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10.4 電容器的電容
第十章 靜電場中的能量
一、電容器
1、定義：任何兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器
2、電路圖符號：
3 、作用：儲存電荷
絕緣物質(zhì)(電介質(zhì))
導(dǎo)體
導(dǎo)體
4、平行板電容器：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)——電介質(zhì)（空氣也是一種電介質(zhì)），就構(gòu)成了一個最簡單的電容器，叫作平行板電容器。
5、實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
充電過程
5、實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
放電過程
（1）只有在充、放電過程中，連接電容器的電路中才有短暫的電流I
5、實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
（2）充、放電結(jié)束后，電容器相當于斷路
（3）電容器所帶的電荷量Q指一個極板所帶電荷量的絕對值
實驗：用傳感器觀察電容器的放電過程
1.在圖中畫一個豎立的狹長矩形，它的面積的物理意義是什么？
在0.2s內(nèi)電容器的放電量。
2.怎樣根據(jù) I-t 圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量？
算出每一個格子的面積，大于半格算一個，小于半格舍去，圖象所包含的格子的面積為釋放的電荷量。
思考：
類比法：類比圓柱型水杯容器的儲水
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，試比較A、B、C的儲水量；
2.哪個儲水本領(lǐng)大？
如何反映其儲水本領(lǐng)？
既然電容器是用來儲存電荷的，怎樣描述電容器容納電荷的本領(lǐng)呢？
容納儲存水
容納儲存電荷
電荷量 Q
水量 V
電勢差 U
高度差 h
橫截面 S
電容器
水容器
？
大膽猜想
人們通過實驗研究發(fā)現(xiàn)：
對于同一電容器，電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U成正比，即比值Q/U 是一個常量；
對于不同的電容器，這個比值一般不同。
這個比值就表征了電容器儲存電荷的特性。
實驗電路圖
二、電容
4、物理意義：描述電容器容納電荷的本領(lǐng)。 電容越大，表明在相同電勢差情況下，電容器所帶的電荷越多。
1、定義： 電容器所帶電荷量 Q 與電容器兩極板間電勢差U 的比值，叫電容器的電容，用C表示。
2、定義式：
C由電容器自身結(jié)構(gòu)決定，與Q、U 無關(guān).
3、國際單位：法拉，符號F
1F=1C/ V
常用單位：微法μF 、皮法pF
1F=106μF =1012pF
電容器的電容，在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V時，電容器需要帶的電荷量
5、擊穿電壓：電容器電介質(zhì)不被擊穿的極限電壓
額定電壓：電容器外殼上標的工作電壓，數(shù)值比擊穿電壓要低
二、電容
有機玻璃板
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
--
改變d
改變S
改變
電介質(zhì)

多媒體實驗室
說明：靜電計是在驗電器的基礎(chǔ)上制成的，用來測量導(dǎo)體間的電勢差，從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個導(dǎo)體間的電勢差的大小。
電容的大小顯然應(yīng)取決于自身的結(jié)構(gòu)，那么跟哪些因素有關(guān)呢？
三、探究影響平行板電容器電容大小的因素
三、平行板電容器的電容公式：
兩板間距離
兩板正對面積
介電常數(shù)真空εr=1
靜電力常量
空氣的相對介電常數(shù)與1十分接近，研究中，空氣對電容的影響一般可以忽略。
了解關(guān)于電容器的相關(guān)知識后，你知道電容器在生活中有哪些常見類型不？
幾種常用電介質(zhì)的相對介電常數(shù)
1.固定電容器：
①聚苯乙烯電容器：
以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，兩層鋁箔為極板.
②電解電容器：
用鋁箔做一個極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過電解液的紙做另一個極板。有“+”、“-”極之分，不能接反，不能接交流電。
四、常用電容器
2.可變電容器：
兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片；可以轉(zhuǎn)動的一組鋁片叫做動片;空氣為電介質(zhì)。
轉(zhuǎn)動動片，使兩組鋁片的正對面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。
符號：
動片
定片
四、常用電容器
根據(jù)電化學(xué)原理研發(fā)的一種新型電容器
優(yōu)點：充電時間短、儲存電能多、放電功率大、使用壽命長
超級電容器
國產(chǎn)電磁炮
3.超級電容器：
四、常用電容器
五、平行板電容器的動態(tài)分析
分析思路：抓住不變量，利用
題型一：電容器始終與電源連接
C、U、Q、E如何變化
①d增加
②S減小
③插入電介質(zhì)
五、平行板電容器的動態(tài)分析
分析思路：抓住不變量，利用
題型二：電容器充電后始終與電源斷開
C、U、Q、E如何變化
①d增加
②S減小
③插入電介質(zhì)
課堂小結(jié)
電容器所帶電量Q與兩極板間電勢差U的比值。
公式：C=Q/U
一、電容器
二、電容：
法拉，F(xiàn)
單位：
三、平行板電容器的電容
①電容隨兩板距離的增大而減小
②電容由于插入電介質(zhì)而增大
③電容隨兩板的正對面積的減小而減小
四、常見的電容器
【課堂檢測1】關(guān)于電容，下列說法中正確的是 （ ）
A．電容器的極板上帶電量越大，這個電容器的電容就越大
B．電容器的極板間電壓越大，這只電容器的電容就越大
C．如果電容器兩極板上沒有帶電，它的電容為零
D．對某一個電容器來說，兩板間的電勢差隨所帶電量的增加而增加
D
【課堂檢測2】(多選)如圖所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極之間的電勢差U.現(xiàn)使B板帶電，則下列判斷正確的是 ( 　)
A．增大兩極板之間的距離，指針張角變大
B．將A板稍微上移，靜電計指針張角將變大
C．若將玻璃板插入兩板間，則靜電計指針張角變大
D．若將A板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱?br/>AB
【課堂反饋3】（多選）兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置，構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖
所示．接通開關(guān)S，電源即給電容器充電．則(　　)
A．保持S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場強度減小
B．保持S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大
C．斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小
D．斷開S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大
BC

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