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1、2 2 电容和电容器电容和电容器本节目的本节目的：1 1 1 1、“静电场中导体静电场中导体静电场中导体静电场中导体”的应用的应用的应用的应用2 2 2 2、作为重要的电器设备的性能知识、作为重要的电器设备的性能知识、作为重要的电器设备的性能知识、作为重要的电器设备的性能知识3 3 3 3、静电场对带电导体的作用、静电场对带电导体的作用、静电场对带电导体的作用、静电场对带电导体的作用习题：习题：p.168 4,6,8,331内内 容容 孤立导体的电容孤立导体的电容2.2 电容器及其电容电容器及其电容2.3 电容器的并串联电容器的并串联2.4 电容器储能电容器储能 讨论题讨论题 2 孤立导体的电
2、容孤立导体的电容 （1法：法：R=9x1010米）米）孤立导体球电容：孤立导体球电容：（地球（地球 10-3法法）物理意义物理意义：令：令U=1，C=Q，导体单位电位时，导体单位电位时 具有的电具有的电 量量容电本领容电本领C=Q/U仅对孤立导体适用仅对孤立导体适用 其中其中U以无穷远为参考点以无穷远为参考点C是由导体本身的几何性质决定，是由导体本身的几何性质决定，与导体是否带电无关（如水杯容积）与导体是否带电无关（如水杯容积）与导体内部有无空腔无关与导体内部有无空腔无关单位太大单位太大图示一图示一*“储电能力储电能力”，可，可类比于热容量类比于热容量地球地球 C=610-4 F。常用常用 F
3、=10-6,或或 PF=10-12F。1 F大的球，大的球，R=1F/40=9109米米=1500 RE，109 地球；或地球；或 R=13 R日日，该球可装下该球可装下2130 个太阳。个太阳。(或或 Q/U=C)32.2 电容器及其电容电容器及其电容 若导体若导体A近旁有其他导体近旁有其他导体(非孤立导非孤立导体体)，则该导体电位，则该导体电位 UA 不仅与不仅与 qA有关，有关，也与其他导体的位置、形状及电荷有也与其他导体的位置、形状及电荷有关。故，关。故，QA/UA 常数。常数。能否设计一种器件，使电容不受其能否设计一种器件，使电容不受其他导体的影响，而数值也比较大？可他导体的影响，而
4、数值也比较大？可以用静电屏蔽的原理来实现。例如，以用静电屏蔽的原理来实现。例如，用接地的封闭导体壳用接地的封闭导体壳 B 将将 A 包围起来。包围起来。此时仍有此时仍有QA/UA=常数。常数。4电容器电容器电容器电容器 A B（F,PF）Q：A外表面与外表面与B内表面电荷绝对值，与内表面电荷绝对值，与 B 外表面板外电荷无关外表面板外电荷无关 C：决定于导体系统之几何特性决定于导体系统之几何特性电容计算步骤：电容计算步骤：1)设两极电荷Q；2）计算3）（当（当B不接地时）不接地时）（重复图示一的计算）（重复图示一的计算）下一页下一页ToTo5R3R1R2OU0=U2=U3=q内内-q内内q3=
5、q内内U0-U2=返回返回q外外=q内内6球形电容器球形电容器(另图)平行板电容平行板电容(另图)园柱形电容器园柱形电容器(另图)72.3 电容器的并串联电容器的并串联,并联并联8串联串联：,(关于电容器并串联的识别关于电容器并串联的识别)92.4 电容器储能电容器储能(两板中心与两板中心与等电位等电位)将将(两板中心两板中心)取为参考点，取为参考点，令令 +-10物理意义物理意义：由负极迁移电荷至正极，电源反抗由负极迁移电荷至正极，电源反抗静电力作功，电容器静电能增加静电力作功，电容器静电能增加 电源系统提供这部分能量电源系统提供这部分能量11 讨论题讨论题 p.175，32 d（吸力）（吸力）Q-Q12虚功原理虚功原理不变不变(1)d（吸力）（吸力）13(2)(2)U不变不变（斥力）（斥力）两个结果一吸一斥，方向相反两个结果一吸一斥，方向相反？14分析：分析：虚功原理仅适用于封闭系统虚功原理仅适用于封闭系统（1）电容器为封闭体系）电容器为封闭体系 作为封闭系统，极板发生位移，什么物理量不变？作为封闭系统，极板发生位移，什么物理量不变？Q，不是，不是Ud ,C W0电源在电源在U电位电位下，迁移电荷下，迁移电荷Q，作正功，作正功，电源能量减小。电源能量减小。Back16THANK YOU17示意图Back18串并联的识别Back19图示一BACK20