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6 6 电容器和电容电容器和电容1 1、知道什么是电容器，相识常见的电容器。、知道什么是电容器，相识常见的电容器。2 2、了解平行板电容器的充放电过程。、了解平行板电容器的充放电过程。3 3、理解电容的定义，理解确定电容大小的因素。、理解电容的定义，理解确定电容大小的因素。4 4、会解两种电容器的题型。、会解两种电容器的题型。VCDVCD部分线路板部分线路板问题问题:电容器究竟是什么样的元件电容器究竟是什么样的元件？它的作用、构造、原理是什它的作用、构造、原理是什么？么？本节课就要探讨这些问题。本节课就要探讨这些问题。2 2、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成了一个最简洁的电容器，叫平行板电容缘物质，就组成了一个最简洁的电容器，叫平行板电容器。其实，任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体，都可器。其实，任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体，都可以看成一个电容器。以看成一个电容器。一、电容器一、电容器 两个极板（导体）两个极板（导体）电介质（绝缘材料）电介质（绝缘材料）1 1、概念：储存电荷和电能的元件、概念：储存电荷和电能的元件+-极板极板电介质电介质3.3.两种工作状态两种工作状态:充电充电:两极板与电源相连两极板与电源相连,使电容器使电容器带电带电的过程的过程.放电放电:用导线与两极板相连用导线与两极板相连,使电容器两极板上的使电容器两极板上的电电荷中和荷中和的过程的过程.电容器充电试验电容器充电试验电容器放电试验电容器放电试验 +-+Q+Q-Q-Q电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷，一般把任何一个极板所分别带上等量异种电荷，一般把任何一个极板所带的电荷量带的电荷量Q Q的确定值叫做电容器的电荷量的确定值叫做电容器的电荷量.4.4.电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量Q:Q:小结：电容器的充放电小结：电容器的充放电电容器的充电电容器的充电 充电充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程.存在存在瞬间充电电流瞬间充电电流I I,电量电量QQ,板间电压板间电压U UC C,板间电场板间电场E,E,电源能量电源能量电场能电场能,充电结束时充电结束时U UC C=充电电压充电电压.电容器的放电电容器的放电 放电放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程：使电容器两极板上的电荷中和的过程.存在存在瞬间放电电流瞬间放电电流I I,电量电量QQ,板间电压板间电压U UC C,板间电场板间电场E E,电场能电场能其他形式的能其他形式的能,放电结束时放电结束时U UC C=0.=0.hhABC类比电容类比电容水量水量 Vh Vh电量电量 QU QU探究：如何描述电容器容纳电荷的本事？探究：如何描述电容器容纳电荷的本事？1 1、定义：、定义：电容器所带电荷量电容器所带电荷量Q Q与两极板间电势差与两极板间电势差U U的比值。的比值。2 2、定义式：、定义式：或者或者3 3、物理意义：、物理意义：C C是表示电容器容纳电荷本事的物理量是表示电容器容纳电荷本事的物理量 4 4、单位：、单位：在国际单位制中单位是法拉（在国际单位制中单位是法拉（F F）1F=1C/V 1F=1C/V 1F=10 1F=10-6-6F 1F=10F 1F=10-12-12F F5 5、对电容的理解、对电容的理解用比值法定义物理量的特点：不能说电容用比值法定义物理量的特点：不能说电容C C与电量与电量Q Q成正比，与电压成正比，与电压U U成反比。成反比。二、电容器的电容二、电容器的电容解解:1)1)2)2)仍是仍是210210-7-7 F.F.3)3)仍是仍是210210-7-7 F.F.例题：某一电容器，当所带电量为例题：某一电容器，当所带电量为410-6C410-6C，两极板间的，两极板间的电势差为电势差为20V20V时，求时，求1 1）电容器的电容）电容器的电容.2 2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少）当所带电量减半时，电容器的电容为多少?3 3）假如电容器不带电呢？）假如电容器不带电呢？三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容问题问题1 1：平行板电容器自身的内部结构因素，应当包：平行板电容器自身的内部结构因素，应当包括哪些呢？括哪些呢？两极板的大小，用面积两极板的大小，用面积S S表示表示两极板间的距离两极板间的距离d d两极板间的电介质两极板间的电介质问题问题2 2：如何探究电容如何探究电容C C跟这些因素间的关系？跟这些因素间的关系？探究确定平行板电容器探究确定平行板电容器电容大小的影响因素电容大小的影响因素结论：结论：平行板电容器的电容与两极板的正对面积平行板电容器的电容与两极板的正对面积S S成正比成正比,与两极板间的距离与两极板间的距离d d成反比成反比,并跟板间插入介质的介电常并跟板间插入介质的介电常数数成正比成正比.物理意义物理意义:平行板电容器的电容由电容器本身的结构平行板电容器的电容由电容器本身的结构(S(S、d d、)确定确定,与与Q Q、U U无关无关.确定式：确定式：从从构造构造上看，可分为固定电容器和可变电容器上看，可分为固定电容器和可变电容器 1 1、固定电容器、固定电容器依据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器、依据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器陶瓷电容器 、电解电容器、电解电容器 （电容比较大，有极性）（电容比较大，有极性）固定电容器固定电容器四、常用电容器四、常用电容器陶瓷电容器陶瓷电容器问题：请分析可变电容器的变容原理。问题：请分析可变电容器的变容原理。可可变电变电容器容器2 2、可变电容器、可变电容器电容器以两片导体为极板，中间隔以电介质构成。电容器以两片导体为极板，中间隔以电介质构成。电容电容C C是描述电容器容纳电荷本事的物理量。是描述电容器容纳电荷本事的物理量。小小 结：结：1.1.电容电容2.2.击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。坏，这个极限电压称为击穿电压。3.3.电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压.额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压电容器的性能指标电容器的性能指标1 1、平行板电容器充电后，切断与电源的连接，在这种状况、平行板电容器充电后，切断与电源的连接，在这种状况下，下，假如增大两极板间的距离假如增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的电势差，那么，两极板间的电势差U U，电容器所带的电量电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变更？各如何变更？假如减小两极板间的正对面积假如减小两极板间的正对面积S S，那么，两极板间的电势，那么，两极板间的电势差差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变更？各如何变更？思索与探讨（思索与探讨（1 1）解题关键：电容器充电后与电源断开，解题关键：电容器充电后与电源断开，Q Q保持不变保持不变d d增加增加C C减小减小U=Q/CU=Q/CU U增加增加E E不变不变S S减小减小C C减小减小U=Q/CU=Q/CU U增加增加E=U/dE=U/dE E增加增加分析分析分析2 2、平行板电容器充电后，接着保持电容器的两极板与电、平行板电容器充电后，接着保持电容器的两极板与电源相连接。在这种状况下，源相连接。在这种状况下，假如增大两极板间的距离假如增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的电势差，那么，两极板间的电势差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变更？各如何变更？假如减小两极板间的正对面积假如减小两极板间的正对面积S S，那么，两极板间的电势，那么，两极板间的电势差差U U，电容器所带的电量，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强，两极板间的场强E E各如何变更？各如何变更？思索与探讨（思索与探讨（2 2）d d增加增加C C减小减小Q=C UQ=C UQ Q减小减小E=U/dE E减小减小S S减小减小C C减小减小Q=C UQ=C UQ Q减小减小E=U/dE=U/dE E不变不变解题关键：电容器始终与电源连接，解题关键：电容器始终与电源连接，U U保持不变。保持不变。1.1.一个平行板电容器，电容为一个平行板电容器，电容为200200pFpF，充电后两板间的电充电后两板间的电压为压为100V100V，电容器带电量为，电容器带电量为_C_C，断开电源后，断开电源后，将两板间距离减半，两板间的电压为将两板间距离减半，两板间的电压为_V_V210210-8-850502.2.如图所示是描述对给定的电容器充电时电量如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q Q、电压、电压U U、电容电容C C之间相互关系的图像，其中正确的是之间相互关系的图像，其中正确的是(）A B C D0CQCUQUCQ000BCDBCD3.3.两块大小、形态完全相同的金属平板平两块大小、形态完全相同的金属平板平行放置构成一平行板电容器。与它相连的行放置构成一平行板电容器。与它相连的电路如图所示，接通开关电路如图所示，接通开关S S，电源即给电容，电源即给电容器充电（器充电（）MNSA.A.保持保持S S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小场强度减小B.B.保持保持S S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大量增大C.C.断开断开S S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.D.断开断开S S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大增大BCBC4.4.如图所示，平行金属板如图所示，平行金属板A A、B B组成的电容器，充电后与静组成的电容器，充电后与静电计相连电计相连.要使静电计指针张角变大要使静电计指针张角变大,下列措施中可行的是下列措施中可行的是（）A.A.将将A A板向上移动板向上移动 B.B.将将B B板向右移动板向右移动 C.C.将将A A、B B之间充溢电介质之间充溢电介质 D.D.将将A A板放走部分电荷板放走部分电荷ABABABABC.ABC.电容器充电后与电源切断联系电容器充电后与电源切断联系,电量电量Q Q不变不变.D.D.C C不变不变探讨问题探讨问题,先看先看常量常量,再看变量再看变量.(S (S、d)d)的的变更变更C C的变更的变更U U的变更的变更Q Q变小变小Q Q不变不变U U变小变小5.5.传感器是把非电学量传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等如速度、温度、压力等)的变更转换成的变更转换成电学量变更的一种元件，在自动限制中有着相当广泛的应用。电学量变更的一种元件，在自动限制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C C大小的变更就能反大小的变更就能反映液面的升降状况，两者的关系是映液面的升降状况，两者的关系是()()A.CA.C增大表示增大表示h h增大增大 B.CB.C增大表示增大表示h h减小减小 C.CC.C减小表示减小表示h h减小减小 D.CD.C减小表示减小表示h h增大增大ACAC导电液体导电液体金属芯线金属芯线电介质电介质hh h增大增大S S增大增大正对面正对面积增大积增大、d d不变不变C C增大增大非电学量非电学量电学量电学量传感器传感器一、电容器一、电容器1.1.任何两个任何两个彼此绝缘彼此绝缘又相互靠近的又相互靠近的导体导体都可以看成电容器。都可以看成电容器。2.2.电容器的电容器的充电充电：电容器与电源相连，：电容器与电源相连，电源能量电源能量电场能电场能电容器的电容器的放电放电：电容器与导线相连，：电容器与导线相连，电场能电场能其他形式能其他形式能二、电容二、电容 1.1.定义式定义式:2.2.单位：法拉单位：法拉F 1F=10F 1F=106 6F=10F=101212pFpF物理意义物理意义:C:C与与Q Q、U U无关无关,由电容器本身结构确定由电容器本身结构确定.三、平行板电容器的电容确定式三、平行板电容器的电容确定式 四、电容器运用时留意的问题四、电容器运用时留意的问题 工作电压工作电压额定电压额定电压 击穿电压击穿电压物理意义物理意义:C:C由由、S S、d d确定确定.海浪为劈风斩浪的航船饯行，为同流合污的轻舟送葬。