电容器的电容高二上学期物理人教版必修第三册

第十章

静电场中的能量第4节

电容器的电容能盛装东西的物体称为容器，能盛水的容器就可以称为水容器。水可以用容器储存起来，电荷是否也可以用一个“容器”储存起来呢？一、电容器平行板电容器电介质电容器的极板电容器的极板1.定义：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——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，叫做平行板电容器。任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。2.电路图符号：二、电容器的充、放电1.使电容器的两个极板分别带上等量的异种电荷，这个过程叫充电U++++++-Q+Q------Q↑、U↑、E↑稳定后不变G（1）两极板带等量异种电荷；（2）两极板间有与电源相等的电压；（3）两极板间有匀强电场；

（4）两极板间储存有电场能。电能电场能充电完成后：Q↓、U↓、E↓稳定后均为零其他电场能（1）两极板带电量为0；

（2）两极板间电压U=0；（3）两极板间场强E=0；

（4）两极板间无电场能。放电完成后：U++++++-Q+Q------G2.已经充电的电容器两极板上的电荷的中和过程，叫放电。用传感器观察电容器的充放电过程思考：充电过程中，电容器两极板间的电势差如何变化？能量如何转化？随着电容器极板所带的电荷量越来越多，两极板间的电场强度越来越大，电势差也越来越大。当两极板之间的电势差增大到电源电压时，充电结束，能量储存最多，充电过程中，电源的能量不断储存在电容器中。放电过程中，电容器两极板间的电势差如何变化？能量如何转化？随着电容器极板所带的电荷量越来越少，两极板间的电场强度越来越小，电势差也越来越小。当两极板之间的电势差减小到0时，放电结束，能量储存为0，放电的过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。三、电容1.定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。2.公式：3.单位：法拉，简称法，符号F；常用单位微法(μF)和皮法(pF)；

当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F1F=106μF=1012pF5.注意：电容器所带的电荷量Q是指一个极板所带电荷量的绝对值。4.物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下，电容器所带的电荷越多。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，电介质将被击穿，电容器损坏。这个极限电压称为击穿电压。

电容器外壳上标的电压是工作电压，或称额定电压，额定电压比击穿电压低。电容器的电容由本身结构决定，与Q、U无关。那么，电容大小具体是由什么决定的呢？可能有板间距离d、正对面积S、板间介质的绝缘性能等。6.平行板电容器的电容公式：两极板间距离两极板正对面积静电力常量介电常数①由

判断电容C的变化。（C随εr、S、d的变化而变化。）②由判断Q的变化。③由判断E的变化。平行板电容器的动态分析d增加C减小Q=CUQ减小E=U/dE减小S减小U不变C减小Q=CUQ减小E不变E=U/d①电容器始终与电源连接，U保持不变。C减小U=Q/CU增加E不变C减小U=Q/CU增加E增加②电容器始终与电源断开，Q保持不变。d增加S减小Q不变E=U/d（1）按结构分：固定电容器和可变电容器。（2）按形状分：圆柱电容器、平行板电容器、球形电容器。（3）按电介质分：空气电容器、真空电容器、聚苯乙烯电容器、云母电容器、陶瓷电容器、电解电容电容器等。四、常用电容器电容器充电在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质电容单位：法拉

1F=1C/V意义：容纳电荷的本领与电源连接，U保持不变与电源断开，Q保持不变放电1.某电容器的外壳上标有“1000μF80V”的字样,该参数表明（）A．该电容器只有在电压为80V时电容才为1000μFB．当两端电压为40V时，该电容器的电容为500μFC．该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿D．当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为8×10-2CD2.某种电容器的电容为C，当极板上所带电量为Q