10.4.1电容器的电容 课件 （22张PPT）

电 容
U
++++++++
--------
Q
h=1cm
水深H 两极板间电势差U
水体积V 每个极板带电量Q
容器的截面积S 电容C
S = V/h
C = Q/U
问题：水杯的S与水的V、h有关吗？
C不由Q和U来决定，由电容器本身来决定。
电容器带电量Q与两极板间的电势差U的比值叫这个电容器的电容。
电容器的电容
电容的大小由电容器本身决定，与哪些因素有关？
极板面积
极板距离
电介质
平行板电容器
保持Q、d不变
C变小
电势差U变大
S变小
平行板电容器
保持Q、S不变
C变小
电势差U变大
d变大
平行板电容器
保持Q、S、d
不变
C增大
电势差U减小
插入电介质
平行板电容器
????=????????????4????????????
?
????∝????
?
????∝1????
?
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量k=9.0×109N·m2/C2
????∝????????
?
介电常数
真空????????=1
?
平行板电容器
电容器
说明：闪光灯在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬间电流很大，各种电池都不能承受。
在实际中，通常用电容器放电实现闪光。
闪光灯的内部结构
闪光灯
电容器
引 入
常见的电容器
大小不一，形状各异
1、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质—电介质,就组成一个简单的电容器。
2、电路图符号：
金属极板
绝缘物质
(电介质)
纸介质电容器
平行板电容器
电容器
实 验
电容器的充、放电现象
+
+
+
+
-
-
-
-
-Q
+Q
充电：使电容器两个极板带上等量异种电荷的过程。
电源的电能 电容器中的电场能
电容器充电
+
+
+
+
-
-
-
-
-Q
+Q
U
放电：极板上电荷中和，两极板上电荷量逐渐减少到零。
其他形式的能量 电容器内的电场能
电容器放电
平行板电容器的动态分析
????=????????????4????????????
?
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量k=9.0×109N·m2/C2
介电常数
真空????????=1
?
平行板电容器
这类问题由于电容器始终连接在电源上，因此两板间的电压U保持不变，根据下列几式讨论C、Q、E的变化情况。
始终和电源相连
Q=????????= ????????????????4????????????∝????????????????
?
C= ????????????4????????????∝????????????????
?
E=???????? ∝ 1????
?
电容器充电后断开电源，则电容器所带电量Q保持不变，当极板距离d，正对面积S变化时，有
充电后断开电源
U=????????= 4????????????????????????????∝????????????????
?
C= ????????????4????????????∝????????????????
?
E=????????= ????????????= 4????????????????????????∝1????????????
?
对于电场强度变化，我们还可以认为一定量的电荷对应着一定数目的电场线，若电量不变，则电场线数目不变，当两板间距离变化时，场强不变；当两板正对面积变化时，引起电场线的疏密程度发生了变化，如图所示，电容器的电量不变，正对面积减小时，场强增大。
充电后断开电源
这样， ????????越大，电场线就越密，E就越大，反之就越小； ????????不变时，不管极板间距离如何变化，电场线的疏密程度不变，则E不变。则此式可知，在电量保持不变的情况下，电场强度与板间的距离无关。
?
充电后断开电源
一平行板电容器充电后与电源断开，负极接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，E表示两板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到虚线所示的位置，则（ ）
A. U变小，E不变； B. E变大，W变大； C. U变小，W不变； D. U不变，W不变
例 题
电容器充电后与电源断开，说明电容器带电量Q不变。
正极板向负极板移近，由????=????????????4????????????可知电容增大；
由U=???????? 可知，电压U变小。
而 E= 4???????????????????????? ，由此可看出，场强E不变。
因E不变，P点与负极板间的距离不变，可知P点的电势φp不变；
那么正电荷的电势能 W = qφp就不变。
?
AC
P
再见