電容器與電容第一課時

1、攝影時如光線不足攝影時如光線不足, ,你一定知道用閃光燈你一定知道用閃光燈, ,在如此短的時在如此短的時間內(nèi)間內(nèi), ,僅靠電池直接給閃光燈供電就能發(fā)出如此強的光僅靠電池直接給閃光燈供電就能發(fā)出如此強的光嗎嗎? ?請你探究分析其中的奧妙請你探究分析其中的奧妙! !內(nèi)置閃光燈的相機萊頓瓶萊頓瓶-存儲電荷的裝置也可稱為也可稱為“電容器”探究感應(yīng)起電機的構(gòu)造與工作原理探究感應(yīng)起電機的構(gòu)造與工作原理1.電容器的構(gòu)造:任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以構(gòu)成電容器. 在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì)),就組成一個最簡單的電容器,叫做平行板電容器2. 2.電容器的工作狀態(tài)電容器的工作

2、狀態(tài): :作用作用: :可以容納電荷可以容納電荷. .充電：2. 2.電容器的工作狀態(tài)電容器的工作狀態(tài): :作用作用: :可以容納電荷可以容納電荷. .充電：使電容器帶電的過程使電容器帶電的過程, ,叫充電叫充電. .特點： A.兩極板帶等量異種電荷B.兩極板間有電壓C.極板間有電場D. 極板間有電場能放電:使電容器兩極板上的電荷中和的過程.是電場能轉(zhuǎn)化為其它能的過程 電容器所帶的電荷量，是指電容器所帶的電荷量，是指每個極板所帶的電荷量每個極板所帶的電荷量Q Q的絕對的絕對值值那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？. .實驗表明：實驗表明：電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量QQ與電容器兩與電容器

3、兩極板間的電勢差成正比，比值極板間的電勢差成正比，比值Q/U Q/U 是一個常是一個常量。不同的電容器，這個比值一量。不同的電容器，這個比值一 般是不同的。般是不同的。. .這個比值表征了電容器這個比值表征了電容器儲存電荷儲存電荷的特性的特性1.1.定義：把電容器帶定義：把電容器帶電量電量Q Q與兩極板間的與兩極板間的電壓電壓U U的的比值叫這個電容器的比值叫這個電容器的電容電容，用，用C C表示。表示。2.2.定義式：定義式： C=Q/UC=Q/U3.3.單位：法拉（單位：法拉（F F） 1F=1C/V1F=1C/V 其它單位：其它單位：1F = 101F = 106 6F = 10F =

4、101212pFpF4.4.物理意義：反映電容器容納電荷的本領(lǐng)。物理意義：反映電容器容納電荷的本領(lǐng)。任意任意一個極板帶電量的絕對值叫電容器的帶電一個極板帶電量的絕對值叫電容器的帶電量量V與h的關(guān)系=S hV+-+-類比QUCS的大小與V、h無關(guān)UUQQ類比法理解電容概念（水容器與電容器）類比法理解電容概念（水容器與電容器）類比結(jié)果：類比結(jié)果： C C不由不由Q Q和和U U來決定，由電來決定，由電容器本身來決定。容器本身來決定。對一個確定的電容器而言，電容是不變的，C與Q、U無關(guān)。對一個確定的水容器而言，水容是不變的，與m、h無關(guān)。U/VQ/CUQ1C1C2Q2C=Q/UC=Q/U最簡單的電容

5、器是平行板電容器最簡單的電容器是平行板電容器 猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？有關(guān)？兩極板間的距離兩極板間的距離d 兩極板間的正對面積兩極板間的正對面積S是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的種類是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的種類。C C和和d d成反比成反比 C C與與S S成正比成正比 C C與與成正比成正比 kdSCr4相對介電常數(shù)相對介電常數(shù)正對面積正對面積靜電力常量靜電力常量兩極板間的距離兩極板間的距離（平行板電容器）（平行板電容器）三三. .平行板電容的決定因素平行板電容的決定因素 電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與是電容器的電容是電容器本身的結(jié)構(gòu)決定，與

6、是否帶電或與帶電量的多少無關(guān)。否帶電或與帶電量的多少無關(guān)。十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一保持電容器的兩極板與電源相連保持電容器的兩極板與電源相連UC（d，S， ），Q，EkdSCr4Q=CUdUEkdSCr4Q=CUdUE 十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一充電后，切斷與電源的連接充電后，切斷與電源的連接C（d，S， ），U，E思考與討論思考與討論 ：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果電容器的兩極板與電

7、源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差，那么，兩極板間的電勢差U、電容器所帶的電量電容器所帶的電量Q、兩極板間的場強、兩極板間的場強E各如何變化？各如何變化？解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接，其解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接，其電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。 C=S/4kdS/d E=U/d1/d Q=CU=US/4kdS/d思考與討論思考與討論 ： 平行板電容器充電后，切斷與電源平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大的連接。

8、在這種情況下，如果增大d，則，則U、Q、E各各如何變化？如何變化？解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變始終不變。C=S/4kdS/dU=Q/C=Q/（S/4kd）d/SE=U/d=Q/Cd=Q/（Sd/4kd）= kQ/S 1/S展示各種電容器實物展示各種電容器實物電容器是一儲能元件電容器是一儲能元件。紙質(zhì)電容器紙質(zhì)電容器陶瓷電容器陶瓷電容器電解電容器電解電容器鉭電容器鉭電容器可變電容器可變電容器該元件有兩片錫箔（導體），中間是一層薄紙。3

9、3、擊穿電壓和額定電壓：、擊穿電壓和額定電壓： 加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被個限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿擊穿，這個電壓稱為這個電壓稱為擊穿電壓擊穿電壓。 電容器電容器正常工作正常工作時兩極板上的時兩極板上的最大電壓最大電壓，稱為稱為額定電壓額定電壓。額定電壓額定電壓比比擊擊穿電壓穿電壓低低外殼上標的電壓是外殼上標的電壓是額定電壓額定電壓電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-定片動片【例例1 1】兩平行金屬板，正對放置，充電后兩極間的電勢差為兩平行金屬板，正對放置，充電后兩極間

10、的電勢差為2V2V，兩極板帶電量分別為兩極板帶電量分別為+6+61010-6 -6C C和和-6 -61010-6 -6C C，求：，求：(1)(1)電容電容C C；(2)(2)若電勢差升高若電勢差升高1V1V，電容，電容CC和所帶電量和所帶電量QQ為多少為多少? ?【解析解析】電容器的電容電容器的電容C=Q/UC=Q/U，但電容是由電容器的構(gòu)造決，但電容是由電容器的構(gòu)造決定的，跟定的，跟Q Q、U U無關(guān)無關(guān). . (1) (1)根據(jù)電容的定義式根據(jù)電容的定義式 C=Q/U=(6C=Q/U=(61010-6-6/2)F=3/2)F=31010-6-6F F (2) (2)若電勢差升高若電勢差

11、升高1V1V，電容器的電容仍不變，而此時所帶，電容器的電容仍不變，而此時所帶電量電量 Q=CU=3Q=CU=31010-6-63C=93C=91010-6-6C C 如圖所示，是描述對給定的電容器充電時極板上帶電量極板間電壓和電容之間的關(guān)系的圖象，其中正確的是答案：BCD A該儀器中電容器的電極分別是金屬芯柱和導電液體金屬芯柱外套的絕緣層越厚，該電容器的電容越大如果指示器顯示電容增大了，則說明電容器中的液面升高了如果指示器顯示電容減小了，則說明電容器中的液面升高了答案：BU10VC=3.0X10-10Fd=1.2X10-3mm=2.0X10-13Kg7.7.如圖所示，一平行板電容器連在如圖所示，一平行板電容器連在U U10V10V的直流電源的直流電源上，電容上，電容C=3.0X10-10FC=3.0X10-10F，兩極板間距離，兩極板間距離d=1.2X10-3md=1.