1、1第8节第一章 静电场1 第8 节第一章 静电场电容器的电容2 带电体放在空中，它所带的电荷是会慢带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，如何能把电荷保存下来呢慢地失去的，如何能把电荷保存下来呢?有一种存储电荷的电学元件-电容器电容器，它在收音机、电视机、洗衣机、电冰箱等各种家用电器中是一个不可缺少的关键元件之一。例如收音机的“调台”就是利用电容器来实现的。2 带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢334455667一一.电容器电容器1.电容器电容器: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。电介质电介质:绝缘体绝缘体极板极板:金属导体
2、金属导体极板极板:金属导体金属导体(最简单的最简单的:平行板电容器平行板电容器.)2.工作原理工作原理:7 一.电容器1.电容器:任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组8(1)(1)充电充电:使电容器两个极板使电容器两个极板带上电荷带上电荷的过程的过程.QQ负负极板极板E正正极板极板2)2)充电时充电时,有短暂的有短暂的充电电流充电电流(I).Q(I).Q变大变大,U,U变变大大,E,E变大变大,其它形式能转化为电场能其它形式能转化为电场能。1)1)两板上带上等量异种电荷两板上带上等量异种电荷,一个板上带电量一个板上带电量的绝对值叫的绝对值叫电容器的带电量电容器的带电量(Q).(Q).3)3)充
3、电完毕后充电完毕后,I=0,QI=0,Q不变不变,U,U不变不变,E,E不变不变.8(1)充电:使电容器两个极板带上电荷的过程.9(2)(2)放电放电:用导线将充电后的电容器两极接通用导线将充电后的电容器两极接通,两极板上的电荷中和两极板上的电荷中和,两极板两极板失去电荷失去电荷的过程的过程,叫电容器的叫电容器的放电放电。QQ1)1)放电时放电时,有短暂的有短暂的放电电流放电电流(I).Q(I).Q变小变小,U,U变变小小,E,E变小变小,电场能转化为其它形式能电场能转化为其它形式能。2)2)放电完毕后放电完毕后,I=0,Q=0,U=0,E=0.I=0,Q=0,U=0,E=0.9(2)放电:用
4、导线将充电后的电容器两极接通,两极板上的电荷101.1.判断下列说法的正误判断下列说法的正误(1)(1)电容器两极板上一定带等量异种电荷电容器两极板上一定带等量异种电荷()(2)(2)电容器的带电量为两极板所带电量的绝对电容器的带电量为两极板所带电量的绝对值之和值之和()(3)(3)电容器充电时，极板间的场强变强电容器充电时，极板间的场强变强()(4)(4)电容器充、放电时，两极板之间有电流电容器充、放电时，两极板之间有电流()1 0 1.判断下列说法的正误 练一练:11 不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。用什么就像不同
5、的容器的装水量各不相同一样。用什么来衡量电容器容纳电荷的本领强弱呢来衡量电容器容纳电荷的本领强弱呢?电容电容1 1 不同的电容器容纳电荷的本领12 实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷得甲、乙两只电容器在不同电压下所带的电荷量数值如下表：量数值如下表：电压电压(V)电荷量电荷量(C)甲甲乙乙101104310420210461043031049104(1)(1)同一个电容器的带电量与电压有怎样的关系？同一个电容器的带电量与电压有怎样的关系？比值是否变化？比值是否变化？(2)(2)不同电容器的电荷量与电压的比值是否相同？
6、不同电容器的电荷量与电压的比值是否相同？成正比成正比比值不变比值不变比值不同比值不同1 2 实验室有甲、乙两只电容器，通过实验测得甲、13二二.电容电容1.1.电容：电容器所带的电荷量电容：电容器所带的电荷量Q Q与电容器两极板间与电容器两极板间的电势差的电势差U U的比值的比值.符号符号:C C2.2.公式：公式：3.3.单位：单位：法拉法拉,简称简称:法法，符号，符号:F F.1F1F10106 6FF10101212pFpF4.4.特点特点:电容是电容器本身的一种电容是电容器本身的一种固有属性固有属性，与是，与是否装了电荷、装电荷量多少及电压高低均无关。否装了电荷、装电荷量多少及电压高低
7、均无关。常用单位常用单位:微法微法:F、皮法皮法:pFUQC UUQQUQUQC1 3 二.电容1.电容：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的14举例：圆柱型水杯容器的储水问题举例：圆柱型水杯容器的储水问题:hhABC1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量2.哪个储水本领大？3.如何反映其储水本领？1 4 举例：圆柱型水杯容器的储水问题:h h A B C 1.水位每升高15V与h的关系=S hV+-+-类比QUCS S的大小的大小与与V V、h h无无关关UUQ1Q2C C不由不由Q Q和和U U来来决定，由电容决定，由电容器本身来决定。器本身来决定。1 5 V 与h 的关系=S +
8、-+-162.2.有一充电的平行板电容器，两极板间电压为有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3V,3V,现使它的电荷量减少现使它的电荷量减少3 310104 4 C,C,于是电容器两板于是电容器两板间的电压降为原来的间的电压降为原来的1/3,1/3,此电容器的电容是多大？此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？容是多大？150F150F 150F1 6 2.有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3 V,现使它的173.对于一给定的电容器，在如下图所示中，描对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容述电容C、带电荷量
9、、带电荷量Q、电压、电压U之间的相互关之间的相互关系的图线中正确的是系的图线中正确的是（）1 7 3.对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电18电容器的电容大小电容器的电容大小取决于自身结构取决于自身结构,那么影响平那么影响平行板电容器的电容大小的因素有哪些行板电容器的电容大小的因素有哪些?猜想猜想:(1)正对面积S(2)极板间的距离d):()3(相对介电常数电介质r研究方法研究方法:控制变量法控制变量法1 8 电容器的电容大小取决于自身结构,那么影响平行板电容器的电19(1)(1)保持保持Q Q、d d、不变，改变不变，改变S S,电容电容C C如何变如何变化化?rSUUQC
10、CS1 9(1)保持Q、d、不变，改变S,电容C 如何变化?20(2)(2)保持保持Q Q、S S、不变，改变不变，改变d,d,电容电容C C如何变化？如何变化？UUQC c1/ddr2 0(2)保持Q、S、不变，改变d ,电容C 如何变化？U c21(3)(3)保持保持Q Q、S S、d d不变，改变不变，改变 ,电容电容C C如何变化？如何变化？UUQC crrr2 1(3)保持Q、S、d 不变，改变 ,电容C 如何变化？U c22SC dC1两板间距离两板间距离kdSCr4两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rC小结小结:2 2 两板间距离
11、两板正对面积介电常数静电力常量小结:23三三.平行板电容器的电容平行板电容器的电容1.1.理论分析表明：平行板电容器的电容跟两极理论分析表明：平行板电容器的电容跟两极板的正对面积成板的正对面积成正比正比，跟两极板间的距离成，跟两极板间的距离成反反比比,跟电介质的介电常数成跟电介质的介电常数成正比正比.kdSC4,两板间为真空时kdSCr4,两板间插入电介质时2.2.公式公式:电介质电介质空气空气煤油煤油石蜡石蜡陶瓷陶瓷玻璃玻璃云母云母水水r r1.00051.00052 22.02.12.02.16 641141168688181空气的相对介电常数十分接近空气的相对介电常数十分接近1,1,对电
12、容的影响可以忽略对电容的影响可以忽略.2 3 三.平行板电容器的电容1.理论分析表明：平行板电容器的电24CQU与与 CrS4kd有有什么什么区别区别?2 4254.4.对于水平放置的平行板电容器，下列说法中对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是正确的是()A.A.将两极板的间距加大，电容将增大将两极板的间距加大，电容将增大B.B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小将减小C.C.在下板的内表面上放置一面积和极板相等，在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D.D.在下板
13、的内表面上放置一面积和极板相等，在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大厚度小于极板间距的铝板，电容将增大2 5 4.对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是(26十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一保持电容器的两极板与电源相连保持电容器的两极板与电源相连U UC,Q，E 十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 十十 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一类型二：类型二：充电后，切断与电源的连接充电后，切断与电源的连接C,U，E平行板电容器的两类问平行板电容器的两类问题题2 6 十 十 十
14、 十 十 十 十 十 一 一 一 一275.5.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,两两极板间的电压是极板间的电压是U,U,充电荷量为充电荷量为Q,Q,两极板间场两极板间场强为强为E,E,电容为电容为C,C,现将两极板间距离减小现将两极板间距离减小,则则()()A.Q A.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kdSCr4dUECUQ 2 7 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28 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,两极两极板间的电压是板间的电压是U,U,充电荷
15、量为充电荷量为Q,Q,两极板间场强为两极板间场强为E,E,电容为电容为C,C,现将两极板间距离减小现将两极板间距离减小,则（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kdSCr4dUECUQ 2 8 6.平行板电容器充电平衡后与电源断开,两极板间的电压29四四.常用的电容器常用的电容器1.1.固定电容器：固定电容器：（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为电介质质,用用两层铝箔两层铝箔为极板。为极板。符号：符号：（2 2）电解电容器：）电解电容器：用用铝箔铝箔做一个极板，以铝箔做一个极板，以铝箔上上很薄的一
16、层氧化膜很薄的一层氧化膜为电介质，用为电介质，用浸过电解液浸过电解液的纸的纸做另一个极板。做另一个极板。符号：符号：电容较大电容较大2 9 四.常用的电容器1.固定电容器：（1）聚苯乙烯电容器:以302.2.可变电容器：可变电容器：两极由两极由两组铝片两组铝片组成，固定的一组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片;空气空气为电介质。转动动片，使两组铝片的为电介质。转动动片，使两组铝片的正对面正对面积积发生变化，电容相应发生变化，电容相应变化变化。符号：符号：四四.常用的电容器常用的电容器1.1.固定电容器：固定电容器：3 0 2.可变电
17、容器：两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定31从电容器上读出什么？从电容器上读出什么？3 1 从电容器上读出什么？323.3.击穿电压和额定电压：击穿电压和额定电压：电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为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。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外壳上标的电压是压是额定电压额定电压2.2.可变电容器：可变电容器：四四.常用的电容器常用的电容器1.1.固定电容器：固定电容器：加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限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，这个电度，超过这个限度，电介质将被击
18、穿，这个电压称为压称为击穿电压击穿电压。3 2 3.击穿电压和额定电压：电容器正常工作时两极板上的337.7.某电解电容器上标有某电解电容器上标有“25v470F”25v470F”的字样，的字样，对此，下述说法中正确的是（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，电容器的电容时，电容器的电容才是才是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，电容器才能时，电容器才能正常工作正常工作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，电以下时，电容器才能正常工作容器才能正常工作D
19、.D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性引线的极性额定电压额定电压25V25V是电容器是电容器正常正常工作工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况下是电容器的电压多数情况下是交流电压交流电压3 3 7.某电解电容器上标有“2 5 v 4 7 0 F”的字样，对此，348.8.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，电容器的一些，电容器的电容电容_；如果把两板间的电介质由空气；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容换成陶瓷，则电容_；如果增大两板间；如果增大两板间的电势差，则电容的电势差，则电容_ _（
20、以上填（以上填“变变大大”、“变小变小”或或“不变不变”）；如果把动；如果把动片全部旋片全部旋出来出来，则电容，则电容_（填（填“最大最大”或或“最小最小”）。）。变大变大变大变大不变不变最小最小3 4 8.把可变电容器的动片旋进去一些，电容器的电容_ _ _ _ _35五五.传感器传感器金属芯线导电液体电介质h测定角度测定角度的的电容式传感器电容式传感器测定液面高度测定液面高度h h的电容式传感器的电容式传感器1.电容式传感器电容式传感器:3 5 五.传感器金属芯线导电液体电介质h 测定角度 的电容式传感36测定压力测定压力F F 的的电容式传感器电容式传感器五五.传感器传感器1.电容式传感
21、器电容式传感器:测定位移测定位移x的的电容式传感器电容式传感器3 6 测定压力F 的电容式传感器五.传感器1.电容式传感器:测372.电阻式传感器电阻式传感器:五五.传感器传感器1.电容式传感器电容式传感器:3 7 2.电阻式传感器:五.传感器1.电容式传感器:389.9.右图电路中电源电压右图电路中电源电压是是8V8V，右下图是电路中，右下图是电路中的电容器放电电流图象。的电容器放电电流图象。问：问：（1 1）ItIt图与坐标轴图与坐标轴围成的面积表示什么？围成的面积表示什么？（2 2）怎样估算电容器）怎样估算电容器在全部放电过程中释在全部放电过程中释放的电荷量？放的电荷量？（3 3）估算电容器的电容？）估算电容器的电容？3 8 9.右图电路中电源电压是8 V，右下图是电路中的电容器放电393 9 祝同学们学习进步!404 0
