叫做电容器的电极,中间夹的绝缘物质叫做电中间夹的绝缘物质叫做电 介质介质. 2、电路图符号电路图符号： 【注意注意】对一个孤立的导体对一个孤立的导体(例一个金属球例一个金属球)它也有容纳电荷的本它也有容纳电荷的本 领领,它的另一个电极可认为是在无穷远处它的另一个电极可认为是在无穷远处(或是大地或是大地). G + + 电容器充放电示教板电容器充放电示教板 制作：金迎时制作：金迎时 电键接电键接1 1 电键接电键接2 2 J2139J2139 K 按顺序点击各项按顺序点击各项 1 2 + 说明：说明：单刀双掷开关先接通

3、单刀双掷开关先接通1，再接通，再接通2，注意观察实验现象。，注意观察实验现象。 1 1、电容器的充电：、电容器的充电： Q Q Q Q 将电容器两个极板将电容器两个极板带上等量异种电荷带上等量异种电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的充电充电。 正正极板极板 负负极板极板 有短暂的有短暂的 电流电流 两极间有两极间有 电压电压 两板分别带两板分别带等量等量 异种异种电荷，每个电荷，每个 极板带电量的极板带电量的绝绝 对值对值叫电容器的叫电容器的 带电量带电量 E E 二、电容器的充电和放电二、电容器的充电和放电 注意：注意：若电容器保持与电源连接，则板间电压若电容器保持与电源连接，则板间电压

4、U U 不变；若断开电源，则极板所带电量不变；若断开电源，则极板所带电量Q Q不变。不变。 2 2、电容器的放电：、电容器的放电： Q Q Q Q 用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷 的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的放电放电。 在在放电放电过程中导过程中导 线上有线上有短暂的电短暂的电 流流产生产生 U=0U=0 思考：思考：I-t图线与横轴所围面图线与横轴所围面 积的物理意义是什么？积的物理意义是什么？ 做一做做一做 实验探究：实验探究：电容器两极板间电压与电容器所带电电容器两极板间电压与电容器所带电 荷量之间有何关系？荷量之间有何关

5、系？ 实验电路图实验电路图 U U + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - Q Q d=1cmd=1cm 电容器是用来储存电荷的容器电容器是用来储存电荷的容器 类比法理解电容概念（电容器与水容器）类比法理解电容概念（电容器与水容器） 水深水深H H 两极板间电势差两极板间电势差U U 水体积水体积V V 每个极板带电量每个极板带电量Q Q 容器的截面积容器的截面积S S 电容电容C C S = V/HS = V/HC = Q/UC = Q/U 问题：水杯的问题：水杯的S S水的水的V V、 H H有关吗？有关吗？

6、C C不由不由Q Q和和U U来决定，由电来决定，由电 容器本身来决定。容器本身来决定。 1 1、定义：、定义：电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q Q与电容器两极板间的与电容器两极板间的 电势差电势差U U的比值的比值 2 2、定义式：、定义式： ，或者，或者 U Q C U Q C 3 3、物理意义：、物理意义：C C是表示电容器容纳电荷本领的物理量是表示电容器容纳电荷本领的物理量 Q Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值 4. .电容的单位：电容的单位： 法拉法拉: : F F 还有：微法（还有：微法（ ）、皮法（）、皮法（p p） pFFF 126 10101 1F=1

7、C/V 1F=1C/V 5. .特点特点: :电容是电容器本身的一种电容是电容器本身的一种固有属性固有属性，与是否，与是否 有电荷、容纳电荷量多少及电压高低均无关。有电荷、容纳电荷量多少及电压高低均无关。 二二. .电容电容 1 1、某一电容器，当所带电量为、某一电容器，当所带电量为4 41010-6 -6C C，两极板间的电 ，两极板间的电 势差为势差为20v20v，求：，求： 1 1）电容器的电容）电容器的电容. . 2 2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少）当所带电量减半时，电容器的电容为多少? ? 3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？ 解解:1):1)F V C U

8、Q C 7 6 102 20 104 2)2)仍是仍是2 21010-7 -7 F. F. 3)3)仍是仍是2 21010-7 -7 F. F. 电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？ 极板面积极板面积 极板距离极板距离 电介质电介质 相对介电常数相对介电常数 艾普西隆艾普西隆 Epsilon 方法：方法：控制变量法控制变量法 有 机 玻 璃 板 + + + + + + + + + + + + 实验探究：实验探究：影响平行板电容器电容的因素影响平行板电容器电容的因素 - - - - - - - - - - - - 改变改变d d 改变改变S S

9、 改变改变 电介质电介质 说明：说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量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，从指针的偏转角度就可以知道两个 导体间的电势差的大小。导体间的电势差的大小。 多媒体实验室多媒体实验室 平行板电容器的电容公式：平行板电容器的电容公式： SC d C 1 两极板间距离两极板间距离 kd S C r 4 两极板正对面积两极板正对面积 静电力常量静电力常量 r C 介电常数介电常数 真空真空 =1=1 r 艾普西隆艾普西隆 Epsilon 几种常用电介质的相对介电常数几种常用电介质的相对介电常数 电介

10、质电介质空气空气煤油煤油石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母水水 r 1.00051.00052 26 66 68 84 41111 2.02.02.12.1 8181 空气的相对介电常数与空气的相对介电常数与1 1十分接近，研十分接近，研 究中，空气对电容的影响一般可以忽略。究中，空气对电容的影响一般可以忽略。 1 1、固定电容器：、固定电容器： 四、常用电容器四、常用电容器 （1 1）聚苯乙烯电容器：）聚苯乙烯电容器： 以以聚苯乙烯薄膜聚苯乙烯薄膜为电介质，为电介质，两层铝箔两层铝箔为极板。为极板。 符号：符号： （2 2）电解电容器：）电解电容器： 用用铝箔铝箔做一个极板，以铝箔上做一个极板

11、，以铝箔上很薄的一层氧化膜很薄的一层氧化膜 为电介质，用为电介质，用浸过电解液的纸浸过电解液的纸做另一个极板。做另一个极板。 符号：符号： 电容较大电容较大 2 2、可变电容器：、可变电容器： 两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片； 可以转动的一组铝片叫做动片可以转动的一组铝片叫做动片; ;空气为电介质。空气为电介质。 转动动片，使两组铝片的转动动片，使两组铝片的正对面积正对面积发生变化，电发生变化，电 容相应容相应变化变化。 符号：符号： 从电容器的包装上我们可以得到该电容的哪些信息？从电容器的包装上我们可以得到该电容的哪些信息？ 3 3电容

12、器的额定电压和击穿电压电容器的额定电压和击穿电压 (1)(1)额定电压：电容器能够额定电压：电容器能够_工作工作 时的电压时的电压 (2)(2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器击穿电压：电介质被击穿时加在电容器 两极板上的两极板上的_电压，若电压超过这一限电压，若电压超过这一限 度，则电容器就会被损坏度，则电容器就会被损坏 长期正常长期正常 最小最小 、电容器、电容器 的充放电的充放电 二、二、 电电 容容 三、平行板电容器：三、平行板电容器： 、定义：、定义： 充电：使原本充电：使原本不带电的两板不带电的两板带带 上上等量异种电荷等量异种电荷的过程的过程 放电：放电： 使充电后的电容器电荷

13、使充电后的电容器电荷 中和失去电荷中和失去电荷的过程的过程 、定义：两块、定义：两块彼此靠近彼此靠近又又互相绝缘互相绝缘的导体组的导体组 成的器件。成的器件。 一、一、 电电 容容 器器 、表达式：、表达式： 、物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱物理意义：反映电容器容纳电荷量本领的强弱 、国际单位：法拉或法（、国际单位：法拉或法（F F） 四、电容器的种类四、电容器的种类 Kd S C 4 1 1、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是 （ ） A A电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越 大大 B B电容器的极板

14、间电压越大，这只电容器的电容就越大电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大 C C如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零 D D对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的 增加而增加增加而增加 D D 2 2、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是 6V6V的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为 -9.0-9.01010-8 -8C C ，则电容器的带电量为，则电容器的带电量为 C C， 电容

15、器的电容为电容器的电容为 pFpF。若将此电容器两。若将此电容器两 极板与电动势为极板与电动势为12V12V的电池组相连，则电容器的电容为的电池组相连，则电容器的电容为 pFpF。 Q Q Q Q 9.09.01010-8 -8 1.51.510104 4 1.51.510104 4 2.02.01010-8 -8F F U Q C 1 1 U Q C 电容的另一种定义式电容的另一种定义式 11 CUQ 2 2 U Q C 22 CUQ )( 1212 UUCQQ UCQ即C102.0 -7 4 4、平行板电容器充电平衡后仍与、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连电源相连，两极板间的，两极板间的 电压是电压是U U，电荷量为，电荷量为Q Q，两极板间场强为，两极板间场强为E E，电容为，电容为C C，现，现 将两极板间距离减小，则将两极板间距离减小，则 （ ） A. QA. Q变大变大 B. CB. C变大变大 C. EC. E不变不变 D. UD. U变小变小 ABAB BCDBCD D D 17 105 E F q 、电容器、电容器 的充放电的充放电 二、二、 电电 容容 三、平行板电容器：三、平行板电容器： 、定义：、定义： 充电：使原本充电：使原本不带电