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仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第十章 静电场中的能量
人教版(2019)必修 第三册
§4 电容器的电容
目录
电容
电容器
1
2
3
常用电容器
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
新课引入
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：
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
电容器
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、电容器
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。
一、电容器
+++++
- - - - -
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。
一、电容器
+++++
- - - - -
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。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
电容
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.
二、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
二、电容
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：
二、电容
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
二、电容
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
二、电容
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
二、电容
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
二、电容
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
常用电容器
三、常用电容器
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：
三、常用电容器
＋
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。
三、常用电容器
(1)符号：
(2)样品：
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
课堂练习
1．a、b两个电容器如图甲所示，图乙是它们的部分参数。则关于a、b两个电容器的下列说法正确的是（ ）
A．a、b两个电容器的电容之比为8∶1
B．a、b两个电容器的电容之比为4∶5
C．b电容器工作时最多能容纳电荷0.1C
D．a电容器工作时最多能容纳电荷1C
C
2．图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中错误的是（　　）
A
3．平行板电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，要使平行板电容器的电容增加，下列做法正确的是（　　）
A．增大两极板正对面积
B．改用介电常数较小的电介质
C．增大两极板间的距离
D．增大两极板间的电压
A
4．有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3×10-6 C，其电压将变为原来的1/3，则（　　）
A．电容器原来带的电荷量是9×10-6 C
B．电容器原来带的电荷量是4.5×10-6 C
C．电容器原来的电压可能是5 V
D．电容器原来的电压可能是5×10-7 V
BC
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
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