電容器的電容 (2)課件

1.8電容器的電容一、電容器1．電容器：兩個相互

又彼此

的導(dǎo)體組成一個電容器．2．電容器的充電和放電(1)充電：①定義：使電容器兩極板帶上

電荷的過程叫做充電．如下圖甲所示．②特征：兩極板所帶等量異種電荷均勻分布在兩極板相對的

，充電的過程是將電場能儲存在電容器中．靠近絕緣等量異種內(nèi)側(cè)(2)放電：①定義：使充電后的電容器

電荷的過程叫做放電．如下圖乙所示．②特征：放電過程是儲存在電場中的

轉(zhuǎn)化為其他形式的能．3．電容器的帶電荷量：是指其中一個

所帶電荷量的絕對值．失去電場能極板二、電容1．定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的

，叫做電容器的電容．2．定義式：

.3．單位是法拉，簡稱法，符號是F.常用單位還有微法(μF)和皮法(pF)，量值關(guān)系：1F＝106μF＝1012pF.比值四、平行板電容器的電容1．實(shí)驗(yàn)：探究影響電容的幾個因素(1)實(shí)驗(yàn)方法：

法．(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懫叫邪咫娙萜麟娙莸囊蛩兀?3)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)析：如下圖甲、乙、丙．控制變量五、常見的電容器1．分類(1)按電介質(zhì)分：空氣電容器、

電容器、

電容器、陶瓷電容器、

電容器、

電容器等；(2)按是否可變分：

電容器、

電容器等．云母紙質(zhì)滌綸電解可變固定 對于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是()A．將兩極板的間距加大，電容將增大B．將兩極板平行錯開一些，使正對面積減小，電容將減小C．在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大D．在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大2．電容器的擊穿電壓和額定電壓(1)擊穿電壓：電容器兩極板間電壓超過某一數(shù)值，電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓為電容器的擊穿電壓．電容器正常工作時的電壓應(yīng)低于擊穿電壓．(2)額定電壓：電容器長期工作時所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓． 關(guān)于電容器，下列說法中正確的是()A．按電介質(zhì)的不同，電容器分為紙介電容器、陶瓷電容器、固定電容器、電解電容器B．電容器的額定電壓是指加在電容器上的最大電壓，超過這一電壓，電容器會被擊穿C．可變電容器一般通過改變兩極板間距離實(shí)現(xiàn)D．電解電容器，兩極板間距離很小，正對面積較大，電容較大解析：

選項(xiàng)個性分析A錯誤固定電容器是按電容是否可變分類，不是按電介質(zhì)的不同B錯誤額定電壓是指電容器正常工作時的電壓，不是擊穿電壓C錯誤改變可變電容器的電容時，一般通過改變正對面積實(shí)現(xiàn)D正確電解電容器兩極板間介質(zhì)氧化膜很薄，兩極卷起來，面積較大，故電容較大(2)放電過程特點(diǎn)①放電電流：電流方向是從正極板流出，電流是由大變??；②電容器上電荷量減少；③電容器兩極板間電壓降低；④電容器中電場強(qiáng)度減弱；⑤電容器的電場能轉(zhuǎn)化成其他形式的能．

如下圖所示，電容器的兩極板與電源的正、負(fù)極相連，當(dāng)電容器兩極板間的距離由d迅速增大為2d的過程中，下列說法正確的是()A．電容器兩板電壓始終不變B．電容器兩板電壓瞬時升高后又恢復(fù)原值C．根據(jù)Q＝CU可知，電容器帶電荷量先增大后減小D．電路中電流由A板經(jīng)電源流向B板答案：

B

(2)平行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶電量Q不變，而d、S、εr中某一量的變化將引起電容器的C、U、E變化．結(jié)論：從E的表達(dá)式可以看出，當(dāng)平行板電容器的帶電荷量Q不變，而僅改變間距d時，內(nèi)部場強(qiáng)E不變．

如下圖所示，平行金屬板A，B組成的電容器，充電后與靜電計(jì)相連．要使靜電計(jì)指針張角變大，下列措施中可行的是()

A．將A板向上移動B．將B板向右移動C．將A，B之間充滿電介質(zhì)D．將A板放走部分電荷解析：

首先要搞清楚電路的結(jié)構(gòu)，明確靜電計(jì)測量的是電容器兩極間的電壓；再者是要明確各個選項(xiàng)中是電容器的電壓不變還是電荷量不變，然后根據(jù)題設(shè)條件運(yùn)用相應(yīng)的公式分別進(jìn)行討論，確定選項(xiàng)．1．電容器和電容是一回事嗎？提示：

電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這種容器盛放電荷本領(lǐng)大小的一個物理量，如果把電容器比作水缸，則電容就是這個水缸的橫截面積．水缸的橫截面積越大，水缸容納水的本領(lǐng)就越大．2．電容式傳感器的構(gòu)造及工作原理？

提示：

(1)圖甲所示是測定液面高度h的電容式傳感器．在金屬芯線的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中．金屬芯線和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個極，金屬芯線外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)．液面高度h發(fā)生變化時，正對面積發(fā)生變化，從而使電容C發(fā)生變化．知道C的變化，就可以知道h的變化情況．

(2)圖乙是測定壓力F的電容式傳感器．待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化．知道C的變化，就可以知道F的變化情況．3．驗(yàn)電器和靜電計(jì)是靜電學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)儀器，兩者的構(gòu)造和用途是怎樣的？

提示：

(1)驗(yàn)電器是用來檢驗(yàn)物體是否帶電和帶哪一種電荷的儀器，通常所用的一種驗(yàn)電器叫金箔驗(yàn)電器．金箔驗(yàn)電器是利用同種電荷相斥、異種電荷相吸的原理制成的，其構(gòu)造如圖甲所示．在一個金屬棒的上端裝一個金屬球，在其下端貼兩條很薄的金屬箔片，金屬棒插在用絕緣體制成的瓶塞中，瓶塞塞在玻璃瓶或有玻璃窗的金屬盒子上．(2)靜電計(jì)是用來測量導(dǎo)體的電勢和導(dǎo)體間電勢差的儀器，把金箔驗(yàn)電器的玻璃瓶改為有玻璃窗的金屬盒，箔片改為帶有刻度的金屬指針(圖乙)，就成為一個靜電計(jì)．它有三個用途：一是做一般驗(yàn)電器使用，可以檢驗(yàn)物體是否帶電和帶哪一種電荷，因而靜電計(jì)也叫指針式驗(yàn)電器．二是測量導(dǎo)體間的電勢差，將兩導(dǎo)體分別與靜電計(jì)的金屬棒及盒相連，棒與盒間便產(chǎn)生電場．指針表面的電荷受到電場力的作用，即受到棒上同種電荷的斥力及金屬內(nèi)壁異種電荷的引力，指針便產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)．被測電勢差越大時盒內(nèi)場強(qiáng)越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大．三是測量導(dǎo)體的電勢，只要把被測導(dǎo)體與靜電計(jì)的棒相連，將金屬盒接地，便可測出導(dǎo)體與大地間的電勢差，即導(dǎo)體的電勢，通常規(guī)定大地電勢為零．

◎

教材資料分析〔做一做〕電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，……點(diǎn)撥：(1)狹長的矩形面積表示電流與時間的乘積，即在一段時間內(nèi)所放電荷量．(2)全部放電過程中所釋放的電荷量，等于曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積．所以只需要查一下小方格的個數(shù)，用每個方格的面積乘以方格的格數(shù)即可得放電電量．查格數(shù)時，多于半個格的按一個計(jì)算，不到半個格的舍去．(3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算出電容器的電容約為400μF.

一個平行板電容器，使它每板電荷量從Q1＝3×10－5C增加到Q2＝3.6×10－5C時，兩板間的電勢差從U1＝10V增加到U2，U2是多大？這個電容器的電容多大？如果使兩極板電勢差從U1＝10V降為U2′＝6V，則每板需減少多少電荷量？答案：

12V3μF1.2×10－5C(2)設(shè)電容器原來所帶的電荷量為Q，則Q＝CU＝1.5×10－4×3C＝4.5×10－4C.(3)電容器的電容是由本身決定的，與是否帶電無關(guān)，所以電容器放掉全部電荷后，電容仍然是150μF.答案：

1504.5×10－4150

兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示．接通開關(guān)S，電源即給電容器充電．則()A．保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強(qiáng)度減小B．保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大C．?dāng)嚅_S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D．?dāng)嚅_S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大解析：答案：BC

【跟蹤發(fā)散】2－1：一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地．在兩極板間有一正電荷(電荷量很少)固定在P點(diǎn)，以E表示極板間的場強(qiáng)，U表示兩極板間的電壓，WP表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能，若保持負(fù)極板不動，將正極板移到如右圖中虛線表示的位置，則()A．U變小，WP不變B．U變小，E不變C．U變大，WP變大 D．U不變，E不變答案：

AB 如右圖所示，平行板電容器兩極板間電壓恒定，帶電的油滴在極板間靜止，斷開開關(guān)后，再將極板間距離增大些，則油滴將()A．向上運(yùn)動 B．仍然靜止C．向下運(yùn)動 D．向左或向右運(yùn)動答案：B【跟蹤發(fā)散】3－1：如下圖所示，平行板電容器豎直放置，A板上用絕緣線懸掛一帶電小球，靜止時，絕緣線與固定的A板成θ角，平移B板，下列說法正確的是()A．S閉合，B板向上平移一小段距離，θ角變大B．S閉合，B板向左平移一小段距離，θ角變大C．S斷開，B板向上平移一小段距離，θ角變大D．S斷開，B板向左平移一小段距離，θ角不變答案：BCD

答案：B2．如下圖所示的電容式鍵盤，是通過改變電容器的哪個因素來改變電容的()A．兩板間的距離B．兩板間的電壓C．兩板間的電介質(zhì) D．兩板的正對面積答案：A3．有一只電容器的規(guī)格是“1.5μF,9V”，那么()A．這只電容器上的電荷量不能超過1.5×10－5CB．這只電容器上的電荷量不能超過1.35×10－5CC．這只電容器的額定電壓為9VD．這只電容器的擊穿電壓為9V

解析：

9V為電容器的額定電壓(或工作電壓)，故C正確；正常工作時的帶電荷量Q＝CU＝1.5×10－6×9C＝1.35×10－5C，選項(xiàng)B亦正確．答案：

BC4．有兩個平行板電容器，它們的電容量之比為5∶4，它們的帶電荷量之比為5∶1，兩極板間距離之比為4∶3，則兩極板