高中物理静电场18电容器与电容新人教版选修.pptx

第七节第七节 电容器与电容电容器与电容 、定义：、定义：任何两个彼此任何两个彼此绝缘绝缘又相距又相距很近很近的的导体导体，组成一个组成一个电容器电容器。一、电容器一、电容器平行板电容器平行板电容器电介质电介质电容器的极板电容器的极板电容器的极板电容器的极板2 2、电容器的充电：、电容器的充电：将电容器两个极板将电容器两个极板带上电荷带上电荷的过程，叫的过程，叫电容器的电容器的充电充电。一、电容器一、电容器 QQ正正极板极板负负极板极板两板分别带两板分别带等量异等量异种种电荷，电荷，每个极板每个极板带电量的带电量的绝对值绝对值叫叫电容器的电容器的带电量带电量E有短暂有短暂的的电流电流两极间两极间有有电压电压3 3、电容器的放电：、电容器的放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两用导线将充电后的电容器两极接通，两极极失去电荷失去电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的放电放电。一、电容器一、电容器 QQ在在放电放电过程中导线上过程中导线上有有短暂的电流短暂的电流产生产生 电容器两极电容器两极正负电正负电荷荷通过导线中和。通过导线中和。1 1、电容器带电的特点：、电容器带电的特点：充电后的电容器两极间的充电后的电容器两极间的电压电压，叫电容，叫电容器的器的电压电压。二、电容器的电容二、电容器的电容 QQ 电容器的电容器的带电量带电量Q Q越多，越多，电压电压U U越高。越高。Q=0.01CQ=0.01C，U=100V U=100V Q=0.02CQ=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03CQ=0.03C，U=300V U=300V QQ与与U U成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值两极间有两极间有电压电压U U2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比：二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=2cmV=2dm3V V与与h h成成正比正比V/hV/h是是定值定值水桶截面积水桶截面积二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=1cmV=4dm3水桶水桶V/h=SV/h=S越大，容越大，容纳水的本领越强纳水的本领越强2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比：S S与与V V、h h无关无关3 3、电容的定义：、电容的定义：电容器所带电容器所带电量电量QQ与电容器两极间的与电容器两极间的电电压压U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电容。QQ二、电容器的电容二、电容器的电容U容纳电荷的本领容纳电荷的本领，与水桶截面积与水桶截面积S S类比类比4 4、电容的单位：、电容的单位：二、电容器的电容二、电容器的电容法拉法拉:F F还有：微法（还有：微法（）、皮法（）、皮法（p p）1F=1C/V 1F=1C/V 如果一个电容器带如果一个电容器带1C1C电量时，两极间电电量时，两极间电压是压是1V1V，这个电容器的电容就是，这个电容器的电容就是1F 1F 1 1、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是 （）A A电容器的极板上带电量越大，这只电容电容器的极板上带电量越大，这只电容器的电容就越大器的电容就越大B B电容器的极板间电压越大，这只电容器电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大的电容就越大C C如果电容器两极板上没有带电，它的电如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零容为零D D对某一个电容器来说，两板间的电势差对某一个电容器来说，两板间的电势差随所带电量的增加而增加随所带电量的增加而增加电容器的电容器的电容电容与与电量电量QQ及电压及电压U U都无关，由电都无关，由电容器容器本身本身决定。决定。与水桶与水桶截面积截面积S S类似。类似。例与练例与练2 2、如图所示，将平行板电容器两极板分别、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是接在电压是6V6V的电池组正负极，跟电池组的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为负极相连的极板带电量为-9.010-9.010-8-8C C，则，则电容器的带电量为电容器的带电量为 C C，电容器，电容器的电容为的电容为 PFPF。若将此电容器两极。若将此电容器两极接电压接电压12V12V的电池组正负极，电容器的电的电池组正负极，电容器的电容为容为 PFPF。QQ9.0109.010-8-8 1.5101.5104 4 1.5101.5104 4 电容与电容与电电压压U U无关无关例与练例与练3 3、对于一给定的电容器，在如下图所示中，、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容描述电容C C、带电荷量、带电荷量QQ、电压、电压U U之间的之间的相互关系的图线中正确的是相互关系的图线中正确的是 （）例与练例与练4 4、用两节相同的电池分别给两个原来不带、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器充电，已知电的电容器充电，已知 C C1 1CC2 2，当电容当电容器达到稳定时，电容器器达到稳定时，电容器C C1 1和和C C2 2的带电量的带电量分别为分别为QQ1 1和和QQ2 2，则，则 （）A A QQ1 1QQQ2 2 C C QQ1 1=Q=Q2 2 D D无法确定无法确定例与练例与练5 5、电容器的电容、电容器的电容C=C=2.0102.010-8-8F F，如果电容，如果电容器两极板电压增加了器两极板电压增加了10V10V，则电容器的带，则电容器的带电量变化了多少？电量变化了多少？电容的另一种定义式电容的另一种定义式例与练例与练1 1、电容与两板正对面积、电容与两板正对面积S S的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容静电计静电计2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容3 3、电容与电介质的关系：、电容与电介质的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容两板间距离两板间距离两板正对面积两板正对面积介电常数介电常数真空真空 r r=1=1静电力常量静电力常量5 5、平行板电容器充电平衡后、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连仍与电源相连，两极板间的电压是两极板间的电压是U U，充电荷量为，充电荷量为Q Q，两，两极板间场强为极板间场强为E E，电容为，电容为C C，现将两极板间，现将两极板间距离减小，则距离减小，则 （）A.QA.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U变小变小例与练例与练6 6、平行板电容器充电平衡后、平行板电容器充电平衡后与电源断开与电源断开，两极板间的电压是两极板间的电压是U U，充电荷量为，充电荷量为Q Q，两，两极板间场强为极板间场强为E E，电容为，电容为C C，现将两极板间，现将两极板间距离减小，则距离减小，则（）A.QA.Q变大变大 B.CB.C变大变大 C.EC.E不变不变 D.UD.U变小变小E E与与d d无关无关，即即E E不变不变。例与练例与练7 7、用电压为用电压为U U的直流电源给电容为的直流电源给电容为C C平行平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为场强大小为E E。（1 1）充完电后，若）充完电后，若仍闭合电键仍闭合电键K K，将电容，将电容器两极板正对面积变为原来的一半，则电器两极板正对面积变为原来的一半，则电容器的电容变为容器的电容变为 ，流过导线中的电，流过导线中的电流方向为从流方向为从 极板流向极板流向 极板。极板。C/2C/2 正正负负例与练例与练7 7、用电压为用电压为U U的直流电源给电容为的直流电源给电容为C C平行平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为场强大小为E E。（2 2）充完电后，若）充完电后，若断开电键断开电键K K，将电容器，将电容器的两个极板距离变为原来的一半，则电容的两个极板距离变为原来的一半，则电容器的电容变为器的电容变为 ，电容器两极板间的电，电容器两极板间的电压变为压变为 ，电容器两极板间的电场强度，电容器两极板间的电场强度为为 。2C2C U/2U/2E E例与练例与练7 7、用电压为用电压为U U的直流电源给电容为的直流电源给电容为C C平行平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为场强大小为E E。（3 3）充完电后，若）充完电后，若仍闭合电键仍闭合电键K K，将一块，将一块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形金属块放入两极板中间，电容器的电容变金属块放入两极板中间，电容器的电容变为为 ，流过导线中的电流方向为，流过导线中的电流方向为从从 极板流向极板流向 极板。极板。2C2C 负负正正例与练例与练8 8、平行板电容器两板距离为、平行板电容器两板距离为4cm4cm，带电量，带电量为为810810-8-8C C，板间场强为，板间场强为4104104 4N/CN/C，则其电容为则其电容为 ，若保持其它条件不，若保持其它条件不变，而使两板正对面积减为原来的变，而使两板正对面积减为原来的1/21/2，则其电容为则其电容为 ，若将两板距离增，若将两板距离增加为加为8cm8cm，则两板间场强为，则两板间场强为 ，电容为电容为 。510510-11-11 F2.5102.510-11-11 F4104104 4 N/C2.5102.510-11-11 F例与练例与练9 9、平行金属板、平行金属板A A、B B间距离为间距离为6cm6cm，电势差，电势差U UABAB=300V=300V保持不变，将一块保持不变，将一块3cm3cm厚的矩厚的矩形导体平行放入形导体平行放入A A、B B板之间，它左侧面板之间，它左侧面P P与与A A平行正对且离平行正对且离A A板板1cm1cm，以，以B B板电势为板电势为零，则零，则A A、B B两板正中央一点两板正中央一点C C的电势由此的电势由此而发生怎样的变化？（而发生怎样的变化？（）A A、变为零、变为零 B B、仍为、仍为150V150V C C、升高、升高50V50V D D、降低、降低50V50VA AB BP PC C例与练例与练1010、如图所示，平行板电容器如图所示，平行板电容器如图所示，平行板电容器如图所示，平行板电容器A A A A、B B B B间有一带电油间有一带电油间有一带电油间有一带电油滴滴滴滴P P P P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错开一些，其它条件不变。则（开一些，其它条件不变。则（开一些，其它条件不变。则（开一些，其它条件不变。则（）A A A A油滴将向上加速，电流计中电流由油滴将向上加速，电流计中电流由油滴将向上加速，电流计中电流由油滴将向上加速，电流计中电流由b b b b流向流向流向流向a a a a B B B B油滴将向下加速，电流计中电流由油滴将向下加速，电流计中电流由油滴将向下加速，电流计中电流由油滴将向下加速，电流计中电流由a a a a流向流向流向流向b b b b C C C C油滴将静止不动，电流计中电流由油滴将静止不动，电流计中电流由油滴将静止不动，电流计中电流由油滴将静止不动，电流计中电流由b b b b流向流向流向流向a a a a D D D D极板带电量减少，两板间电势差和场强不变极板带电量减少，两板间电势差和场强不变极板带电量减少，两板间电势差和场强不变极板带电量减少，两板间电势差和场强不变例与练例与练1111、水平放置的平行板电容器，两板相距、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm5mm，电容为，电容为2F2F，当将其充电到两板电，当将其充电到两板电压为压为100V100V时，一个质量为时，一个质量为1010-10-10g g的带电尘的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为 C C。mgF例与练例与练1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、常用电容器（1 1）聚苯乙烯电容器：）聚苯乙烯电容器：以以聚苯乙烯薄膜聚苯乙烯薄膜为电介质，用为电介质，用两层两层铝箔铝箔为极板。为极板。符号：符号：1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、常用电容器（2 2）电解电容器：）电解电容器：用用铝箔铝箔做一个极板，以铝箔上做一个极板，以铝箔上很薄很薄的一层氧化膜的一层氧化膜为电介质，用为电介质，用浸过电解浸过电解液的纸液的纸做另一个极板。做另一个极板。符号：符号：电容较大电容较大2 2、可变电容器：、可变电容器：四、常用电容器四、常用电容器 两极由两极由两组铝片两组铝片组成，固定的一组铝组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片动片;空气空气为电介质。为电介质。转动动片，使两组铝片的转动动片，使两组铝片的正对面积正对面积发发生变化，电容相应生变化，电容相应变化变化。符号：符号：3 3、击穿电压和额定电压：、击穿电压和额定电压：四、常用电容器四、常用电容器 加在电容器两极板上的电压不能超过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，电介质将某一个限度，超过这个限度，电介质将被被击穿击穿，这个电压称为，这个电压称为击穿电压击穿电压。电容器电容器正常工作正常工作时两极板上的时两极板上的最大电最大电压压，称为，称为额定电压额定电压。额定电压额定电压比比击穿电压击穿电压低低外壳上标的电压外壳上标的电压是是额定电压额定电压1212、某电解电容器上标有、某电解电容器上标有“25v470F”25v470F”的的字样，对此，下述说法中正确的是（字样，对此，下述说法中正确的是（）A.A.当电容器两极间电压是当电容器两极间电压是25v25v时，电容器的时，电容器的电容才是电容才是470F470FB.B.电容器两极间电压必须是电容器两极间电压必须是25v25v时，电容器时，电容器才能正常工作才能正常工作C.C.电容器两极间电压必须在电容器两极间电压必须在直流直流25v25v以下时，以下时，电容器才能正常工作电容器才能正常工作D.D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性根引线的极性额定电压额定电压25V25V是电容器是电容器正常工正常工作作时两极板上的时两极板上的最大电压最大电压电容器的电压多数情电容器的电压多数情况下是况下是交流电压交流电压例与练例与练1313、把可变电容器的动片旋、把可变电容器的动片旋进去进去一些，电容一些，电容器的电容器的电容_；如果把两板间的电介质；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容由空气换成陶瓷，则电容_；如果增；如果增大两板间的电势差，则电容大两板间的电势差，则电容_ _（以上（以上填填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”）；如；如果把动片全部旋果把动片全部旋出来出来，则电容，则电容_（填（填“最大最大”或或“最小最小”）。）。例与练例与练变大变大变大变大不变不变最小最小