高一物理必修三10.4电容器的电容

10.4电容器的电容第十章

静电场中的能量

水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个"容器"储存起来。图中的元件就是这样的"容器"——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样"装进"和"倒出"电荷的呢？010203一

电容器电容器是一种重要的电学元件电容器的作用：电容存电荷，隔直通交流；

并联能滤波，RC可延时；LC成振荡，发射电磁波。一

电容器两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。两板电荷等量异号，分布在两板的内侧，板间为匀强电场。把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路AVRESC21AVRESC21思考电流表和电压表的示数如何变化充电后电容器的两个极板分别带什么电荷，断开电源后，两极板上的电荷会消失吗？AVRESC21思考电流表和电压表的示数如何变化放电后电容器的两个极板的电荷量如何变化？电容器充电的过程中，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中；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。思考：在电容器充电的实验中，我们看到，电容器两极板之间的电势差增大时，电流表的示数不为0,这表明电容器所带的电荷量也在增加。那么，电容器所带的电荷量跟两极板间的电势差是否存在某种定量关系？探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系AVBES1A21S2把开关S1接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟a并联，可以看到电压表示数变为原来的一半；断开开关S1，闭合开关S2，让B的两极板完全放电，随后再断开开关S2，把B和A并联，电压表示数再次减少一半。还可以继续这样操作……实验结论：电容器的电荷量变为原来的一半时。其两极板间的电势差也变为原来的一半。二

电容

精确的实验表明，一个电容器所带的电荷量Q与两极板之间的电势差U之比是不变的。不同的电容器，这个比一般是不同的，可见电荷量Q与电势差U之比表征了电容器储存电荷的特性。

电容器所带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比，叫作电容器的电容。用C表示。Q指每一个极板带电量绝对值U表示电容器两板的电势差

电容在数值上等于使两极板间的电势差增加1V时所需要的电荷量。对电容的理解物理意义表征电容器容纳电荷本领大小的物理量影响因素电容器的电容与Q、U无关，由电容器本身的结构决定。比

荷电子的比荷为国际单位制：法拉—法（F）

1F=1C/V

常用单位：微法（μF);皮法（pF)1F=106μF=1012pF对电容器容纳电荷本领的理解类比：圆柱型水杯容器的储水本领hhABC思考哪个容器储水本领大？如何反映其储水本领？++++----+++++++-------Q´QUU´电容器使用时应注意的问题电容器上的标称值电容器上一般都标有电容器的电容和额定电压值击穿电压加在电容器上的电压若超过某一限度，电介质将被击穿，这个极限电压称为击穿电压。额定电压是指电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低，电容器上的标称电压是额定电压，电容器在不高于额定电压下工作都是安全、可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的．保持极板上的电荷量Q不变、两极板间的距离d也不变，改变两极板的正对面积s研究平行板电容器的电容和哪些因素有关实验方法：控制变量法实验现象分析左板上移正对面积减小静电计指针张角变大两极板电压增大电容器的电容减小保持极板上的电荷量Q不变、两极板的正对面积s也不变，改变两极板间的距离d研究平行板电容器的电容和哪些因素有关实验现象分析左板左移板间距离增大静电计指针张角变大两极板电压增大电容器的电容减小保持极板上的电荷量Q不变、两极板的正对面积s和两极板间的距离d都不变，在两极板间插入电介质。研究平行板电容器的电容和哪些因素有关实验现象分析插入电介质静电计指针张角变小两极板电压减小电容器的电容变大

式中k为静电力常量，εr是一个常数，与电介质的性质有关，叫作电介质的相对介电常数。

实验结论

减小平行板电容器两极板的正对面积、增大两极板之间的距离都能减小平行板电容器的电容；而在两极板之间插入电介质，却能增大平行板电容器的电容。反之亦然。

理论分析表明，当平行板电容器的两极板之间是真空时，电容C与极板的正对面积S、极板间的距离d的关系为

当两极板之间充满同一种介质时，电容变大为真空时的εr倍三

常用电容器聚苯乙烯电容器电解电容器可变电容器超级电容器

1某一电容器，当带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求（1）电容器的电容（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少（3）如果电容器不带电呢？

2、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，如增大两板间距d，则电容器电容C、板间电势差U、电容器所带电量Q，板间场强E分别如何改变？

与电源相连则U不变d增大C减小Q