物理人教版（2019）必修第三册10.4电容器的电容（共27张ppt）

(共27张PPT)
第十章 静电场中的能量
10.4 电容器的电容
电容
一
1、定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。
2、定义式： ，或者
3、物理意义：电容C是表示电容器容纳电荷本领的物理量。电容越大，表明在相同电势差情况下，电容器所带的电荷越多。
4、单位：在国际单位制中单位是法拉（F） 1F=1C/V
常用单位：微法（μF);皮法（pF) 1μF=10-6F 1рF=10-12F
Q指一个极板所带电荷量得绝对值
（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）
电 容
5、对电容器和电容的理解：
（1）电容器一个电学元件，而电容是一个物理量，它表征了电容器容纳电荷的本领。
（2）电容C是比值法定义的， ，由电容器本身的性质决定，与Q、U无关，不能说C与Q成正比、与U成反比。
6、由 推导
对于一个确定的电容器电容C是不变的，所以 或 ，则Q1=CU1，Q2=CU2故
（3） 说明单位电压下储存电荷量越多的电容越大。
（4）电容器Q不可能无限增大，当Q足够大时会使空气电离。
（1）电容器的击穿电压
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。
（2）电容器的额定电压
电容器长期正常工作时所能承受的电压。
电容器外壳上标的就是额定电压和电容，
它比击穿电压要低。
6．电容器的额定电压和击穿电压
对于给定的电容器，在描述电容量 C、带电量 Q、两板间电势差 U 的相互关系中，下列图中正确的是 ( )　
ACE
小试牛刀
某一电容器，当所带电量为4×10-6C，两极板间的电势差为20v，求：
（1）电容器的电容.
（2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少
（3）如果电容器不带电呢？
解:（1)
（2）仍是2×10-7 F
（3）仍是2×10-7 F
小试牛刀
实验探究
二
实验方法：控制变量法
有机玻璃板
+
+
+
+
+
+
实验探究：影响平行板电容器电容的因素
-
-
-
-
--
改变d
改变S
改变
电介质

说明：静电计是在验电器的基础上制成的，用来测量导体间的电势差，从指针的偏转角度就可以知道两个导体间的电势差的大小。
多媒体实验室
方案：电量Q不变
平行板电容器的电容C
板间距离d；
正对面积S；
介电常数 r；
r=4
探究平行板电容器电容C：(探究、理论表明)
-
-
-
-
-
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+
+
+
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++
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++
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++
+
+
+
+
++
+
+
+
+
++
r=2
r=1
反比于
正比于
正比于
平行板电容器的电容决定式：
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量
介电常数
真空εr=1
几种常用电介质的相对介电常数
电介质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水
εr
1.0005
2
6
6～8
4～11
2.0～2.1
81
空气的相对介电常数与1十分接近，研究中，空气对电容的影响一般可以忽略。
两个公式的比较
只适用于平行板电容器
普遍适用式
常用电容器
03
电容器的分类：
（1）按结构分：固定电容器和可变电容器。
（2）按形状分：圆柱电容器、平行板电容器、球形电容器。
（3）按电介质分：空气电容器、真空电容器、聚苯乙烯电容器、云母电容器、陶瓷电容器、电解电容电容器等。
（1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板。
（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。有“+”、“-”极之分，不能接反，不能接交流电。
＋
符号：
固定电容器
可变电容器
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。转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
可变电容器按其使用的介质材料可分为空气介质可变电容器和固体介质可变电容器。
符号：
超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。
超级电容器
典型例题
04
【例题】如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P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（ ）
A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向a
B．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b
C．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向a
D．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变
D
【例题】平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在 P 点，如图所示，以 U 表示电容两极板间的电压，E 表示两极板间的场强，Ep 表示正电荷在 P 点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的置，则下列说法正确的是（ ）
A. U 变大，Ep 不变
B. E 变大，Ep 不变
C. U 变小，Ep 变大
D. U 不变，Ep 不变
A