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1、§5.4 电容 静电场的能量一、电容1 电容器：由两个用电介质（绝缘体）隔开的金属导体组成，它是一种常用的电工和电子元件。描述电容器的两个指标是电容和耐压。几种常见电容器及其符号：P852 电容定义1 电容是反映电容器本身性质的物理量；（电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关。与所带电荷量无关。）2 电容是描述电容器容纳电荷或储存电能的物理量；3 单位：法拉（F）例5-6 求平行板电容器的电容。已知两极板相对的表面积为S，极板间的距离为d。+ + + +- 已知：s d 求： c=? 解： 设两极板分别带电两极板间的电场强度两极板间的电势差二、电介质对电容器的影响 当电

2、容器两极板间充满某种均匀电介质时，电容将增大。真空中的电容介质中的电容相对电容率电容率讨论：电容器中充电介质的好处是增大电容量，还可提高耐压。电介质的击穿若电介质中的场强很大，电介质分子的正负电荷有可能被拉开而变成可自由移动的电荷。大量自由电荷的产生，使电介质的绝缘性能破坏而成为导体，称为电介质的击穿三、电容器的电能当电容器带电后，同时也储存了能量。因静电能和具体带电方式无关，以下面方法给电容器带电： q + dqQE-Q-(q +dq)q-q2dq-2dqdq-dq00t = tt = 0 以平板电容器为例，其电容量为C。自t = 0开始，每次自下极板把微量电荷dq移至上极板，电容器间电场逐

3、渐加大，除第一次外，每次移动外力都要克服静电力作功。 至t时刻，电容器已带电q，此时若再移动dq，外力作功为 最后，使电容器带电Q ，则外力作功共为 外力作的功全部储存在电容器中。电容器储能 还可有 注意:大电容千万不能摸指极板处。 应用：(1)照相机闪光灯 (2)心脏起搏器四、静电场的能量 能量密度1 电场的能量电容器的能量是储存在电容器的电场中。例：平行板电容器式中 为电场的单位体积中的能量。2 电场能量密度电场单位体积中的能量。物理意义电场是一种物质，它具有能量。电场空间所存储的能量3 能量的计算1）对于电容器由储能公式由场能公式例5-7 某电容器标有“10mF，450V”当充电到400

4、V时，它所储存的电能为多少？ 已知： 求： 解： 电容器贮存的电能2.能量变化的计算(1)引起能量变化的原因·电容器结构情况的变化，如 Q-QÞQ-Q初态末态 ·电容器中电介质情况的变化，如Q-Q-QQÞer初态末态 ·电容器连接情况的变化，如QQ-Q-Q00Þ初态末态 (2)变化过程中的保持条件·变化过程中保持电容器的电量不变，(电容器充电后和电源断开)；·变化过程中保持电容器的电压不变，(电容器始终和电源相联)。例： 带电Q的平板电容器板间距为d，现用力缓慢地拉动下极板，使板间距变为2d，求 (1)电容器能量的变化；(2)外力所作的功。 SdF电F外Q-QÞ2dQ-Q初态末态 解：(1)电容器

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