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1、第七节第七节 电容器和电容电容器和电容本讲稿第一页，共十七页第一章第一章 电场电场7 7 电容器和电容电容器和电容本讲稿第二页，共十七页本讲稿第三页，共十七页本讲稿第四页，共十七页本讲稿第五页，共十七页一、电一、电容器容器1.1.作用：作用：储存储存电荷电荷和和电能电能的元件。的元件。2.2.构造：构造：两个两个彼此绝缘彼此绝缘又又相互靠近相互靠近的导体就构成一个电的导体就构成一个电容器。容器。中间的绝缘物质叫做电介质中间的绝缘物质叫做电介质3.3.符号：符号：本讲稿第六页，共十七页4.4.电容器的充、放电：电容器的充、放电：充电：使电容器带电（两极板带等量异号电荷）充电：使电容器带电（两极板
2、带等量异号电荷）充电后，两极板间有电场，有电势差充电后，两极板间有电场，有电势差放电：使电容器失去电荷放电：使电容器失去电荷5.5.电容器的带电量：电容器的带电量：一个极板上带电量的绝一个极板上带电量的绝对值对值Q。放电过程释放电能放电过程释放电能本讲稿第七页，共十七页二、电容器的电容二、电容器的电容 C1.1.物理意义：物理意义：2.2.定义：定义：-+-U1=1VU2=2VU1=1VU2=2V电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差与电容器两极板间的电势差U的的比值比值，叫做这，叫做这个电容器的电容。个电容器的电容。3.单位：单位：法拉（法拉（F），），1F=1C/V
3、1F10-6F，1pF=10-12F阅读教材P30描述电容器容纳电荷本领的物理量描述电容器容纳电荷本领的物理量本讲稿第八页，共十七页例例1：一电容器的电容是：一电容器的电容是50pF，两极板间的电压为，两极板间的电压为30V，则，则电容器所带电量电容器所带电量Q=。1.510-9 C 例例2：一电容器带电荷量为：一电容器带电荷量为210-4C时，两极板间电势差为时，两极板间电势差为200V。若使其电荷量再增加。若使其电荷量再增加210-4C，这时它的电容量为，这时它的电容量为 ，两极板间的电势差为，两极板间的电势差为 V，如果将电荷全部放掉，它如果将电荷全部放掉，它的电容为的电容为 。1F 4
4、00 1F 本讲稿第九页，共十七页平行板电容器的电容可能与哪些因素有关呢？平行板电容器的电容可能与哪些因素有关呢？正对正对面积面积S板间板间距离距离d板板间间电电介介质质我们来做实验怎样使电容器所带的电荷量不变？怎样使电容器所带的电荷量不变？将电容器充电后与电源断开，将电容器充电后与电源断开，Q将不变将不变怎样测两极板间电势差的大小？怎样测两极板间电势差的大小？静电计：测量电势差静电计：测量电势差从从指指针针的的偏偏角角可可测测出出两两极极板板间间的的电电势势差。差。本讲稿第十页，共十七页静电计指针静电计指针偏角偏角板间电势差板间电势差U电容电容C=Q/U板间距板间距d增大增大 减小减小正对面
5、积正对面积S增大增大减小减小电介质电介质插入插入拔出拔出增大增大减小减小减小减小增大增大减小减小增大增大增大增大减小减小减小减小增大增大减小减小增大增大减小减小增大增大增大增大减小减小增大增大减小减小间距间距d正对正对面积面积S电介质电介质本讲稿第十一页，共十七页理论和精确实验证明：理论和精确实验证明：平行板电容器的电容平行板电容器的电容C跟介电跟介电常数常数成正比，跟正对面积成正比，跟正对面积S成正比，跟两极板间距成正比，跟两极板间距离离d成反比。成反比。三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容介电常数介电常数静电力常量静电力常量本讲稿第十二页，共十七页例：有一充电的平行板电容器，两板间
6、电压为例：有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，现使它的电荷量减少现使它的电荷量减少310-4 C，于是电容器两板间电压，于是电容器两板间电压降为原来的降为原来的1/3。（1）此电容器的电容是多大？）此电容器的电容是多大？（2）电容器原来的带电荷量是多少库仑？）电容器原来的带电荷量是多少库仑？（3）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？150 F 4.510-4 C 150 F 本讲稿第十三页，共十七页例例1：一一平平行行板板电电容容器器的的电电容容为为C，充充电电后后与与电电源源断断开开，此此时时板板上上带带电电量量为
7、为Q，两两板板间间电电势势差差为为U，板板间间场场强强为为E。现现保保持持板板间间距距离离不不变变，使使两两板板错错开开一一半半（如如图图所所示示），则则下下列列各各量量变变为为：电电容容C=；带带电电量量Q=；电电势势差差U=；板板间间场场强强E=。Q2U2E本讲稿第十四页，共十七页例例2：如如图图所所示示，把把平平行行板板电电容容器器电电容容为为C，通通过过电电阻阻R、开开关关S与与干干电电池池相相连连。现现闭闭合合开开关关S，此此时时两两板板间间电电势势差差为为U，板板上上带带电电量量为为Q，板板间间场场强强为为E。若若使使电电容容器器两两极极板板间间距距离离减减半半，则则下下列列各各量
8、量变变为为：电电容容C=；电电势势差差U=；带带电电量量Q=；板间场强板间场强E=。U2C2Q2E 两两板板间间距距离离减减半半的的过过程程中中，通通过过电电阻阻R的的电电荷荷量量是是多多少少？电电流流方方向向如何？如何？通过通过R的电荷量为的电荷量为Q，电流方向左向右，电流方向左向右本讲稿第十五页，共十七页变式训练：变式训练：如图所示，先接通如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开使电容器充电，然后断开S，当增大，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容、电容C、两板间电势差、两板间电势差U、电容器两极板间场强电容器两极板间场强E的变化情况是：的变化情况
9、是：AQ变小，变小，C不变，不变，U不变，不变，E变小变小 BQ变小，变小，C变小，变小，U不变，不变，E不变不变 CQ不变，不变，C变小，变小，U变大，变大，E不变不变 DQ不变，不变，C变小，变小，U变小，变小，E变小变小C本讲稿第十六页，共十七页常见的电容器从构造上看可以分为哪些类型？常见的电容器从构造上看可以分为哪些类型？常见的固定电容器有哪些？常见的固定电容器有哪些？电容器上标的电容器上标的“0.002F，400V”指的是什么？指的是什么？四、常见的电容器四、常见的电容器阅读教材，回答以下问题阅读教材，回答以下问题电电容容器器固定电容器固定电容器可变电容器可变电容器纸质电容器纸质电容器电解电容器电解电容器陶瓷电容器陶瓷电容器云母电容器云母电容器电容器的最大耐压值电容器的最大耐压值额定电压：额定电压：击穿电压：击穿电压：电容器长期工作所电容器长期工作所能承受的最大电压能承受的最大电压额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压额定电压额定电压本讲稿第十七页，共十七页