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第6节
电容器与电容
1、定义:
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。
一、电容器
平行板电容器
电介质
电容器的极板
电容器的极板
2、电容器的充电:
将电容器两个极板带上电荷的过程,叫电容器的充电。
一、电容器
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+Q
-Q
正极板
负极板
两板分别带等量异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量
E
有短暂的电流
两极间有电压
3、电容器的放电:
用导线将充电后的电容器两极接通,两极失去电荷的过程,叫电容器的放电。
一、电容器
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+Q
-Q
在放电过程中导线上有短暂的电流产生
电容器两极正负电荷通过导线中和。
1、电容器带电的特点:
充电后的电容器两极间的电压,叫电容器的电压。
二、电容器的电容
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+Q
-Q
电容器的带电量Q越多,电压U越高。
Q=0.01C,U=100V
Q=0.02C,U=200V
Q=0.03C,U=300V
…………
Q与U成正比
Q/U是定值
两极间有电压U
2、电容的定义:
电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值,叫电容器的电容。
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+Q
-Q
二、电容器的电容
U
容纳电荷的本领,
与水桶截面积S类比
3、电容的单位:
二、电容器的电容
法拉:
F
还有:微法( F)、皮法(pF)
1F=1C/V
如果一个电容器带1C电量时,两极间电压是1V,这个电容器的电容就是1F
1、关于电容,下列说法中正确的是 ( )
A.电容器的极板上带电量越大,这只电容器的电容就越大
B.电容器的极板间电压越大,这只电容器的电容就越大
C.如果电容器两极板上没有带电,它的电容为零
D.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
电容器的电容与电量Q及电压U都无关,由电容器本身决定。
与水桶截面积S类似。
例与练
2、如图所示,将平行板电容器两极板分别接在电压是6V的电池组正负极,跟电池组负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C ,则电容器的带电量为 C,电容器的电容为 PF。若将此电容器两极接电压12V的电池组正负极,电容器的电容为 PF。
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
+Q
-Q
9.0×10-8
1.5×104
1.5×104
电容与电压U无关
例与练
3、对于一给定的电容器,在如下图所示中,描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是 ( )
例与练
4、电容器的电容C= 2.0×10-8F ,如果电容器两极板电压增加了10V,则电容器的带电量变化了多少?
电容的另一种定义式
例与练
如图,把一个已充电的平行板电容器和一静电计相连,探究影响平行板电容器电容的因素.
三、平行板电容器的电容
(1)本实验应用的方法是什么?
提示:测电势差,指针偏角变大,电势差变大.
提示:控制变量法.
(2)静电计测量的是哪个物理量?若静电计的指针偏角变大,则这个量怎样变化?
1、电容与两板正对面积S的关系:
三、平行板电容器的电容
静电计
2、电容与板间距离d的关系:
三、平行板电容器的电容
3、电容与电介质的关系:
三、平行板电容器的电容
4、平行板电容器的电容公式:
三、平行板电容器的电容
两板间距离
两板正对面积
介电常数
真空εr=1
静电力常量
5、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连,两极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,电容为C,现将两极板间距离减小,则 ( )
A.Q变大 B.C变大
C.E不变 D.U变小
例与练
U一定。
6、平行板电容器充电平衡后与电源断开,两极板间的电压是U,充电荷量为Q,两极板间场强为E,电容为C,现将两极板间距离减小,则( )
A.Q变大 B.C变大
C.E不变 D.U变小
E与d无关,即E不变。
例与练
Q一定。
1、固定电容器:
四、常用电容器
(1)聚苯乙烯电容器:
以聚苯乙烯薄膜为电介质,用两层铝箔为极板。
符号:
1、固定电容器:
四、常用电容器
+
-
(2)电解电容器:
用铝箔做一个极板,以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质,用浸过电解液的纸做另一个极板。
符号:
电容较大
2、可变电容器:
四、常用电容器
两极由两组铝片组成,固定的一组铝片叫做定片,可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。
转动动片,使两组铝片的正对面积发生变化,电容相应变化。
符号:
3、击穿电压和额定电压:
四、常用电容器
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,电介质将被击穿,这个电压称为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压,称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
7、某电解电容器上标有“25v470μF”的字样,对此,下述说法中正确的是( )
A.当电容器两极间电压是25v时,电容器的电容才是470μF
B.电容器两极间电压必须是25v时,电容器才能正常工作
C.电容器两极间电压必须在直流25v以下时,电容器才能正常工作
D.这种电容器使用时,必须考虑电容器的两根引线的极性
额定电压25V是电容器正常工作时两极板上的最大电压
电容器的电压多数情况下是交流电压
例与练
8、把可变电容器的动片旋进去一些,电容器的电容______;如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷,则电容______;如果增大两板间的电势差,则电容______ (以上填“变大”、“变小”或“不变”) ;如果把动片全部旋出来,则电容______(填“最大”或“最小”)。
例与练
变大
变大
不变
最小