魯科版高中物理選修3-1課件2.4《電容器__電容》3 (共21張PPT)

1、帶電體放在空中，它所帶的電荷是會慢慢地失去的，為了保存電荷，我們就需要有一個能“裝電荷的容器”電容器。1 1、電容器：能夠容納（儲存）電荷的器件。、電容器：能夠容納（儲存）電荷的器件。 電容器是一種存儲電荷的裝置，它在收音機、電視機、洗衣機、電冰箱等各種家用電器中是一個不可缺少的關鍵元件之一。例如收音機的“調臺”就是利用電容器來實現(xiàn)的。那么，電容器的構造如何？它有和性質及特點呢？（1）構造：）構造：兩個互相靠近且彼此絕緣的導體。兩個互相靠近且彼此絕緣的導體。a.電容器的極板：構成電容器的兩個導體。b.最簡單的電容器平行板電容器：在兩個正對的平行金屬 板間夾上一層電介質（絕緣體）。（2 2）工作

2、方式）工作方式: :1 1）充電：使電容器帶電的過程。）充電：使電容器帶電的過程。 （其它能轉化為電場其它能轉化為電場 能）能）充電后兩極板帶有等量的異種電荷。若充電后兩極板帶有等量的異種電荷。若 保持與電源連接，則板間電壓保持與電源連接，則板間電壓U U不變；若斷不變；若斷開開 電源，則極板所帶電量電源，則極板所帶電量Q Q不變。不變。 2 2）放電：使電容器失去電荷的過程。）放電：使電容器失去電荷的過程。（電場能轉化為電場能轉化為 其它形式的能）其它形式的能）（3 3）電容器是儲存電場能的裝置。）電容器是儲存電場能的裝置。 1 1）原理：異種電荷互相吸引。）原理：異種電荷互相吸引。 2 2

3、）電容器的電荷量：一個極板所帶電量的絕對值。）電容器的電荷量：一個極板所帶電量的絕對值。不同的電容器容納電荷的本領是不同的，就像不同的容器的裝水量各不相同一樣。為了衡量電容器這種本領的異同，我們引入一個新的物理量”電容“。2 2、電容：描述電容器容納電荷本領大小的物理、電容：描述電容器容納電荷本領大小的物理 量。量。（1 1）電容是電容器本身的一種屬性，其大小與）電容是電容器本身的一種屬性，其大小與 電容器的電荷量無關。電容器的電荷量無關。o對于一個固定的電容器來說，若其電荷量Q增大，則其正極板的電勢升高，而負極板的電勢降落，正、負極板的電勢差U必增大，且Q與U成正比（QEU），比值Q/U是一

4、個常量。此常量越大，則表明U一定時，容納了更多的電荷量Q，即此電容器的電容越大。（2 2）概念：電容器所帶電荷量）概念：電容器所帶電荷量Q Q與兩極板間電勢與兩極板間電勢 差差U U的比值叫電容器的電容。的比值叫電容器的電容。（3 3）定義式：）定義式：UQC （4 4）單位：法拉（簡稱法），符號為）單位：法拉（簡稱法），符號為“F F”。 常用單位：微法（常用單位：微法（FF）、皮法（）、皮法（pFpF）。）。 1F = 101F = 10-6 -6F F，1 pF =101 pF =10-12-12F F。 電容的大小顯然應取決于自身的結構，那么跟哪些因素有關呢？（5 5）計算式：）計算式

5、：UQUUQQUQC+靜電計靜電計 靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用來測量導體間的電靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用來測量導體間的電勢差，從指針的偏轉角度就可以知道兩個導體間的電勢差。勢差，從指針的偏轉角度就可以知道兩個導體間的電勢差。在在Q Q和和S S不變時，不變時，d d減小，減小，U U減小。由減小。由C=Q/UC=Q/U知：知：C C增大。增大。d則引力則引力F，容量容量C+靜電計 在在Q Q和和d d不變時，不變時，S S越小，越小，U U越越大。由大。由C=Q/UC=Q/U可知：可知：C C越小。越小。S相相當于當于r，引力引力F，故故C+靜電計 在在Q Q、 d d和和S

6、S不變時，插入不變時，插入電介質（電介質（ r r增大），增大），U U減小。由減小。由C=Q/UC=Q/U知：知：C C增大。增大。 介質介質插入平插入平行板電行板電容器兩容器兩極中后，極中后，使正負使正負極板中極板中的電荷的電荷更加不更加不易相向易相向運動而運動而中和，中和，從而從而CC。（6 6）決定式：）決定式：dkSCr4（平行板電容器） r相對介電常數；k=9.0109Nm2/C2 一般來說，電容器的電容決定于兩極板的大小和形狀、相對位置及板間的電介質。3 3、常用電容器：、常用電容器：（1 1）按構）按構 造分造分: :固定電容器：固定電容器：C C不可變（符號為不可變（符號為

7、） 可變電容器：可變電容器：C C可改變（符號為可改變（符號為 ）半可變電容器：半可變電容器：C C只能作微小改變只能作微小改變（2 2）按介）按介 質分：質分：紙介電容器：容量大，價格低，體積??； 損耗大，有電感。云母電容器：介質損耗小，絕緣性能好， 較穩(wěn)定。4 4、電容器的重要指標：電容及額定電壓。、電容器的重要指標：電容及額定電壓。瓷介電容器：耐磨，壽命長；易破碎。電解電容器：容量大（介質薄且兩極近)， 體積??；有極性，易漏電。 （符號為： ）（2）擊穿電壓：加在電容器兩極上的極限電壓。擊穿電壓：加在電容器兩極上的極限電壓。（1 1）額定電壓：電容器長期工作所能承受的電壓。）額定電壓：電

8、容器長期工作所能承受的電壓。一般情況下，工作電壓應低于擊穿電壓。小結：小結：1 1、電容器是電器中是一個不可缺少的關鍵元件之一。、電容器是電器中是一個不可缺少的關鍵元件之一。2 2、任何兩個相近又彼此絕緣的導體均可認為是一個電、任何兩個相近又彼此絕緣的導體均可認為是一個電 容器容器（如一段雙股塑料電線，兩股平行的輸電線等）（如一段雙股塑料電線，兩股平行的輸電線等），其，其 容量容量電容的大小只跟電容器自身的構造（電容的大小只跟電容器自身的構造（S S、d d 、 r r）有關，而與）有關，而與Q Q、U U無關。無關。3 3、利用公式、利用公式C =C =r rS S4kd4kd，C = QC

9、 = QU U，E = UE = Ud d，可，可 以判斷電容器的帶電量以判斷電容器的帶電量Q Q、兩極板間電勢差、兩極板間電勢差U U、兩極、兩極 板間場強板間場強E E的變化。的變化。(Q= (Q= r rS SU U 4kd ; U=4kQd4kd ; U=4kQd / /r rS; E=4kQ/ S; E=4kQ/ r rS) S)4 4、電容的串聯(lián)：、電容的串聯(lián)：1/C=1/C1/C=1/C1 1+1/C+1/C2 2+1/C+1/C3 3 電容的并聯(lián)：電容的并聯(lián)：C=CC=C1 1+C+C2 2+C+C3 3+1 1、某電容、某電容C=20PFC=20PF，那么用國際單位表示，它的

10、電容，那么用國際單位表示，它的電容 為為_F_F 2 21010-11-11練習鞏固：練習鞏固：2 2、兩個電容器電量之比為、兩個電容器電量之比為2 2：1 1，電壓之比為，電壓之比為1 1：2 2， 則則 它們的電容之比為它們的電容之比為_ _ 。 4:13 3、對于一個確定的電容器的電容正確的理解是：（、對于一個確定的電容器的電容正確的理解是：（ ） A A電容與帶電量成比。電容與帶電量成比。 B B 電容與電勢差成反比。電容與電勢差成反比。 C C電容器帶電量越大時，電容越大。電容器帶電量越大時，電容越大。 D D對確定的電容器，每板帶電量增加，兩板間電勢對確定的電容器，每板帶電量增加，

11、兩板間電勢 差必增加。差必增加。D4 4、關于電容器的電容，下列說法正確的是：（、關于電容器的電容，下列說法正確的是：（ ） A.A.電容器所帶的電荷越多，電容就越大電容器所帶的電荷越多，電容就越大 B.B.電容器兩極板間電壓越高，電容就越大電容器兩極板間電壓越高，電容就越大 C.C.電容器所帶電荷增加一倍，則兩極間的電壓也一電容器所帶電荷增加一倍，則兩極間的電壓也一 定增加一倍定增加一倍 D.D.電容表征電容器容納電荷的本領的物理量電容表征電容器容納電荷的本領的物理量CD5 5、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少、有一正充電的平行板電容器，若使它的電荷量減少 3 31010-4 -

12、4C C，其電壓降為原來的三分之一，則，其電壓降為原來的三分之一，則: :（ ）A A、電容器原來的帶電量可能是、電容器原來的帶電量可能是9 91010-4 -4C C B B、電容器原來的帶電量為、電容器原來的帶電量為4.54.51010-4 -4C C C C、電容器原來的電壓可能為、電容器原來的電壓可能為1V1VD D、電容器原來的電壓可能為、電容器原來的電壓可能為1 11010-4 -4V VBCD6 6、下列說法中正確的是、下列說法中正確的是: :（ ） A A、平行板電容器一板帶電、平行板電容器一板帶電Q Q，另一板帶電，另一板帶電Q Q， 則此電容器不帶電。則此電容器不帶電。 B

13、 B、由公式、由公式C=Q/U C=Q/U 可知，電容器的電容隨帶電量可知，電容器的電容隨帶電量Q Q的的 增加而變大。增加而變大。 C C、平行板電容器保持帶電量不變而增大板距時，兩、平行板電容器保持帶電量不變而增大板距時，兩 板間電壓要減小。板間電壓要減小。 D D、電容器的帶電量與兩極板間的電勢差成正比。、電容器的帶電量與兩極板間的電勢差成正比。7 7、兩塊平行金屬板帶等量異量電荷，要使兩板間的電、兩塊平行金屬板帶等量異量電荷，要使兩板間的電 壓加倍，而板間的電場強度減半，應使（壓加倍，而板間的電場強度減半，應使（ ）A A、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉淼?、兩板的電荷量加倍，而距離變

14、為原來的4 4倍倍B B、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉淼?、兩板的電荷量加倍，而距離變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍C C、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉淼?、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉淼? 4倍倍D D、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉淼?、兩板的電荷量減半，而距離變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍C8 8、用兩節(jié)相同的電池給兩個電容器、用兩節(jié)相同的電池給兩個電容器C C1 1和和C C2 2充電，已充電，已 知知C C1 1C C2 2，當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩電容器的電勢，當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩電容器的電勢 差分別為差分別為U U1 1和和U U2 2，帶電量分別為，帶電量分別為Q Q1 1和和Q Q2 2，則：

15、，則： （ ） A AU U1 1U U2 2 B BU U1 1=U=U2 2 CQ1=Q2 DQ1Q2 BD9 9、某平行板電容器的電容為、某平行板電容器的電容為C C，帶電荷量為，帶電荷量為Q Q，相距為，相距為 d d，今在板間中點放一個電荷量為，今在板間中點放一個電荷量為q q的點電荷，則它的點電荷，則它 受到的電場力的大小為（受到的電場力的大小為（ ） A A、 B B、 C C、 D D、 2dkQq22dkQq4CdQqCdQq2C1010、對于給定的電容器，在描述電容量、對于給定的電容器，在描述電容量C C、帶電量、帶電量Q Q、兩兩 板間電勢差板間電勢差U U的相互關系中，

16、下列圖的相互關系中，下列圖1 11616中正確的中正確的 是：是：( )( )ACED1111、在下圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板、在下圖所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板A A 與一個靈敏的靜電計相接，極板與一個靈敏的靜電計相接，極板B B接地，若極板接地，若極板B B稍稍 向上移動一點，由觀察到的指針變化做出平行板電向上移動一點，由觀察到的指針變化做出平行板電 容器電容變小的依據是：（容器電容變小的依據是：（ ） A A、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變小 B B、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷量變大、兩極板間的電壓不變，極板上的電荷

17、量變大 C C、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變小 D D、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大、極板上電荷量幾乎不變，兩極板間電壓變大A1212、平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在、平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在 兩板間有一正電荷（電荷量很少）固定在兩板間有一正電荷（電荷量很少）固定在P P點，如點，如 圖所示，以圖所示，以U U表示電容兩極板間的電壓，表示電容兩極板間的電壓，E E表示兩極表示兩極 板間的場強，板間的場強，E Ep p表示正電荷在表示正電荷在P P點的電勢能，若保點的電勢能，若保 持負極板不動，而將正極板

18、移至圖中虛線所示的位持負極板不動，而將正極板移至圖中虛線所示的位 置，則（置，則（ ）A A、U U變大，變大， E Ep p不變不變 B B、E E變大，變大， E Ep p不變不變C C、U U變小，變小， E Ep p變大變大 D D、U U不變，不變， E Ep p不變不變解：由解：由U=4kQd/U=4kQd/r rS S及及 E=4kQ/ E=4kQ/ r rS S可知：可知：d d增大，則增大，則U U增大增大 而而E E不變；不變；E Ep p= q= q p p=qEd=qEd1 1 也不變。也不變。1313、如圖所示，、如圖所示， C C1 1和和 C C2 2是兩個相同的平行板電容器，是兩個相同的平行板電容器，帶帶 有相等的電荷量，用導線連接如圖。今在電容器有相等的電荷量，用導線連接如圖。今在電容器 C C1 1 的兩極板間插入一塊電介質，在電介質插入的過程的兩極板間插入一塊電介質，在