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1、会计学1高中物理静电场电容器与电容新人教选修高中物理静电场电容器与电容新人教选修第1页/共37页第2页/共37页 第3页/共37页第4页/共37页、定义：、定义：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。一、电容器一、电容器平行板电容器平行板电容器电介质电介质电容器的极板电容器的极板电容器的极板电容器的极板第5页/共37页2 2、电容器的充电：、电容器的充电：将电容器两个极板将电容器两个极板带上电荷带上电荷的过程，的过程，叫电容器的叫电容器的充电充电。一、电容器一、电容器 QQ正正极板极板负负极板极板两板分别带两板分别带等量异等量异种种电荷
2、，电荷，每个极板每个极板带电量的带电量的绝对值绝对值叫叫电容器的电容器的带电量带电量E有短暂有短暂的的电流电流两极间两极间有有电压电压第6页/共37页3 3、电容器的放电：、电容器的放电：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，两极两极失去电荷失去电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的放电放电。一、电容器一、电容器 QQ在在放电放电过程中导线上过程中导线上有有短暂的电流短暂的电流产生产生 电容器两极电容器两极正负电正负电荷荷通过导线中和。通过导线中和。第7页/共37页1 1、电容器带电的特点：、电容器带电的特点：充电后的电容器两极间的充电后的电容器两极间的电压电压，叫
3、电容，叫电容器的器的电压电压。二、电容器的电容二、电容器的电容 QQ 电容器的电容器的带电量带电量Q Q越多，越多，电压电压U U越高。越高。Q=0.01CQ=0.01C，U=100V U=100V Q=0.02CQ=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03CQ=0.03C，U=300V U=300V QQ与与U U成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值两极间有两极间有电压电压U U第8页/共37页2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比：二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=2cmV=2dm3V V与与h h成成正比正比V/hV/h是是定值定
4、值水桶截面积水桶截面积第9页/共37页二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=1cmV=4dm3水桶水桶V/h=SV/h=S越大，容越大，容纳水的本领越强纳水的本领越强2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比：S S与与V V、h h无关无关第10页/共37页3 3、电容的定义：、电容的定义：电容器所带电容器所带电量电量QQ与电容器两极间的与电容器两极间的电电压压U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电容。QQ二、电容器的电容二、电容器的电容U容纳电荷的本领容纳电荷的本领，与水桶截面积与水桶截面积S S类比类比第11页/共37页4 4、电容的单位：
5、、电容的单位：二、电容器的电容二、电容器的电容法拉法拉:F F还有：微法（还有：微法（）、皮法（）、皮法（p p）1F=1C/V 1F=1C/V 如果一个电容器带如果一个电容器带1C1C电量时，两极间电电量时，两极间电压是压是1V1V，这个电容器的电容就是，这个电容器的电容就是1F 1F 第12页/共37页1 1 1 1、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是、关于电容，下列说法中正确的是 （）A A A A电容器的极板上带电量越大，这只电容电容器的极板上带电量越大，这只电容电容器的极板上带电量越大，这只电容电容器的极板上带电量越大，这只电容器
6、的电容就越大器的电容就越大器的电容就越大器的电容就越大B B B B电容器的极板间电压越大，这只电容器电容器的极板间电压越大，这只电容器电容器的极板间电压越大，这只电容器电容器的极板间电压越大，这只电容器的电容就越大的电容就越大的电容就越大的电容就越大C C C C如果电容器两极板上没有带电，它的电如果电容器两极板上没有带电，它的电如果电容器两极板上没有带电，它的电如果电容器两极板上没有带电，它的电容为零容为零容为零容为零D DD D对某一个电容器来说，两板间的电势差对某一个电容器来说，两板间的电势差对某一个电容器来说，两板间的电势差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随所
7、带电量的增加而增加随所带电量的增加而增加随所带电量的增加而增加电容器的电容器的电容电容与与电量电量QQ及电压及电压U U都无关，由都无关，由电容器电容器本身本身决定。决定。与水桶与水桶截面积截面积S S类似。类似。例与练例与练第13页/共37页2 2 2 2、如图所示，将平行板电容器两极板分别、如图所示，将平行板电容器两极板分别、如图所示，将平行板电容器两极板分别、如图所示，将平行板电容器两极板分别接在电压是接在电压是接在电压是接在电压是6V6V6V6V的电池组正负极，跟电池的电池组正负极，跟电池的电池组正负极，跟电池的电池组正负极，跟电池组负极相连的极板带电量为组负极相连的极板带电量为组负极
8、相连的极板带电量为组负极相连的极板带电量为-9.010-9.010-8-8C C，则电容器的带电量为，则电容器的带电量为，则电容器的带电量为，则电容器的带电量为 C C，电，电，电，电容器的电容为容器的电容为容器的电容为容器的电容为 PFPFPFPF。若将此电容。若将此电容。若将此电容。若将此电容器两极接电压器两极接电压器两极接电压器两极接电压12V12V12V12V的电池组正负极，电容的电池组正负极，电容的电池组正负极，电容的电池组正负极，电容器的电容为器的电容为器的电容为器的电容为 PFPFPFPF。QQ9.0109.010-8-8 1.5101.5104 4 1.5101.5104 4
9、电容与电容与电电压压U U无关无关例与练例与练第14页/共37页3 3 3 3、对于一给定的电容器，在如下图所示中，、对于一给定的电容器，在如下图所示中，、对于一给定的电容器，在如下图所示中，、对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容描述电容描述电容描述电容C C C C、带电荷量、带电荷量、带电荷量、带电荷量QQQQ、电压、电压、电压、电压U UU U之间的之间的之间的之间的相互关系的图线中正确的是相互关系的图线中正确的是相互关系的图线中正确的是相互关系的图线中正确的是 （）例与练例与练第15页/共37页4 4 4 4、用两节相同的电池分别给两个原来不带、用两节相同的电池分别给两个原来不
10、带、用两节相同的电池分别给两个原来不带、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器充电，已知电的电容器充电，已知电的电容器充电，已知电的电容器充电，已知 C C C C1 1 1 1CCCC2 2 2 2，当电容当电容当电容当电容器达到稳定时，电容器器达到稳定时，电容器器达到稳定时，电容器器达到稳定时，电容器C C C C1 1 1 1和和和和C C C C2 2 2 2的带电量的带电量的带电量的带电量分别为分别为分别为分别为Q QQ Q1 1 1 1和和和和QQQQ2 2 2 2，则，则，则，则 （）A A A A Q QQ Q1 1 1 1QQQQQQQ2 2 2 2 C C C C Q
11、 QQ Q1 1 1 1=Q=Q=Q=Q2 2 2 2 D D D D无法确定无法确定无法确定无法确定例与练例与练第16页/共37页5 5 5 5、电容器的电容、电容器的电容、电容器的电容、电容器的电容C=C=C=C=2.0102.010-8-8F F，如果电，如果电，如果电，如果电容器两极板电压增加了容器两极板电压增加了容器两极板电压增加了容器两极板电压增加了10V10V10V10V，则电容器，则电容器，则电容器，则电容器的带电量变化了多少？的带电量变化了多少？的带电量变化了多少？的带电量变化了多少？电容的另一种定义式电容的另一种定义式例与练例与练第17页/共37页1 1、电容与两板正对面积
12、、电容与两板正对面积S S的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容静电计静电计第18页/共37页2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容第19页/共37页3 3、电容与电介质的关系：、电容与电介质的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容第20页/共37页4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容两板间距离两板间距离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第21页/共37页5 5 5 5、平行板电容
13、器充电平衡后、平行板电容器充电平衡后、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仍与电源相连仍与电源相连，两极板间的电压是两极板间的电压是两极板间的电压是两极板间的电压是U UU U，充电荷量为，充电荷量为，充电荷量为，充电荷量为QQQQ，两，两，两，两极板间场强为极板间场强为极板间场强为极板间场强为E E E E，电容为，电容为，电容为，电容为C C C C，现将两极板，现将两极板，现将两极板，现将两极板间距离减小，则间距离减小，则间距离减小，则间距离减小，则 （）A.QA.QA.QA.Q变大变大变大变大 B.CB.CB.CB.C变大变大变大变大 C.EC.EC.
14、EC.E不变不变不变不变 D.UD.UD.UD.U变小变小变小变小例与练例与练第22页/共37页6 6 6 6、平行板电容器充电平衡后、平行板电容器充电平衡后、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与电源断开与电源断开，两极板间的电压是两极板间的电压是两极板间的电压是两极板间的电压是U UU U，充电荷量为，充电荷量为，充电荷量为，充电荷量为QQQQ，两，两，两，两极板间场强为极板间场强为极板间场强为极板间场强为E E E E，电容为，电容为，电容为，电容为C C C C，现将两极板，现将两极板，现将两极板，现将两极板间距离减小，则间距离减小，则间距离减小，则间距离
15、减小，则（）A.QA.QA.QA.Q变大变大变大变大 B.CB.CB.CB.C变大变大变大变大 C.EC.EC.EC.E不变不变不变不变 D.UD.UD.UD.U变小变小变小变小E E与与d d无关无关，即即E E不变不变。例与练例与练第23页/共37页7 7 7 7、用电压为用电压为用电压为用电压为U UU U的直流电源给电容为的直流电源给电容为的直流电源给电容为的直流电源给电容为C C C C平行平行平行平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为场强大小为场强大小为场强大小为
16、E E E E。（1 1 1 1）充完电后，若）充完电后，若）充完电后，若）充完电后，若仍闭合电键仍闭合电键仍闭合电键仍闭合电键K K K K，将电，将电，将电，将电容器两极板正对面积变为原来的一半，则容器两极板正对面积变为原来的一半，则容器两极板正对面积变为原来的一半，则容器两极板正对面积变为原来的一半，则电容器的电容变为电容器的电容变为电容器的电容变为电容器的电容变为 ，流过导线中的，流过导线中的，流过导线中的，流过导线中的电流方向为从电流方向为从电流方向为从电流方向为从 极板流向极板流向极板流向极板流向 极板。极板。极板。极板。C/2C/2 正正负负例与练例与练第24页/共37页7 7
17、7 7、用电压为用电压为用电压为用电压为U UU U的直流电源给电容为的直流电源给电容为的直流电源给电容为的直流电源给电容为C C C C平行平行平行平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为场强大小为场强大小为场强大小为E E E E。（2 2 2 2）充完电后，若）充完电后，若）充完电后，若）充完电后，若断开电键断开电键断开电键断开电键K K K K，将电容，将电容，将电容，将电容器的两个极板距离变为原来的一半，则电器的两个极板距离变为原来的一半，则电器的两个极板距离变为原来
18、的一半，则电器的两个极板距离变为原来的一半，则电容器的电容变为容器的电容变为容器的电容变为容器的电容变为 ，电容器两极板间，电容器两极板间，电容器两极板间，电容器两极板间的电压变为的电压变为的电压变为的电压变为 ，电容器两极板间的电，电容器两极板间的电，电容器两极板间的电，电容器两极板间的电场强度为场强度为场强度为场强度为 。2C2C U/2U/2E E例与练例与练第25页/共37页7 7 7 7、用电压为用电压为用电压为用电压为U UU U的直流电源给电容为的直流电源给电容为的直流电源给电容为的直流电源给电容为C C C C平行平行平行平行板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充
19、完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的板电容器充电，充完电后电容器两板间的场强大小为场强大小为场强大小为场强大小为E E E E。（3 3 3 3）充完电后，若）充完电后，若）充完电后，若）充完电后，若仍闭合电键仍闭合电键仍闭合电键仍闭合电键K K K K，将一，将一，将一，将一块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩块厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形金属块放入两极板中间，电容器的电容形金属块放入两极板中间，电容器的电容形金属块放入两极板中间，电容器的电容形金属块放入两极板中间，电容器的电容变为变为变为变
20、为 ，流过导线中的电流方向，流过导线中的电流方向，流过导线中的电流方向，流过导线中的电流方向为从为从为从为从 极板流向极板流向极板流向极板流向 极板。极板。极板。极板。2C2C 负负正正例与练例与练第26页/共37页8 8 8 8、平行板电容器两板距离为、平行板电容器两板距离为、平行板电容器两板距离为、平行板电容器两板距离为4cm4cm4cm4cm，带电量，带电量，带电量，带电量为为为为810810810810-8-8-8-8C C C C，板间场强为，板间场强为，板间场强为，板间场强为4104104104104 4 4 4N/CN/CN/CN/C，则其电容为则其电容为则其电容为则其电容为 ，
21、若保持其它条件，若保持其它条件，若保持其它条件，若保持其它条件不变，而使两板正对面积减为原来的不变，而使两板正对面积减为原来的不变，而使两板正对面积减为原来的不变，而使两板正对面积减为原来的1/21/21/21/2，则其电容为，则其电容为，则其电容为，则其电容为 ，若将两板距，若将两板距，若将两板距，若将两板距离增加为离增加为离增加为离增加为8cm8cm8cm8cm，则两板间场强为，则两板间场强为，则两板间场强为，则两板间场强为 ，电容为，电容为，电容为，电容为 。510510-11-11 F2.5102.510-11-11 F4104104 4 N/C2.5102.510-11-11 F例与
22、练例与练第27页/共37页9 9 9 9、平行金属板、平行金属板、平行金属板、平行金属板A A A A、B B B B间距离为间距离为间距离为间距离为6cm6cm6cm6cm，电势差，电势差，电势差，电势差U UU UABABABAB=300V=300V=300V=300V保持不变，将一块保持不变，将一块保持不变，将一块保持不变，将一块3cm3cm3cm3cm厚的矩厚的矩厚的矩厚的矩形导体平行放入形导体平行放入形导体平行放入形导体平行放入A A A A、B B B B板之间，它左侧面板之间，它左侧面板之间，它左侧面板之间，它左侧面P P P P与与与与A A A A平行正对且离平行正对且离平行
23、正对且离平行正对且离A A A A板板板板1cm1cm1cm1cm，以，以，以，以B B B B板电势板电势板电势板电势为零，则为零，则为零，则为零，则A A A A、B B B B两板正中央一点两板正中央一点两板正中央一点两板正中央一点C C C C的电势的电势的电势的电势由此而发生怎样的变化？（由此而发生怎样的变化？（由此而发生怎样的变化？（由此而发生怎样的变化？（）A A A A、变为零、变为零、变为零、变为零 B B B B、仍为、仍为、仍为、仍为150V150V150V150V C C C C、升高、升高、升高、升高50V50V50V50V D D D D、降低、降低、降低、降低50
24、V50V50V50VA AB BP PC C例与练例与练第28页/共37页10101010、如图所示，平行板电容器如图所示，平行板电容器如图所示，平行板电容器如图所示，平行板电容器A A A A、B B B B间有一带电油间有一带电油间有一带电油间有一带电油滴滴滴滴P P P P正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错正好静止在极板正中间，现将两极板间稍错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（开一些，其它条件不变。则（开一些，其它条件不变。则（开一些，其它条件不变。则（）A A A A油滴将向上加速，电流计中电流由油滴将向上加速，电
25、流计中电流由油滴将向上加速，电流计中电流由油滴将向上加速，电流计中电流由b b b b流向流向流向流向a a a a B B B B油滴将向下加速，电流计中电流由油滴将向下加速，电流计中电流由油滴将向下加速，电流计中电流由油滴将向下加速，电流计中电流由a a a a流向流向流向流向b b b b C C C C油滴将静止不动，电流计中电流由油滴将静止不动，电流计中电流由油滴将静止不动，电流计中电流由油滴将静止不动，电流计中电流由b b b b流向流向流向流向a a a a D D D D极板带电量减少，两板间电势差和场强不变极板带电量减少，两板间电势差和场强不变极板带电量减少，两板间电势差和场
26、强不变极板带电量减少，两板间电势差和场强不变例与练例与练第29页/共37页11111111、水平放置的平行板电容器，两板相距、水平放置的平行板电容器，两板相距、水平放置的平行板电容器，两板相距、水平放置的平行板电容器，两板相距5mm5mm5mm5mm，电容为，电容为，电容为，电容为2F2F2F2F，当将其充电到两板，当将其充电到两板，当将其充电到两板，当将其充电到两板电压为电压为电压为电压为100V100V100V100V时，一个质量为时，一个质量为时，一个质量为时，一个质量为10101010-10-10-10-10g g g g的带的带的带的带电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量电尘埃正好在
27、板间静止。则尘埃的电荷量电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量电尘埃正好在板间静止。则尘埃的电荷量为为为为 C C C C。mgF例与练例与练第30页/共37页1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、常用电容器（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质，用为电介质，用两层两层铝箔铝箔为极板。为极板。符号：符号：第31页/共37页1 1、固定电容器：、固定电容器：四、常用电容器四、常用电容器（2 2）电解电容器：）电解电容器：用用铝箔铝箔做一个极板，以铝箔上做一个极板，以铝箔上很很薄的一层氧化膜薄的一层氧化膜为电介质，用为电介质，用浸过浸过电解液的
28、纸电解液的纸做另一个极板。做另一个极板。符号：符号：电容较大电容较大第32页/共37页2 2、可变电容器：、可变电容器：四、常用电容器四、常用电容器 两极由两极由两组铝片两组铝片组成，固定的一组铝组成，固定的一组铝片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做片叫做定片，可以转动的一组铝片叫做动片动片;空气空气为电介质。为电介质。转动动片，使两组铝片的转动动片，使两组铝片的正对面积正对面积发发生变化，电容相应生变化，电容相应变化变化。符号：符号：第33页/共37页3 3、击穿电压和额定电压：、击穿电压和额定电压：四、常用电容器四、常用电容器 加在电容器两极板上的电压不能超过加在电容器两极板上的电压不能超过
29、某一个限度，超过这个限度，电介质将某一个限度，超过这个限度，电介质将被被击穿击穿，这个电压称为，这个电压称为击穿电压击穿电压。电容器电容器正常工作正常工作时两极板上的时两极板上的最大电最大电压压，称为，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第34页/共37页12121212、某电解电容器上标有、某电解电容器上标有、某电解电容器上标有、某电解电容器上标有“25v470F”25v470F”25v470F”25v470F”的的的的字样，对此，下述说法中正确的是（字样，对此，下述说法中正确的是（字样，对此，下述说法中正确的是（字样
30、，对此，下述说法中正确的是（）A.A.A.A.当电容器两极间电压是当电容器两极间电压是当电容器两极间电压是当电容器两极间电压是25v25v25v25v时，电容器的时，电容器的时，电容器的时，电容器的电容才是电容才是电容才是电容才是470F470F470F470FB.B.B.B.电容器两极间电压必须是电容器两极间电压必须是电容器两极间电压必须是电容器两极间电压必须是25v25v25v25v时，电容器时，电容器时，电容器时，电容器才能正常工作才能正常工作才能正常工作才能正常工作C.C.C.C.电容器两极间电压必须在电容器两极间电压必须在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直流直流2
31、5v25v25v25v以下时，以下时，以下时，以下时，电容器才能正常工作电容器才能正常工作电容器才能正常工作电容器才能正常工作D.D.D.D.这种电容器使用时，必须考虑电容器的两这种电容器使用时，必须考虑电容器的两这种电容器使用时，必须考虑电容器的两这种电容器使用时，必须考虑电容器的两根引线的极性根引线的极性根引线的极性根引线的极性额定电压额定电压25V25V是电容器是电容器正常工正常工作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电容器的电压多数情况下是况下是交流电压交流电压例与练例与练第35页/共37页13131313、把可变电容器的动片旋、把可变电容器的动片旋、把可变电容
32、器的动片旋、把可变电容器的动片旋进去进去进去进去一些，电容一些，电容一些，电容一些，电容器的电容器的电容器的电容器的电容_；如果把两板间的电介质；如果把两板间的电介质；如果把两板间的电介质；如果把两板间的电介质由空气换成陶瓷，则电容由空气换成陶瓷，则电容由空气换成陶瓷，则电容由空气换成陶瓷，则电容_；如果增；如果增；如果增；如果增大两板间的电势差，则电容大两板间的电势差，则电容大两板间的电势差，则电容大两板间的电势差，则电容_ _ _ _（以（以（以（以上填上填上填上填“变大变大变大变大”、“变小变小变小变小”或或或或“不变不变不变不变”）；如果把动片全部旋；如果把动片全部旋；如果把动片全部旋；如果把动片全部旋出来出来出来出来，则电容，则电容，则电容，则电容_（填（填（填（填“最大最大最大最大”或或或或“最小最小最小最小”）。）。）。）。例与练例与练变大变大变大变大不变不变最小最小第36页/共37页