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(共36張PPT)
第十章　靜電場中的能量
電容器的電容
水可以用容器儲存起來，那電荷能用一個“容器”儲存起來嗎？
觀察與思考
圖中的元件就是這樣的“容器”——電容器。那么它的內部結構是怎樣的？它是怎樣“裝進”和“倒出”電荷的呢？
觀察與思考
教材P38
電容器的作用：儲存電荷(電能)
一、電容器
帶電特點：兩極板電荷等量異號，分布在相對的兩板內側。
（“電容器所帶的電荷量”指一個極板所帶電荷量的絕對值）
板間電場：勻強電場（ ）)，方向垂直于板面，d為板間距。
平行板電容器：
電路圖符號：
二、實驗：電容器的充電和放電
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － －
＋Q
－Q
充電：
電容器的兩極板分別與電源的兩極相連，使電容器兩極板帶上等量異種電荷
（1）有短暫的充電電流。電流方向為從電源正極流出，電流由大變小
（3）充電完，兩板帶等量異種電荷，板間形成勻強電場。
（4）充電完，電路中無電流，板間電壓等于電源電壓。
（2）Q 、U 、E ，其它形式能轉化為電場能儲存在電容器內
★注意：若電容器保持與電源連接，則板間電壓U不變；
若斷開電源，則極板所帶電量Q不變。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － －
＋Q
－Q
放電：
使充電后的電容器失去電荷
（1）有短暫的放電電流，電流從正極板流出,電流由大變小
（3）放電結束，電路中無電流，板間電場消失。
（4）放電過程實質：是正、負電荷中和的過程，此時電容器相當于電源
注意：電容器充電或放電進行得都很快，電流方向相反，電流持續(xù)時間都非常短。
（2）Q 、U 、E ，電場能轉化為其它形式的能
Q=I1t1
I
t
I
t
I1
t1
I-t圖像“面積”表示電荷量
思考：
水容器中的水面升高1cm（水位差）所需水量為多少？
電容器板間的電勢差升高1V所需電荷量為多少
水容器
V∝h
電容器
Q∝U
橫截面積（由容器本身結構決定 ）
電容（由電容器本身結構決定）
三、電容
教材P40
或 容納電荷的本領
比值定義法
教材P41
注意：
（1）電容器一個電學元件，而電容是一個物理量
（2） 說明單位電壓下儲存電荷量越多的電容越大。
（3）電容器Q不可能無限增大，當Q足夠大時會使空氣電離。
閱讀教材P42
四、常用電容器
電容器的分類：
（1）按結構分：固定電容器和可變電容器。
（2）按形狀分：圓柱電容器、平行板電容器、球形電容器。
（3）按電介質分：空氣電容器、真空電容器、聚苯乙烯電容器、云母電容器、陶瓷電容器、電解電容電容器等。
導練
1.(多選)對電容器充電時，電容器的電荷量Q、電壓U及電容C之間的關系圖像如下圖所示，其中正確的是
√
√
2.有一個已充電的電容器，兩極板之間的電壓為6 V，所帶電荷量是4.5×10－4 C，將電容器的電壓降為4 V，電容器所帶電荷量是
A.1.5×10－4 C　　　B.3.0×10－4 C
C.3.5×10－4 C　　　D.4.0×10－4 C
√
3.某同學利用如圖所示的實驗電路觀察電容器的充、放電現象，下列說法正確的是
A.把開關S接1，電壓表和電流表示數均逐漸增大
B.把開關S先接1再斷開，斷開后電壓表示數立即變?yōu)榱?br/>C.電容器充電與放電過程，通過電流表的電流方向相同
D.電容器放電過程，電壓表和電流表示數均逐漸減小
√
平行板電容器是最簡單，也是最基本的電容器，幾乎所有電容器都是平行板電容器的變形。平行板電容的大小也是由電容器本身決定，與哪些因素有關？
五、探究影響平行板電容器電容的因素
探究影響平行板電容器電容的因素
Q=CU
S減小,張角增大
U增大,故C減小
d增大,張角增大
U增大，故C減小
插入介質，張角減小
U減小，故C增大
實驗：影響平行板電容器電容大小的因素
平行板電容器的電容公式：
電介質 空氣 煤油 石蠟 陶瓷 玻璃 云母 水
εr 1.0005 2 2.0~2.1 6 4~11 6~8 81
幾種常用電介質的介電常數
導練
1.(多選)如圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關S閉合，電路穩(wěn)定后，靜電計指針張開一個角度，下列做法可使靜電計指針張角增大的是
A.使A、B兩板靠近一些
B.使A、B兩板正對面積減小一些
C.斷開S后，使B板向右平移一些
D.斷開S后，使A、B正對面積減小一些
E.斷開S后，在極板間插入有機玻璃板
√
√
平行板電容器充電后，保持電容器與電源相連接，增大d，那么U、Q、E如何改變？若切斷與電源的連接，增大d，則U、Q、E又如何改變？
六、電容器的動態(tài)分析
1、電容器始終與電源連接，U不變
①由 判斷電容C的變化。（C隨 εr 、S、d的變化而變化。）
②由 判斷Q的變化。
③由 判斷E的變化。
d增加
C減小
Q=CU
Q減小
E=U/d
E減小
S減小
U不變
C減小
Q=CU
Q減小
E不變
E=U/d
2、電容器充電后與電源斷開，Q不變
①由 判斷電容C的變化。（C隨εr 、S、d的變化而變化。）
②由 判斷U的變化。
③由 判斷E的變化。
Q不變時，E與d無關，只隨εr、S變化
C減小
U=Q/C
U增加
E不變
C減小
U=Q/C
U增加
E增加
d增加
S減小
Q不變
處理電容器動態(tài)問題的基本思路
(1) 分析是U不變還是Q不變.
(5) 由 F＝qE 分析 F 的變化，從而分析運動狀態(tài)
導練
1.(多選)如圖所示，A、B為兩塊平行帶電金屬板，充電后始終與電源相連，一個帶正電的微粒固定在兩板間P點處.現將B板上移至圖中虛線處，則下列說法中正確的是
A.平行板電容器的電容將增大
B.平行板A、B間的電場強度保持不變
C.P點的電勢將減小
D.微粒的電勢能將增大
√
√
變式　若A板向下移動少許，本題正確的選項是
A.平行板電容器的電容將增大
B.平行板A、B間的電場強度保持不變
C.P點的電勢將減小
D.微粒的電勢能將增大
√
√
2.一平行板電容器充電后與電源斷開，正極板接地，在兩極板間有一正電荷(電荷量很小)固定在P點，如圖，Ep表示正電荷在P點的電勢能.若保持負極板不動，將正極板移至圖中虛線所示的位置，則
A.U變小，E不變
B.E變大，Ep變大
C.U變小，Ep不變
D.U不變，Ep不變
√
3.豎直正對放置的平行板電容器兩極板連成如圖所示的電路，R為滑動變阻器，一個帶負電的小球懸掛在電容器的內部.閉合開關，電路穩(wěn)定后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ，則下列判斷正確的是
A.保持開關閉合，變阻器滑片向左移動，則θ不變
B.保持開關閉合，略向左移動左極板，則θ增大
C.斷開開關后，略向右移動右極板，則θ減小
D.斷開開關后，略向上移動左極板，則θ減小
√

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