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第一章
静电场
第八节
电容器
新课标高中物理选修3－1
1.知道什么是电容器以及常用的电容器。
2.理解电容器的电容概念及其定义式，并能用来进行有关的计算。
3.知道计算电容的公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
4.会对平行板电容器动态问题进行分析。
学习目标
一、电容器
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。
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：
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
＋Q
－Q
将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。
正极板
负极板
有短暂的电流
两极间有电压
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
3.电容器的放电：
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
＋Q
－Q
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.
在放电过程中导线上有短暂的电流产生
U=0
二、电容
1.电容器带电的特点：
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
＋Q
－Q
两极间有电压U
充电后的电容器两极间的电压，叫电容器的电压。
电容器的带电量Q越多，电压U越高。
Q与U成正比，
是常量
比值
电容器带电与水桶盛水类比：
h=1cm
V=1dm3
h=2cm
V=2dm3
V与h成正比
V/h是定值
水桶截面积
h=1cm
V=1dm3
h=1cm
V=4dm3
水桶S越大，容纳水的本领越强
电容器带电与水桶盛水类比：
S与V、h无关
容纳储存水
容纳储存电荷
电荷量Q
水量V
电势差U
水位差h
横截面S
电容C
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
电容器
水容器
2.电容的定义：
电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容.
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
＋Q
－Q
U
容纳电荷的本领，
与水桶截面积S类比
3.电容的单位：
法拉，简称法，符号F
还有：微法（ Ｆ）、皮法（pＦ）
1F=1C/V
当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F
三、平行板电容器的电容
平行板电容器的电容公式：
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量
介电常数
真空
=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
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。
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，两层铝箔为极板.
符号：
＋
（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：
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：
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
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，这个电容器的电容就
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
D
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.若将此电容器两极板与电动势为12V的电池组相连，则电容器的电容为
pF.
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
＋Q
－Q
9.0×10-8
1.5×104
1.5×104
3.对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是（
）
B
4.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
C1，当电容器达到稳定时，电容器C1和C2的带电量分别为Q1和Q2，则（
）
A．
Q1B．
Q1>Q2
C．
Q1=Q2
D．无法确定
A
解析：
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，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
一、电容器
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器.
二、电容
法拉，F
单位：
三、平行板电容器的电容
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第一章
静电场
第八节
电容器
新课标高中物理选修3－1
1、知道什么是电容器及常见的电容器；
2、知道电场能的概念，知道电容器充电和放电时的能量转换；
3、理解电容器电容的概念及定义式，并能用来进行有关的计算；
4、知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系；掌握平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题。
学习目标
(2)构造：两个彼此绝缘又互相靠近的导体组成一个电容器．
1．电容器的功能和构造
(1)功能：储存电荷和电能的元件
一、电容器
(4)电容器的电荷量：电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷＋Q和－Q，任意一块极板所带电荷量的绝对值．叫做电容器的电荷量．
(3)平行板电容器：两块彼此隔开平行放置的金属板构成的最简单的电容器．两块金属板称为电容器的两极．
(1)充电：电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程．如图甲．
2．电容器的充电和放电
将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。如图甲
(2)放电：用导线将充好电的电容器的两极板相连，使两极板的异种电荷中和的过程，如图乙．
(3)电容器充放电时的能量转化：充电后，电容器储存了电能．放电时，储存的电能释放出来，转化为其他形式的能．
二
电容
1．平行板电容器
(1)基本结构：由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，是最简单的，也是最基本的电容器．
(2)板间电场：板间(除边缘外)形成匀强电场，电场强度大小为E＝U/d，方向垂直极板平面．
三、平行板电容器
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
＋Q
－Q
U
(2)静电计电势差的意义：由于静电计的金属球与其中一个极板相连，两者电势相等，静电计的金属外壳与另一个极板相连(或同时接地)，两者电势相等．所以静电计的电势差实质上也反映了电容器两极板间的电势差的大小．
2．平行板电容器的电容大小的决定因素探究
(1)方法：采取控制变量法，在电容器带电荷量Q不变的情况下，只改变电容器的极板正对面积S，板间距离d，板间电介质εr中的一个量．
重要说明
(1)平行板电容器连接在电源两端，电容器的d、S、εr发生变化时，将引起C、Q、U、E变化．
①条件：如图所示，S闭合，电容器与电源保持连接，两极板间的电势差U保持不变．
5．平行板电容器的两类问题的分析方法
(2)如图所示，平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的d、S、εr发生变化时，将引起电容的C、Q、U、E怎样变化．
①条件：电容器充电后与电源断开，极板上所带电荷量保持不变
特别提示
(1)按电容是否可变
①固定电容器：固定电容器的电容是固定不变的，如聚苯乙烯电容器和电解电容器．
②可变电容器：是一种可以改变电容大小的电容器，通常由两组铝片组成，其中一组固定不动的叫定片，另一组可以转动的叫动片，转动动片时，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着改变．可变电容器的绝缘物质通常为空气或塑料介质．
四、常见的电容器
1．电容器的种类
(2)按照电介质不同
有纸介电容器、陶瓷电容器和电解电容器等．
(1)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)额定电压：电容器长期工作时所能承受的电压．电容器外壳上标的就是额定电压，它比击穿电压要低．
3．击穿电压和额定电压
例2、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关S，电源即给电容器充电．则( )
A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大
电容器两极板上的电势差U不变
E=U/d，E增大
d减小
插入介质
C增大，Q=CU，
Q增大
例2、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关S，电源即给电容器充电．则( )
A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大
电容器两极板上的电荷量Q不变
d减小
插入介质
C增大，Q=CU，
U减小
C增大，Q=CU，
U减小
BC
例3、如图所示，是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( )
A．电阻R中没有电流
B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流
D．电阻R中有从b流向a的电流
BC
例4、如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止．若将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态如何变化？若先将S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？
例4、如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止．若将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动状态如何变化？若先将S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动状态又将如何变化？
课堂小结
1.下列说法正确的是(
)
A．任何两个靠得很近的导体都能构成电容器，与是否带电无关
B．电容器是盛放电荷和电能的仪器，只有带电的电容才能称为电容器
C．电容器的带电荷量为2
C，说明每个极板的带电荷量为1
C
D．电容器的带电荷量为2
C，说明每个极板的带电荷量的绝对值均为2
C
D
2．如图所示，四个图象描述了对给定的电容器充电时，电容器电量Q、电压U和电容C三者的关系，正确的图象有( )
CD
3．某电容器上标有“1.5
μF,9
V”的字样，则(
)
A．该电容器所带电荷量不能超过1.5×10－6
C
B．该电容器所加电压不能超过9
V
C．该电容器击穿电压为9
V
D．当给该电容器加4.5
V的电压时，它的电容值变为0.75
μF
B
4．将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示．下列说法正确的是( )
A．保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半
B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍
C．保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半
D．保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半
AD
解析
5、下列关于电容器和电容的说法中，错误的是( )
A．电容器M的体积比N大，说明M的电容一定比N的大
B．对于确定的电容器，其带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
A
6、如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极之间的电势差U.现使B板带电，则下列判断正确的是
(
)
A．增大两极板之间的距离，指针张角变大
B．将A板稍微上移，静电计指针张角将变大
C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大
D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零
AB
7、如图所示，电源电压恒定，则接通开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从________到________；平行板电容器充电稳定后，在将两板间距离增大的过程中，通过R的电流方向是从________到________；如果电容器充电平衡后，先断开开关S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上________
(填“有”或“无”)电流通过．
A
A
B
B
无
谢谢观看!
