歡迎進(jìn)入物理課堂 帶電體放在空中 它所帶的電荷是會(huì)慢慢地失去的 為了保存電荷 我們就需要有一個(gè)能 裝電荷的容器 1 8電容器的電容 電容器 1 兩個(gè)絕緣且相離很近的導(dǎo)體 極板 2 中間夾一層絕緣物物質(zhì) 3 兩條引線 電介質(zhì) 1 電容器構(gòu)造 任何兩個(gè)彼此絕緣而又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器 2 電容器的充放電過(guò)程 注意 若電容器保持與電源連接 則板間電壓U不變 若斷開(kāi)電源 則極板所帶電量Q不變 電容器是儲(chǔ)存電荷 電場(chǎng)能 的裝置 1 原理 異種電荷互相吸引 2 電容器的電荷量 一個(gè)極板所帶電量的絕對(duì)值 思考 電容器帶電荷與兩板間電勢(shì)差有什么關(guān)系呢 對(duì)于一個(gè)固定的電容器來(lái)說(shuō) 若其電荷量Q增大 正 負(fù)極板的電勢(shì)差U增大 且Q與U成正比 比值Q U是一個(gè)常量 此常量反應(yīng)電容器本身性質(zhì)物理量 Q U越大 則表明U一定時(shí) 容納了更多的電荷量Q 即此電容器容納電荷本領(lǐng)越大 物理學(xué)中將其定義為電容 電容 描述電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量 注 電容是電容器本身的一種屬性 其大小與電容器的電荷量無(wú)關(guān) 1 概念 電容器所帶電荷量Q與兩極板間電勢(shì)差U的比值叫電容器的電容 2 定義式 3 單位 法拉 簡(jiǎn)稱(chēng)法 符號(hào)為 F 常用單位 微法 F 皮法 pF 1 F 10 6F 1pF 10 12F 4 計(jì)算式 二 電容 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 靜電計(jì) 靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的 用來(lái)測(cè)量導(dǎo)體間的電勢(shì)差 從指針的偏轉(zhuǎn)角度就可以知道兩個(gè)導(dǎo)體間的電勢(shì)差 在Q和S不變時(shí) d減小 U減小 由C Q U知 C增大 d 則容量C 在Q和d不變時(shí) S越小 U越大 由C Q U可知 C越小 S 則C 靜電計(jì) 在Q d和S不變時(shí) 插入電介質(zhì) r增大 U減小 由C Q U知 C增大 6 決定式 平行板電容器 r 相對(duì)介電常數(shù) k 9 0 109N m2 C2一般來(lái)說(shuō) 電容器的電容決定于兩極板的大小和形狀 相對(duì)位置及板間的電介質(zhì) 3 常用電容器 1 按構(gòu)造分 固定電容器 C不可變 符號(hào)為 可變電容器 C可改變 符號(hào)為 半可變電容器 C只能作微小改變 例 一平行板電容器 板間距離為d 電容為C 接在電源電壓為U的電源上 充電完成后撤去電源 求 1 充電后電容器的帶電量 2 充電后兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度 3 若再拉開(kāi)兩板 使板間距離增大為2d 則電容器的電容變?yōu)槎嗌?電量變?yōu)槎嗌?電壓變?yōu)槎嗌?板間電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)槎啻?解析 1 據(jù)所以Q CU 2 E 3 據(jù)所以C C因?yàn)槌啡ル娫?所以Q保持不變 仍然為Q CU據(jù)所以電壓為2U據(jù) 和E 得E 所以當(dāng)Q不變只有d發(fā)生變化時(shí)E保持不變 2 按介質(zhì)分 紙介電容器 容量大 價(jià)格低 體積小 損耗大 有電感 云母電容器 介質(zhì)損耗小 絕緣性能好 較穩(wěn)定 4 電容器的重要指標(biāo) 電容及額定電壓 瓷介電容器 耐磨 壽命長(zhǎng) 易破碎 電解電容器 容量大 介質(zhì)薄且兩極近 體積小 有極性 易漏電 符號(hào)為 2 擊穿電壓 加在電容器兩極上的極限電壓 1 額定電壓 電容器長(zhǎng)期工作所能承受的電壓 一般情況下 工作電壓應(yīng)低于擊穿電壓 感應(yīng)起電機(jī) 萊頓瓶 現(xiàn)在叫 電容器 小結(jié) 1 電容器是電器中是一個(gè)不可缺少的關(guān)鍵元件之一 1 某電容C 20PF 那么用國(guó)際單位表示 它的電容為 F 2 10 11 練習(xí)鞏固 2 兩個(gè)電容器電量之比為2 1 電壓之比為1 2 則它們的電容之比為 4 1 3 對(duì)于一個(gè)確定的電容器的電容正確的理解是 A 電容與帶電量成比 B 電容與電勢(shì)差成反比 C 電容器帶電量越大時(shí) 電容越大 D 對(duì)確定的電容器 每板帶電量增加 兩板間電勢(shì)必增加 D D 4 在下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中 平行板電容器的極板A與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接 極板B接地 若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn) 由觀察到的指針變化做出平行板電容器電容變小的依據(jù)是 A 兩極板間的電壓不變 極板上的電荷量變小B 兩極板間的電壓不變 極板上的電荷量變大C 極板上電荷量幾乎不變 兩極板間電壓變小D 極板上電荷量幾乎不變 兩極板間電壓變大 5 對(duì)于給定的電容器 在描述電容量C 帶電量Q 兩板間電勢(shì)差U的相互關(guān)系中 下列圖1 16中正確的是 ACE 6 關(guān)于電容器的電容 下列說(shuō)法正確的是 CD A 電容器所帶的電荷越多 電容就越大B 電容器兩極板間電壓越高 電容就越大C 電容器所帶電荷增加一倍 則兩極間的電壓也一定增加一倍D 電容表征電容器容納電荷的本領(lǐng)的物理量 7 有一正充電的平行板電容器 若使它的電荷量減少3 10 4C 其電壓降為原來(lái)的三分之一 則 A 電容器原來(lái)的帶電量可能是9 10 4CB 電容器原來(lái)的帶電量為4 5 10 4CC 電容器原來(lái)的電壓可能為1VD 電容器原來(lái)的電壓可能為1 10 4V BC D 8 下列說(shuō)法中正確的是 A 平行板電容器一板帶電 Q 另一板帶電 Q 則此電容器不帶電 B 由公式C Q U可知 電容器的電容隨帶電量Q的增加而變大 C 平行板電容器保持帶電量不變而增大板距時(shí) 兩板間電壓要減小 D 電容器的帶電量與兩極板間的電勢(shì)差成正比 9 兩塊平行金屬板帶等量異量電荷 要使兩板間的電壓加倍 而板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減半 應(yīng)使 A 兩板的電荷量加倍 而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍B 兩板的電荷量加倍 而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C 兩板的電荷量減半 而距離變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D 兩板的電荷量減半 而距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C 10 用兩節(jié)相同的電池給兩個(gè)電容器C1和C2充電 已知C1 C2 當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) 兩電容器的電勢(shì)差分別為U1和U2 帶電量分別為Q1和Q2 則 A U1 U2B U1 U2C Q1 Q2D Q1 Q2 BD A 11 平行板電容器充電后與電源斷開(kāi) 負(fù)極板接地 在兩板間有一正電荷 電荷量很少 固定在P點(diǎn) 如圖所示 以U表示電容兩極板間的電壓 E表示兩極板間的場(chǎng)強(qiáng) Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能 若保持負(fù)極板不動(dòng) 而將正極板移至圖中虛線所示的置 A U變大 Ep不變B E變大 Ep不變C U變小 Ep變大D U不變 Ep不變 解 由U 4k Qd rS及E 4k Q rS可知 d增大 則U增大而E不變 Ep q p q Ed1也不變 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全