物理3-1_§2.4_《电容器_电容》.

1、问题问题:电容器到底是什么样的元件？电容器到底是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什么？它的作用、构造、原理是什么？ 本节课就要研究这些问题。本节课就要研究这些问题。 2.4 电容器 电容 第二章第二章 电势能与电势差电势能与电势差第4节 电容器 电容一、电容器一、电容器(capacitor)1、定义：我们把在电路中具有储存电荷功能的装置叫做电容器 实际上，任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都具有较强的储电能力，都可以看成一个电容器。 3、平行板电容器：两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质（电介质）所组成的电容器叫做平行板电容器。两个金属板叫电容器的极板。2、电路图符号电路图符号：4、电容

2、器的工作原理：（1）电容器充电： 电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。电源能量（2）充电过程的实质：电场能转化+ + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _12S+Q-Q正极板正极板负极板负极板U电容器充放电电路图UIIE（2）电容器放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。 电场能 其他形式的能放电过程的实质 ：转化电容器是储存电场能的一种装置+ + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _12S+Q-Q电容器充放电电路图I 充电后的电容器两极间的电势差

3、，叫电容器的电压。一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电压U成正比，比值Q/U是一个常量。 而且对于不同的电容器，这个比值一般是不同的。可见，这个比值表征了电容器储存电荷的特性。QCU 电容器充电后，任意一个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量，用“Q”表示。6121F10 F10 pF把电容器带电量Q与两极板间的电压U的比值叫这个电容器的电容，用C表示。UQC 二、电容（capacitance)Qh水量深度S=截面积U U+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - -Q Qh=1cmh=1cm电容器是用来储存电荷的容器

4、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 CS = V/hS = V/hC = Q/UC = Q/U问题：水杯的问题：水杯的S S是由是由水的水的V V、h h决定的吗？决定的吗？类比结果：类比结果：C C不由不由Q Q和和U U来决定，由电容器来决定，由电容器本身来决定。本身来决定。+ + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - -

5、 - -Q Q提示：提示：不正确电容C由电容器本身的结构决定甲同学说：“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？乙同学说：“若A电容器带电比B电容器带电量多，则A的电容就比B的电容大”。此说法对吗？为什么？ U1U/VQ/CC1C2Q1Q2111UQC222UQCUQC直线的斜率表示电容的大小直线的斜率表示电容的大小 验电器静电计检验物体是否带电测物体的带电量、测电势差三三. .决定电容大小的因素决定电容大小的因素 静电计与电压表在测量上有何不同？静电计与电压表在测量上有何不同？三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容1 1、电容与两板正对面积、电容与两板正对面

6、积S S的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SUSUUQC SC CC静电计静电计2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容dUdUdC1CUQC C3 3、电容与电介质的关系：、电容与电介质的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容介质UrCCUQC 4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SC dC1两板间距离两板间距离kdSCr4两板正对面积两板正对面积介电常数介电常数真空真空 r r=1=1静电力常量静电力常量rCkdSCr4正对

7、面积正对面积两极板间的距离两极板间的距离三三. .决定电容大小的因素决定电容大小的因素 大量的实验表明：平行板的电容器的电容大量的实验表明：平行板的电容器的电容C与正与正对面积对面积S成正比，与极板间的距离成正比，与极板间的距离d成反比，与电成反比，与电介质的相对介电常数成正比。在国际单位制下，介质的相对介电常数成正比。在国际单位制下，有有 相对介电常数相对介电常数静电力常量静电力常量几种常见的电介质的相对介电常数kdSCr41r 平行板电容器充电后，继续保持电容器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，如的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距增大两板间距

8、d，则板间电势差，则板间电势差U、电容器、电容器所带电量所带电量Q，板间场强，板间场强E各如何改变？各如何改变？思考题：思考题：电容器与电源相连，电容器两板间电势差U不变； 增大d，电容C减小，则Q减小。增大d，电容C减小，则E减小；充电后，切断电容器与电源的连接，电容 器所带电荷量Q不变，平行板电容器充电后，切断与电源的平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大连接。在这种情况下，如增大d，则，则U、Q、E各如何改变？各如何改变？ 增大d，电容C减小，则U增大；不变所以，因为ESkQdkdSQCdQdCQdUE,44关于电容器和电容的概念下列说法中不正确的是()A任何两个彼此

9、绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器B用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷C某一电容器带电量越多，它的电容就越大D某一电容器两板间的电压越高，它的电容不一定越大对电容器的认识对电容器的认识C 电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是()A电容器的电容表示其储存电荷的能力B电容器的电容与它所带的电荷量成正比C电容器的电容与它两极板间的电压成正比D电容的常用单位有F和pF,1 F10 3pFA 关于电容器的充放电，下列说法中正确的是( )A充放电过程中外电路有瞬间电流B充放电过程中外电路有恒定电流C充电过程中电源提供的电能全部转化为内能D放电过程中电容器中的电场能逐

10、渐减小AD 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有一充电的平行板电容器，两极板间电有一充电的平行板电容器，两极板间电压为压为3 V，先使它的电荷量减少，先使它的电荷量减少3104 C，于，于是电容器两板间的电压降为原来的是电容器两板间的电压降为原来的1/3，此电容，此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？部放掉，电容器的电容是多大？【答案】【答案】150 F150 F 例例. . 电容为电容为 5.05.010 10 3 3 pF pF 的空气平行板电

11、的空气平行板电容器，极板间的距离为容器，极板间的距离为1.0 cm 1.0 cm ，电荷量为，电荷量为 6.06.010107 7 C C 。求。求: :（1 1）电容器的电压）电容器的电压; ;（2 2）两）两极板间的电场强度极板间的电场强度; ;（3 3）若电压或电荷量发生变）若电压或电荷量发生变化，这个电容器的电容有无变化？化，这个电容器的电容有无变化？ （2）两极板间的电场强度为两极板间的电场强度为 解解: :（1）两极板间的电压为两极板间的电压为CQU V102 . 1V100 . 5100 . 6297 dUE V/m102 . 1V/m100 . 1102 . 1422 （3）电

12、容器的电荷量没有发生变化。电容器的电荷量没有发生变化。 mgFNmgF12101CNdUE/1024CEFq171051) 1)按按电介质电介质的不同分的不同分, ,有有纸介电容器纸介电容器、陶瓷电容器陶瓷电容器、电解电容器电解电容器等等. .四、常用电容器四、常用电容器2)2)按按电容是否可变电容是否可变分分, ,有有固定固定电容器电容器、可变电容器可变电容器等等. .电解电容器电解电容器 ：正负极不能接反，正负极不能接反，不能接交流电不能接交流电. .聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器: :固定电容器：电容固定不变固定电容器：电容固定不变.可变电容器可变电容器: :通过改变两极间通过改变两极间的

13、正对面积或距离来改变电容的正对面积或距离来改变电容. .+-从电容器的包装上我们可以得到该电容从电容器的包装上我们可以得到该电容的那些信息的那些信息： 加在电容器两极板上的电压不能超过加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将某一个限度，超过这个限度，电介质将被被击穿击穿，这个电压称为，这个电压称为击穿电压击穿电压。 电容器电容器正常工作正常工作时两极板上的时两极板上的最大电最大电压压，称为，称为额定电压额定电压。额定电压额定电压比比击穿电压击穿电压低低外壳上标的电压外壳上标的电压是是额定电压额定电压某电容器上标有“25 V,450 F”的字样，对此下列说法正确的是()

14、A此电容器在直流25 V以下的电压下能正常工作B此电容器必须在直流25 V的电压下才能正常工作C当工作电压是直流25 V时，电容才是450 FD以上说法都不正确A1照相机的电子闪光灯发出强烈的闪光，是通过照相机的电子闪光灯发出强烈的闪光，是通过_来实现的来实现的电容器电容器2利用电容器可以测量水位：利用电容器可以测量水位：金属板表面有等量异种电荷绝缘处理外壳金属环驻极体驻极体振动膜振动膜衬筒金属极板金属极板驻极体话筒的组成3驻极体话筒是利用驻极体话筒是利用_的原理的原理制造的：主要由制造的：主要由_和和_构成一个容量约几十皮法的电容器构成一个容量约几十皮法的电容器电容器电容器振动膜振动膜金属极板金属极板课堂小结课堂小结kdSCr43、电容：电容器所带的电量与两极板的电势差的比值、电容：电容器所带的电