H18电容器的电容

1、高中物理选修3-1人教版第一章 静电场1.8 电容器的电容 一、电容器一、电容器观察纸介电容器的构造观察纸介电容器的构造该元件有两片锡箔（导体）该元件有两片锡箔（导体）中间是一层薄纸。中间是一层薄纸。一、电容器一、电容器 在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质绝缘物质电介质（空气也是一种电介质），就电介质（空气也是一种电介质），就构成了一个最简单的电容器，叫做构成了一个最简单的电容器，叫做平行板电容器平行板电容器。这两个金属板叫做这两个金属板叫做极板极板中间的绝缘物质叫做中间的绝缘物质叫做电介质电介质平行板电容器平行板电容器任何两个任何两个彼此绝缘

2、彼此绝缘又相互靠近的又相互靠近的导体导体都可以构成电容器。都可以构成电容器。A AQQESUC（一）电容器的充电（一）电容器的充电A AES0UC注意注意电容的充电、放电都是电容的充电、放电都是短暂的短暂的过程，过程，有短暂的充电、放电电有短暂的充电、放电电流。流。（二）电容器的放电（二）电容器的放电 圆柱型水杯容器的储水问题圆柱型水杯容器的储水问题: :h hh hA AB BC C1.1.水位每升高水位每升高h h，试比较，试比较A A、B B、C C的储水量的储水量2.2.哪个储水本领大？哪个储水本领大？如何反映其储水本领？如何反映其储水本领？hQ深度水量S截面积思考与讨论思考与讨论那电

3、容器储存电荷的本领如何表征呢？UQC 实验表明：实验表明： 一个电容器所带的电荷量一个电容器所带的电荷量Q Q与电容器与电容器两极板间的电势差两极板间的电势差U U成正比，比值成正比，比值 是是一个常量。与电容器本身有关，不同的电一个常量。与电容器本身有关，不同的电容器的比值是不同的。可见，这个比值表容器的比值是不同的。可见，这个比值表征了电容器储存电荷的特性。征了电容器储存电荷的特性。UQ1 1、电容器所带电量、电容器所带电量Q Q与电容器两极板间的电势差与电容器两极板间的电势差U U的比的比值，叫电容器的电容。符号值，叫电容器的电容。符号C C。2 2、电容的定义式、电容的定义式: : Q

4、 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, , U U表示电容器两板的电势差表示电容器两板的电势差电压电压. .3 3 、理解：、理解： 电容器的电容与电容器的电容与Q Q、U U无关，无关，由电容器本身的结由电容器本身的结构决定。构决定。二二. .电容电容UQC 4 4、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1V1V时，时，所需要的电荷量。所需要的电荷量。 5 5、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。物理量。6 6、单位：、单位： 国际单位制：法拉国际单位制：法拉法（法（F F）

5、 1F=1C / V1F=1C / V 常用单位：微法（常用单位：微法（F);F);皮法（皮法（pF) pF) 1F=10 1F=106 6F=10F=101212pFpFUQC课堂训练课堂训练1 1、某一电容器，当带电量为、某一电容器，当带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的电势差为两极板间的电势差为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）当所带电量减半时，电容器的电容为多少为多少？（3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？三、平行板电容器的电容的相关因素三、平行板电容器的电容的相关因素 平行板电容器是最简单的也

6、是最基本的电容平行板电容器是最简单的也是最基本的电容器，我们以平行板电容器为例研究影响平行板电器，我们以平行板电容器为例研究影响平行板电容器的因素。容器的因素。实验中会使用静实验中会使用静电计测量平行板电计测量平行板电容器两极板间电容器两极板间的电势差的电势差U U。 保持极板上的保持极板上的电荷量电荷量Q Q不变，两极板不变，两极板间距间距d d不变，改变两极不变，改变两极板的正对面积，通过板的正对面积，通过静电计指针的变化来静电计指针的变化来观测两极板电势差的观测两极板电势差的变化。变化。（1 1）改变两极板的正对面积）改变两极板的正对面积结论：结论：电容电容C C随正对随正对面积面积S

7、S的增大而增大的增大而增大。现象：现象：S S ，U U 保持极板上的电荷保持极板上的电荷量量Q Q不变，两极板正对不变，两极板正对面积面积S S不变，改变两极不变，改变两极板间的距离板间的距离d d，通过静，通过静电计指针的变化来观测电计指针的变化来观测两极板电势差的变化。两极板电势差的变化。（2 2）改变两极板间的距离）改变两极板间的距离结论：结论：电容电容C C随两极板随两极板间距间距d d的增大而减小的增大而减小 。现象：现象：d d ，U U 保持保持Q Q、S S、d d都不变，在两极板间都不变，在两极板间插入电介质，通过静插入电介质，通过静电计的指针来观测两电计的指针来观测两极板

8、间电势差的变化。极板间电势差的变化。（3 3）在两极板间插入电介质）在两极板间插入电介质结论：结论：电容电容C C随电介质随电介质的相对介电常数的增的相对介电常数的增大而增大大而增大。现象：现象： ，U U理论表明理论表明: : 当平行板电容器的两极板间是当平行板电容器的两极板间是真空时真空时，电容电容C C与极板的正对面积与极板的正对面积S S、极板距离、极板距离d d的关系的关系为为kdSC4式中式中k k为静电力常量。为静电力常量。 当两极板间充满同一种当两极板间充满同一种介质时介质时，电容变大为，电容变大为真空时的真空时的r r倍，即倍，即kdSCr4 r r是一个常数，与电介质的性质

9、有是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的关，称为电介质的相对介电常数相对介电常数。几种常用电介质的几种常用电介质的相对相对介电常数介电常数四、常见电容器四、常见电容器 常用的电容器从构造上看主要分为两种，可常用的电容器从构造上看主要分为两种，可以分为以分为固定电容器固定电容器和和可变电容器可变电容器。电容固定不变电容固定不变 如：聚苯乙烯电容器；如：聚苯乙烯电容器； 电解电容器；电解电容器；可变电容器：可变电容器：以聚苯乙烯膜为电以聚苯乙烯膜为电介质，把两层铝箔介质，把两层铝箔隔开，卷起来，就隔开，卷起来，就制成了聚苯乙烯电制成了聚苯乙烯电容器。改变铝箔的容器。改变铝箔的面积和薄膜的厚度

10、面积和薄膜的厚度可以制成不同电容可以制成不同电容的聚苯乙烯电容器。的聚苯乙烯电容器。聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器 电解电容器是用铝板电解电容器是用铝板做一个极板，用铝箔做一个极板，用铝箔上很薄的一层氧化膜上很薄的一层氧化膜做电介质，用浸过电做电介质，用浸过电解液的纸做另一个电解液的纸做另一个电极板（要靠另一铝箔极板（要靠另一铝箔与外部引线连接）制与外部引线连接）制成的。由于氧化膜很成的。由于氧化膜很薄，所以电容很大。薄，所以电容很大。 电解电容器电解电容器 可变电容器可变电容器可变电容器由两组铝可变电容器由两组铝片组成，固定的一组片组成，固定的一组铝片叫做定片，可以铝片叫做定片，可以转动的一组

11、铝片叫做转动的一组铝片叫做动片。转动动片，使动片。转动动片，使两组铝片的正对面积两组铝片的正对面积发生变化，电容就随发生变化，电容就随着改变。着改变。五、电容器使用时应注意的问题五、电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的、电容器的击穿电压击穿电压：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。极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的、电容器的额定电压额定电压：电容器正常工作时的最大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额定电压低于

12、击穿电压3 3、注意电解电容器的极性、注意电解电容器的极性 关于电容器及其电容的叙述正确的是关于电容器及其电容的叙述正确的是( )( )A A任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关电容器，跟这两个导体是否带电无关B B电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和数和C C电容器的电容与电容器所带电荷量成反比电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D D一个电容器的电荷量增加一个电容器的电荷量增加Q Q1.01.010106 6C C时，两时，两极间电压升高极间电压升高1

13、0V10V，则电容器的电容无法确定，则电容器的电容无法确定 对电容及电容器的理解对电容及电容器的理解A A下列关于电容的说法正确的是下列关于电容的说法正确的是( )( )A A电容器简称电容电容器简称电容B B电容器电容器A A的电容比的电容比B B的大，说明的大，说明A A的带电荷量比的带电荷量比B B多多C C电容在数值上等于使两极板间的电势差为电容在数值上等于使两极板间的电势差为1V1V时电时电容器需要带的电荷量容器需要带的电荷量D D由公式由公式C CQ Q/ /U U知，电容器的电容与电容器两极板知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比间的电压成反比，

14、与电容器所带的电荷量成正比C C如图是描述对给定的电容器充电时电荷量如图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q Q、电压电压U U、电容、电容C C之间相互关系的图象，其中正确之间相互关系的图象，其中正确的是的是( () )BCDBCD 如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差容器两极板之间的电势差U U，现使，现使B B板带电，则下列判板带电，则下列判断正确的是断正确的是( )( )平行板电容器的动态分析平行板电容器的动态分析A A增大两极之间的距离，增大两极之间的距离，指针张角变大指针张角变大B B将将A A板稍微上移，静板稍微

15、上移，静电计指针张角将变大电计指针张角将变大C C若将玻璃板插入两板若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大之间，则静电计指针张角变大D D若将若将A A板拿走，则静电计指针张角变为零板拿走，则静电计指针张角变为零A AB B如图所示，平行板电容器的两极板如图所示，平行板电容器的两极板A A、B B接于电池接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关开关S S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为角为则则( () )A A保持保持S S闭合，将闭合，将A A板向板向B B板靠近，则板靠近，则变大变

16、大B B保持保持S S闭合，将闭合，将A A板向板向B B板靠近，则板靠近，则变小变小C C断开断开S S，将，将A A板向板向B B板靠近，则板靠近，则变大变大D D断开断开S S，将，将A A板向板向B B板靠近，则板靠近，则不变不变A AD D两个较大的平行金属板两个较大的平行金属板A A、B B相距为相距为d d，分别接在电压，分别接在电压为为U U的电源正、负极上，这时质量为的电源正、负极上，这时质量为m m，带电量为，带电量为q q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在其他条件的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，不变的情况下

17、，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中那么在错开的过程中( () )A A油滴将向上加速运动，电流从油滴将向上加速运动，电流从b b流向流向a aB B油滴将向下加速运动，电流从油滴将向下加速运动，电流从a a流向流向b bC C油滴静止不动，电流从油滴静止不动，电流从b b流向流向a aD D油滴静止不动，电流从油滴静止不动，电流从a a流向流向b bD 如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连如图所示，计算机键盘的每一个键下面都连有一块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块有一块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定的金属片。这两片金属组成一小电容器。该小的固定的

18、金属片。这两片金属组成一小电容器。该电容器的电容电容器的电容C C可用公式可用公式C CSS/ /d d计算，式中常量计算，式中常量9 910101212F/mF/m，S S表示金属片的正对面积，表示金属片的正对面积，d d表示两表示两金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属片的正被按下了，从而给出相应的信号。设每个金属片的正对面积为对面积为50mm50mm2 2，键未按下时两金属片的距离为，键未按下时两金属片的距离为0.6mm0.6mm。如果电容变化如果电容变化0.25pF0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下号，则键至少需要被按下_。电容器的应用电容器的应用电容式键盘电容式键盘 答案：0.15mm利用传感电容器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，利用传感电容器可检测矿井渗水，从而发出安全警报，避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图，电容器的