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§4 电容器的电容
人教版(2019)必修 第三册
第十章 静电场中的能量
贰
电容器
叁
电容
肆
常用电容器
目
录
壹
新课引入
必修三
伍
课堂练习
新课引入
壹
水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？
电容器
思考与讨论：
电容器
贰
1.定义：任何两个彼此绝缘且又相隔很近的导体就构成了一个电容器。
2.构造：两个互相靠近彼此绝缘的导体。
3.作用：存储电荷(存储电能)。
一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一
十 十 十 十 十十 十 十十 十 十 十 十十 十 十
电容器充放电实验
4.电容器的充电：
将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。
+++++
- - - - -
如图所示，充电时：
(1)电表有短暂从左到右的电流；
(2)电容器上极板带正电，下级板带负电；
(3)极板间有从上到下的匀强电场；
(4)充电时，电容器储存电场能；
(5)充电完毕，电路中电流为零。
5.电容器的放电：
用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。
+++++
- - - - -
如图所示，放电时：
(1)电表有短暂从右到左的电流；
(2)充电时，电容器储存电场能放出；
(3)放电完毕，电场极板间电场为零；
(4)放电完毕，极板所带电量为零；
(5)放电完毕，电路中电流为零。
用传感器观察电容器的放电过程
思考1.在图中画一个竖立的狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
根据图象的含义，因Q=It，所以竖直狭长矩形的面积表示为：在0.1s内电容器的放电量。
思考2.怎样根据 I-t 图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算。
算出每一个格子的面积，大于半格算一个，小于半格舍去，图象所包含的格子的面积为释放的电荷量。
电容
叁
电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系
实验结论：
实验表明，电容器的电荷量变为原来一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一般。
精确实验表明，一个电容器所带的电量Q与两个极板间的电势差U的比值是不变的。不同电容器，这个比值一般是不同的，可见这个比值表征了电容器储存电荷的特性。
1.定义：
电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容.
2.公式：
3.单位：
法拉，简称法，符号F；常用单位微法(μF)和皮法(pF)；
当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F
1F=106μF=1012pF
5.注意：电容器所带的电荷量Q是指一个极板所带电荷量的绝对值。
4.物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下，电 容器所带的电荷越多。
电容器与水容器的基本类比
电容器 水容器
功能 储存电荷 储存水
储存量 电荷量Q 水量V
同一水容器：
h=1cm
V=1dm3
h=2cm
V=2dm3
水容器截面积
同一电容器：
比值Q/U是定值
Q与U成正比
+ + + +
- - - - - - -
Q
2Q
U=1V
U=2V
实验表明：
实验表明：
比值V/h是定值
V与h成正比
电容器的电容
h=1cm
V=1dm3
h=1cm
V=4dm3
不同的水容器：
不同的电容器：
+ + + +
- - - -
+ + + + + +
- - - - - - - -
U=1V
U=1V
Q
2Q
实验表明：C越大，容纳电荷的本领越强
C与Q、U无关
实验表明：S越大，容纳水的本领越强
S与V、h无关
容纳储存水
容纳储存电荷
电荷量Q
水量V
电势差U
水位差h
横截面S
电容C
电容器
水容器
电容器与水容器的综合类比
6.击穿电压和额定电压：
（1）加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
（2）电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
探究影响平行板电容器电容的因素
7.平行板电容器的电容公式：
两极板间距离
两极板正对面积
静电力常量
介电常数
常用电容器
肆
1.聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板.
(1)符号：
(2)样品：
＋
2.电解电容器：
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。
(1)符号：
(2)样品：
3.可变电容器：
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫做定片；可以转动的一组铝片叫做动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
(1)符号：
(2)样品：
课堂练习
伍
1．有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为5V，所带电荷量为，此电容器的电容是（ ）
A． B．
C． D．
A
2．某电容器的外壳上标有“1000μF 80V”的字样, 该参数表明（　　）
A．该电容器只有在电压为80V时电容才为1000μF
B．当两端电压为 40V时，该电容器的电容为500μF
C．该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿
D．当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为8×10-2C
D
3．某种电容器的电容为C，当极板上所带电量为Q时，两极板间的电势差为U，当极板上所带电量为3Q时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器的电容为3C
B．电容器的电容为C
C．电容器两极板间的电势差为U
D．电容器两极板间的电势差为0
B
4．平行板电容器的电容与极板的正对面积S、极板间距离的关系为（为相对介电常数，为静电力常量）。如图所示为研究影响平行板电容器电容大小的因素实验过程示意图，保持极板上的电荷量和极板的正对面积S不变，当增大时（　　）
A．极板间电势差减小
B．电容器的电容增大
C．极板间电场强度增大
D．电容器储存的电势能增大
D
5．如图所示，一平行板电容器与电源保持连接，其负极板接地并固定。如图所示，一带电小液滴恰好静止于P点。下列说法正确的是（　　）
A．小液滴带正电
B．若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴依然保持静止
C．若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴将向下运动
D．若仅将上极板向下移动一小段距离，P点电势降低
C
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